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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡多媒体教学ppt课件
展开知识点一 难溶电解质的沉淀溶解平衡1.Ag+和Cl-的反应真能进行到底吗?(1)在装有少量难溶的AgCl白色固体的试管中,加入约5 mL蒸馏水,充分振荡后静置。①取约2 mL上层清液于另一试管中,滴加浓盐酸,观察到的现象是 。 ②由上述实验得出的结论是 。
原上层清液中含有Ag+
(2)分析AgCl的溶解过程:AgCl在溶液中存在下述两个过程:一方面,在水分子作用下,少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面溶于水中,即存在 过程;另一方面,溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面正、负离子的吸引,回到AgCl的表面析出,即存在 过程。在一定温度下,当AgCl溶解和生成的速率相等时,达到溶解平衡状态,得到AgCl的 。
(3)AgCl溶于水的平衡方程式是AgCl(s) Cl-(aq)+Ag+(aq),由于沉淀、溶解之间的这种动态平衡的存在,决定了Ag+和Cl-的反应 进行到底。 (4)反应完全的标志对于常量的化学反应来说,化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于 ml·L-1时,沉淀就达到完全。
2.难溶电解质的溶解平衡(1)习惯上将溶解度小于 的电解质称为难溶电解质。在一定温度下,当难溶电解质 时,即建立了动态平衡,叫作难溶电解质的溶解平衡。 (2)难溶电解质溶解平衡的特征①“动”动态平衡,溶解速率和沉淀速率并不为 。
②“等”溶解速率和沉淀速率 。 ③“定”达到平衡时,溶液中离子浓度保持 。 ④“变”当改变外界条件时,溶解平衡将发生 ,达到新的平衡。
(3)难溶电解质溶解平衡的影响因素①内因 的性质。绝对不溶的物质是没有的;同是微溶物质,溶解度差别也很大;易溶溶质只要是饱和溶液,也存在 。 ②外因:包括浓度、温度等,遵循勒夏特列原理。a.浓度加水,平衡向溶解方向移动。
b.温度升温,多数平衡向溶解方向移动;少数平衡向生成沉淀的方向移动,如Ca(OH)2的溶解平衡。c.同离子效应向平衡体系中加入易电离出与难溶电解质溶解产生的离子相同的物质,平衡逆向移动。d.其他向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离的物质或气体的离子时,平衡向溶解的方向移动。
[素养养成] 常温下,分别将AgCl溶于水和0.1 ml·L-1的NaCl溶液中,其溶解度是否相同,为什么?
例1 有关AgCl的沉淀溶解平衡说法中正确的是( )A.AgCl沉淀生成和溶解不断进行,速率相等B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-C.AgCl悬浊液中加入NaCl固体,AgCl溶解度不变D.升温,AgCl沉淀的溶解度减小
[解析] AgCl沉淀生成和溶解不断进行,当速率相等时,达到沉淀溶解平衡,A正确;AgCl难溶于水,溶液中有少量Ag+和Cl-,B错误;AgCl悬浊液中加入NaCl固体,AgCl的沉淀溶解平衡逆向移动,银离子浓度减小,AgCl溶解度变小,C错误;升温,AgCl沉淀溶解平衡正向移动,AgCl的溶解度增大,D错误。
例2 CaCO3在下列物质中溶解度最大的是( )A.Na2CO3溶液 B.石灰水 C.食盐水 D.硫酸铵溶液
[规律小结] 难溶电解质沉淀溶解平衡与难溶电解质电离平衡的比较
[c(An+)]m·[c(Bm-)]n
3.规则通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Q的相对大小,可以判断在给定条件下难溶电解质能否生成或溶解:(1)Q>Ksp,溶液过饱和,有 析出,直至溶液 ,达到新的平衡。 (2)Q=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于 。 (3)Q
[素养养成] 化学平衡常数(K)、电离平衡常数(Ka、Kb)、水的离子积常数(KW)、溶度积常数(Ksp)有什么特点?
提示:各平衡常数都只与温度有关,而与浓度、压强等外界条件无关。随着温度的升高,Ka、Kb、KW增大,大多数难溶电解质的Ksp变大,吸热反应的K变大而放热反应的K减小。
例3 下列有关Ksp的叙述中正确的是( )A.Ksp越大说明电解质的溶解度越大B.Ksp只与电解质的本性有关,而与外界条件无关C.Ksp表示难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时,溶液中离子浓度幂之积D.Ksp的数值只与温度有关
[解析] Ksp越大,但电解质的溶解度不一定越大,溶解度还取决于溶液的类型和浓度关系,以及物质的摩尔质量等因素,例如AgCl在水中和盐酸中的溶解度不同,但溶度积相同,A错误;
溶度积为温度的函数,与温度有关,B错误;
根据溶度积定义可知,Ksp表示难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时,溶液中离子浓度幂之积,如AgCl的Ksp=c(Cl-)·c(Ag+),C正确;Ksp的数值与难溶电解质的性质以及温度有关,D错误。
例4 已知25 ℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.46×10-10。现向1 L 0.2 ml·L-1 HF溶液中加入1 L 0.2 ml·L-1 CaCl2溶液,则下列说法中,正确的是( )A.25 ℃时,0.1 ml·L-1 HF溶液的pH=1B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化C.该体系中没有沉淀产生D.该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀
[规律小结] 难溶电解质的溶解能力的比较方法(1)相同类型的物质,Ksp数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强。如由Ksp的数值可知:溶解能力AgCl>AgBr>AgI。(2)不同类型的物质,Ksp数值差别较大时,Ksp数值越小,溶解能力越弱。如:溶解能力AgCl>Fe(OH)3。(3)不同类型的物质,Ksp数值差别较小时,不能直接作为判断的依据。如AgCl的Ksp为1.8×10-10,Mg(OH)2的Ksp为1.8×10-11,虽然Mg(OH)2的Ksp更小,但Mg(OH)2的溶解能力大于AgCl的溶解能力。
