第49讲 沉淀溶解平衡(共32张ppt)高中化学一轮复习课件

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第49讲 沉淀溶解平衡(共32张ppt)高中化学一轮复习课件

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(共32张PPT)
第49讲 沉淀溶解平衡
第四部分 化学反应原理
第八章 水溶液中的离子反应与平衡
目标导航·内容索引








1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。
2.理解溶度积(Ksp)的含义,并能进行相关计算。
3.了解沉淀的生成、溶解与转化,并能应用化学平衡原理解释。
知识点2 溶度积常数及其应用
知识点1 沉淀溶解平衡及影响因素
精炼高考真题·明确高考方向
知识点3 淀溶解平衡的应用
Ag+
Cl-
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
AgCl(s)
如何表示?
溶解
沉淀
水分子
负电荷吸引
正电荷吸引
当v(溶解)=v(沉淀),得到饱和AgCl(aq),建立溶解平衡
:在一定温度下,当沉淀和溶解的速率 时,形成_________,达到平衡状态,把这种平衡称为沉淀溶解平衡。
(1)概念
饱和溶液
如AgCl(s)溶于水的过程:
相等
知识点1 沉淀溶解平衡及影响因素
1.1沉淀溶解平衡
V沉淀
V溶解
t
V溶解= V沉淀
0
沉淀溶解平衡
v
易溶电解质与难溶电解质只是溶解度不同,
其沉淀溶解平衡的建立过程并没有本质区别。
(2) 溶解平衡的建立
①v溶解>v沉淀,固体
②v溶解=v沉淀,溶解 ;
③v溶解溶解
平衡
析出
沉淀
固体溶质 溶液中的溶质
注 意:达到溶解平衡时,溶液必定是饱和溶液
溶解
知识点1 沉淀溶解平衡及影响因素
1.1沉淀溶解平衡
(3)沉淀溶解平衡过程表示:
即时应用:书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式
AgI(s) I-(aq)+ Ag+(aq)
Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)
注意:沉淀溶解平衡与弱电解质电离方程式的区别
沉淀溶解平衡方程式中各物质要标明聚集状态 → “s” “aq”
知识点1 沉淀溶解平衡及影响因素
1.1沉淀溶解平衡
(4) 沉淀溶解平衡的特征:(同其他化学平衡):逆、等、定、动、变(适用平衡移动原理)

难溶物的溶解与沉淀是一个可逆过程

平衡时,溶液中各离子浓度保持不变

v溶解 = v沉淀 ≠ 0,是一个动态平衡


条件改变时,溶解平衡发生移动
知识点1 沉淀溶解平衡及影响因素
1.1沉淀溶解平衡
(1)内因:电解质本身的性质
①绝对不溶的电解质是没有的。
②同是难溶电解质,溶解度差别也很大。
③易溶电解质做溶质时,只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。
(2)外因:
①浓度:
②温度:
③同离子效应:
遵循勒夏特列原理
加入相同离子,平衡向 的方向移动。
特例:
Ca(OH)2
加水,平衡向 方向移动。
溶解
升温,多数平衡向 方向移动。
溶解
生成沉淀
如AgCl(aq)中加入NaCl(s)
知识点1 沉淀溶解平衡及影响因素
1.2影响沉淀溶解平衡的因素
④加入能反应的离子:
加入的离子与平衡体系中某离子生成更难溶的物质或难电离的物质或气体等,则平衡向 方向移动。
沉淀溶解
例如:HgS难溶于水和稀的强碱溶液,但易溶于饱和NaCl(aq)
HgS + 2NaCl= HgCl2 + Na2S
难电离的弱电解质
原理:
知识点1 沉淀溶解平衡及影响因素
1.2影响沉淀溶解平衡的因素
知识点1 沉淀溶解平衡及影响因素
1.2影响沉淀溶解平衡的因素
【典例】
知识点1 沉淀溶解平衡及影响因素
【对点达标练】浙江嘉兴三模)将过量粉末置于水中达到平衡:

已知:,的电离常数

下列有关说法不正确的是( )
A.上层清液中存在
B.上层清液中含碳微粒主要为
C.要实现向的转化,需加入溶液的
D.
B
(1)定义:
(3)表达式
平衡时:Ksp (AnBm)= cm(Mn+) · cn(Am-)
MmAn(s) mMn+(aq)+ nAm-(aq)
即时应用:书写Ag2CrO4、Mg(OH)2及CaCO3的溶度积常数的表达式
——简称“溶度积”
沉淀溶解平衡中,各离子浓度幂的乘积称为
难溶电解质的溶度积常数
(2)符号: Ksp
②升温,多数平衡向溶解方向移动,Ksp 。
增大
①对于同一难溶物质,Ksp只与温度有关
(4)影响Ksp的因素:
难溶电解质本身的性质和温度
但Ca(OH)2相反。
知识点2 溶度积常数及其应用
2.1溶度积常数
(5)溶度积Ksp的物理意义:
反映了难溶电解质在水溶液中的溶解能力.
问题:是不是Ksp越小的物质,其溶解度就越小呢?
否。
平衡浓度关系且与指数有关。
与物质质量有关
但是:一定温度下,对同种类型的难溶电解质,Ksp越小,其溶解度(S)越小
说 明:
①一定温度下,对同种类型的难溶电解质,Ksp越小,其溶解度(S)越小;
②对于不同类型的难溶电解质,不能直接比较Ksp的大小来确定其溶解能力的大小,常转化为溶解度来计算。
化学式中阴阳离子个数比相同
:AB型、AB2型、A2B型等
如:Ksp (AgCl) > Ksp (AgBr) > Ksp (AgI)
则溶解度:S (AgCl) > S (AgBr) > S (AgI)
知识点2 溶度积常数及其应用
2.1溶度积常数
任意时刻:
Qc> Ksp
Qc=Ksp
Qc< Ksp
Qc = cm(Mn+) · cn(Am-)
MmAn(s) mMn+(aq)+ nAm-(aq)
:溶液过饱和,有沉淀析出。
:溶液饱和,沉淀与溶解平衡。
:溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,可以继续溶解直至饱和。
知识点2 溶度积常数及其应用
2.2 离子积Q c
讨论:在AgCl饱和溶液中,尚有AgCl固体存在,当分别向溶液中加入下列物质,将如何变化?
改变条件 平衡移动方向 c(Ag+) c(Cl-) Ksp AgCl溶解度
升 温
加 水
加AgCl(s)
加NaCl(s)
加NaI(s)
加AgNO3(s)

不移动





不变
不变
不变
不变
不变
不变
不变
不变
不变









不变
不变



生成AgI↓
注意:溶液中各离子浓度的变化只能使沉淀溶解平衡移动,并不改变溶度积[∵Ksp只与温度有关],但物质溶解度(S)可能会发生改变。
知识点2 溶度积常数及其应用
2.2 离子积Q c
【典例1】25 ℃时,在1.00 L 0.03 mol/LAgNO3溶液中加入0.50 L 0.06 mol/L的CaCl2溶液,能否生成AgCl沉淀?(已知:AgCl的Ksp=1.8×10-10)
(1)能否沉淀问题
产生沉淀的唯一条件是Qc﹥Ksp
解析:先计算两溶液混合后, Ag+和Cl-浓度.
c(Ag+)=
c(Cl-)=
=0.02mol/L
=0.04mol/L
c(Ag+)·c(Cl-)
Qc =
=0.02×0.04=8.0×10-4
所以有AgCl沉淀生成
>Ksp
知识点2 溶度积常数及其应用
2.3 溶度积的应用及简单计算
(2)沉淀的pH问题
(1)某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.02 mol/L,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH,使之大于 。
【典例2】常温下,Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20,计算有关Cu2+沉淀的pH。
5
所以要生成Cu(OH)2沉淀,应调整pH>5。
c(OH-)=
解析:
根据题给信息,当c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20时开始出现沉淀
=10-9 mol/L
pH=5
知识点2 溶度积常数及其应用
2.3 溶度积的应用及简单计算
【典例2】 常温下,Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20,计算有关Cu2+沉淀的pH。
解析:
(2)要使0.2 mol/LCuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一),则应向溶液中加入NaOH溶液,使溶液的pH为 。
6
2×10-4 mol/L
c(Cu2+)=
c(OH-)=
=10-8 mol/L
此时溶液的pH=6
知识点2 溶度积常数及其应用
2.3 溶度积的应用及简单计算
(3) 沉淀的顺序问题
【典例3】已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,
Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和CrO42-,浓度均为0.010 mol/L,向该溶液中逐滴加入0.01mol/L的AgNO3溶液时,计算三种阴离子沉淀的先后顺序 .
解析 根据已知的三种阴离子的浓度计算出要产生沉淀分别所需Ag+的最小浓度,所需Ag+浓度越小的越先沉淀。
c1(Ag+)=
=1.56×10-8 mol/L
=
c2(Ag+)=
=
=7.7×10-11mol/L
c3(Ag+)=
=
=3×10-5mol/L
Br-、Cl-、CrO42-
知识点2 溶度积常数及其应用
2.3 溶度积的应用及简单计算
(4)沉淀能否转化问题
【典例4】Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,溶解能力:CaSO4大于CaCO3。请用数据说明溶解能力小的CaCO3能否转化为溶解能力大的CaSO4
则当溶液中c(SO42-)大于0.17 mol/L时,CaCO3(s)可以转化为CaSO4(s)。
解析:
在CaCO3的饱和溶液中
c(Ca2+)=
=
≈5.3×10-5 mol/L
若向CaCO3饱和溶液中加入Na2SO4溶液
QC =c(Ca2+)×c(SO42-)
≥Ksp(CaSO4)

,CaCO3(s)可以转化为CaSO4(s)
c(SO42-)

=
≈0.17 mol/L

知识点2 溶度积常数及其应用
2.3 溶度积的应用及简单计算
2.3 溶度积的应用及简单计算
当AgCl开始沉淀时,溶液中 =________。
(5)共沉淀溶液中离子浓度比问题
【典例5】某温度下,溶液中含有I-、Cl-等离子,向其中滴加AgNO3溶液,
[已知:Ksp(AgCl)=1.6×10-10,Ksp(AgI)=8×10-17 ]
5×10-7
同一溶液中c(Ag+)相等
解析:
=
=
=
=5×10-7
“凑常数”法
知识点2 溶度积常数及其应用
知识点2 溶度积常数及其应用
【对点达标练1】(2025·浙江温州一模)足量CaSO4在水中存在平衡:
。25℃时,CaSO4溶解度为5.2×10 3 mol/L,
A.
B.CaSO4饱和溶液中加入少量Na2SO4固体,c(CaSO4)增大
C.饱和H2CO3溶液中加入等体积饱和CaSO4溶液,



。下列描述正确的是( )
几乎不变
D.CaSO4溶液中加Na2CO3(S),有CaCO3生成,则体系中:
C
【对点达标练2】化工生产中常用FeS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+:
Cu2++FeS(s) CuS(s)+Fe2+(aq)。下列说法错误的是( )
A.FeS的Ksp比CuS的Ksp大
B.该反应达到平衡时c(Fe2+)=c(Cu2+)
C.向平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c (Fe2+)变大
D.该反应的平衡常数K=
B
组成相似的难溶性盐,溶度积大的沉淀可以转化为溶度积小的沉淀
该反应达到平衡时离子的浓度保持不变,但不一定相等
平衡正向移动
K=
=
=
“凑常数”法
知识点2 溶度积常数及其应用
(1)调节pH法:如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加氨水调节pH至7~8,离子方程式为Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
(2)沉淀剂法:如用H2S沉淀Cu2+,离子方程式:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+
知识点3 沉淀溶解平衡的应用
3.1沉淀的生成
3.2沉淀的溶解
(1)酸溶解法:如CaCO3溶于盐酸,离子方程式:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
(2)盐溶液溶解法:如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式:Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3·H2O
知识点3 沉淀溶解平衡的应用
(3)氧化还原溶解法:如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。
(4)配位溶解法:如AgCl溶于氨水,离子方程式:AgCl+
2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O。
3.2沉淀的溶解
3.3沉淀的转化
(1)实质:沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大,越容易转化)。
(2)应用:锅炉除垢、矿物转化等。
知识点3 沉淀溶解平衡的应用
【对点达标练】福建厦门二模)时,,
。向溶液中滴加氨水,生成蓝色沉淀,继续滴加氨水至沉淀完全溶解,得到深蓝色溶液。下列说法错误的是( )
B
A.将浓氨水稀释至,不断变小
B.沉淀完全时,
C.
D.对于转化为有促进作用
精炼高考真题·明确高考方向
1.(2025·浙江6月选考)已知:
下列有关说法不正确的是( )
A.过量AgCl在1.0mol/LNaCl溶液中
B.过量AgCl在水中所得的饱和溶液中滴加0.0010mol/LAgNO3溶液,有AgCl生成
C.过量AgCl在水中溶解的质量大于在相同体积3.0mol/LNaCl溶液中溶解的质量
D.0.010molAgCl在1L10mol/L的盐酸中不能完全溶解
C
精炼高考真题·明确高考方向
2.(2024·安徽高考)环境保护工程师研究利用Na2S、FeS和H2S处理水样中的Cd2+。已知25 ℃时,H2S饱和溶液浓度约为0.1 mol·L-1,Ka1(H2S)=
10-6.97,Ka2(H2S)=10-12.90,Ksp(FeS)=10-17.20,Ksp(CdS)=10-26.10。下列说法错误的是( )
A.Na2S溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B.0.01 mol·L-1Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,所得溶液中:
 c(H+)>c(Cd2+)
B
3.(2023 浙江省1月选考)碳酸钙是常见难溶物,将过量碳酸钙粉末置于水中达到溶解平衡:CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO32-(aq)[已知Ksp(CaCO3)=3.4×10-9,Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11],下列有关说法正确的是( )
A.上层清液中存在c(Ca2+)=c(CO32-)
B.上层清液中含碳微粒最主要以HCO3-形式存在
C.向体系中通入CO2气体,溶液中c(Ca2+)保持不变
D.通过加Na2SO4溶液可实现CaCO3向CaSO4的有效转化
B
精炼高考真题·明确高考方向
精炼高考真题·明确高考方向
3.(2022·重庆高考)25 ℃时相关的溶度积见表。
化学式 Fe(OH)3 Cu(OH)2
溶度积 4×10-38 2.5×10-20
①在某滤液中Fe3+和Cu2+的浓度相近,加入NaOH溶液,先得到的沉淀是      。
Fe(OH)3
②25 ℃时,为了使Cu2+沉淀完全,需调节溶液H+浓度不大于________mol·
L-1。
2×10-7
4.(2021·海南高考节选)25 ℃时,潮湿的石膏雕像表面会发生反应:CaSO4(s)+CO32-(aq) CaCO3(s)+SO42-(aq),其平衡常数K=__________。[已知Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]
3.25×103
“凑常数”法
K =

=3.25×103
解析:


(5)溶洞景区限制参观的游客数量,主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用,从化学平衡的角度说明其原因:_______________________________________________________________。
游客呼出的CO2可与钟乳石的主要成分CaCO3发生可逆反应:
CO2+H2O+CaCO3 Ca2++2HCO3-,
CO2增加,平衡正向移动,CaCO3减少,钟乳石被破坏
精炼高考真题·明确高考方向
5.(2021·湖北卷高考节选)25 ℃时,已知:Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5,
Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35,Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33,Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20,
“浸出液”中c(Cu2+)=0.01 mol·L-1。
(1)当金属阳离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时沉淀完全,In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为     (保留一位小数);
(2)若继续加入6.0 mol·L-1氨水至过量,观察到的实验现象是先有蓝色沉淀,然后                          ;
4.7
蓝色沉淀溶解,溶液变成深蓝色
2.0×10-6
精炼高考真题·明确高考方向
化 学
THANK YOU

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