知识点三 沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的生成(1)沉淀生成的应用在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域,常利用生成沉淀来达到 的目的。
(2)沉淀的方法①调节pH法如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH至7~8,可使Fe3+转变为 沉淀而除去。离子反应方程式: 。
②加沉淀剂法如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子,如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。加Na2S生成CuS的离子方程式: 。 通入H2S生成CuS的离子方程式: 。
Cu2++S2-=CuS↓
Cu2++H2S=CuS↓+2H+
2.沉淀的溶解(1)Mg(OH)2的溶解Mg(OH)2难溶于水,能溶于盐酸、NH4Cl溶液。溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为 。 (2)沉淀溶解的原理根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的 ,使平衡向 的方向移动,就可以使沉淀溶解。
3.沉淀的转化(1)实验探究 ①Ag+的沉淀物的转化
Ag++Cl-=AgCl↓
AgCl+I-=AgI+Cl-
2AgI+S2-=Ag2S+2I-
②Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
3Mg(OH)2+2FeCl3=2Fe(OH)3+3MgCl2
(2)沉淀转化的实质沉淀转化的实质就是 。一般说来, 的沉淀转化成 的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别 ,沉淀转化越容易。 (3)沉淀转化的应用①锅炉除水垢水垢CaSO4(s) CaCO3(s)
②对一些自然现象的解释在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。原生铜的硫化物
[素养养成] 请用沉淀溶解反应的原理,分析下列事实:(1)BaCO3不溶于水,为什么不能作钡餐?(2)CaCO3难溶于稀H2SO4,为什么却能溶于醋酸中?
例5 已知Fe(OH)3在pH为4~5时,就可以沉淀完全,若要除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可以加入一种试剂,充分搅拌后过滤,就可得到纯净的MgCl2溶液,这种试剂是( )①NH3·H2O ②NaOH ③MgCO3 ④Mg(OH)2 ⑤MgO ⑥KSCNA.①②③④⑤ B.①②⑥C.③④⑤ D.①③④
[解析] ①NH3·H2O虽可以中和H+,使Fe3+沉淀,但会引入新的杂质,同时加入量稍多也会使Mg2+沉淀,错误;②NaOH虽可以中和H+,使Fe3+沉淀,但会引入新的杂质,同时加入量稍多也会使Mg2+沉淀,错误;③MgCO3既可与H+反应,促使Fe3+完全水解而沉淀,又由于MgCO3难溶于水,过量的MgCO3不会进入溶液,正确;④Mg(OH)2既可与H+反应,促使Fe3+完全水解而沉淀,又由于Mg(OH)2难溶于水,过量的Mg(OH)2不会进入溶液,正确;⑤MgO既可与H+反应,促使Fe3+完全水解而沉淀,又由于MgO难溶于水,过量的MgO不会进入溶液,正确;⑥KSCN可溶,且不能除去Fe3+,反而引入新的杂质,错误。答案选C。
例6 下列有关难溶电解质及其溶度积常数Ksp的说法正确的是( )A.常温下,向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体,BaCO3的Ksp减小B.Ksp越大,难溶电解质的溶解能力越强C.过滤沉淀时,用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗的AgCl少D.工业上去除废水中的重金属离子,只能使用可溶性沉淀剂,如Na2S、(NH4)2S等
[解析] Ksp只与温度有关,则常温下,向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体,有固体析出,BaCO3的Ksp不变,A错误;
当难溶物类型不同时,不能直接根据溶度积数据大小判断溶解度,则Ksp小的物质其溶解能力不一定比Ksp大的物质的溶解能力小,B错误;AgCl在溶液中存在沉淀溶解平衡,盐酸洗涤溶液中Cl-的浓度比用水洗涤时溶液中Cl-浓度增大,增大Cl-的浓度,沉淀溶解平衡逆向进行,水洗涤会溶解部分AgCl,用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤,损耗AgCl少,C正确;在工业上去除废水中的重金属离子,可根据溶度积常数,也可以使用难溶性沉淀剂,如FeS、MnS等,D错误。
[规律小结] 沉淀溶解常用的方法(1)酸溶解法如CaCO3溶于盐酸,Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸等。(2)盐溶解法如Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液中。(3)生成配合物法如AgCl可溶于氨水。(4)氧化还原法如CuS、HgS等可溶于HNO3中。
2.下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是( )A.Ksp(AB2)小于Ksp(CD),则AB2的溶解度小于CD的溶解度B.在氯化银的沉淀溶解平衡体系中,加入蒸馏水,氯化银的溶解度和Ksp均增大C.在氯化银沉淀溶解平衡体系中,加入碘化钠固体,氯化银沉淀可转化为碘化银沉淀D.在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中,加入稀盐酸,溶解平衡不移动
[解析] 同类型的Ksp(AB)小于Ksp(CD),才能说AB的溶解度小于CD的溶解度,不同类型难溶电解质不能根据Ksp大小来说溶解度大小,A错误;在氯化银的沉淀溶解平衡体系中,加入蒸馏水,平衡正向移动,但氯化银的溶解度和Ksp均不变,B错误;在氯化银沉淀溶解平衡体系中,加入碘化钠固体,生成碘化银,平衡正向移动,因此氯化银沉淀可转化为碘化银沉淀,C正确;在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中,加入稀盐酸,溶液中的碳酸根离子不断被消耗,溶解平衡正向移动,D错误。
3.下列说法不正确的是( )A.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关B.由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀C.其他条件不变,离子浓度改变时,Ksp不变D.两种难溶电解质作比较时,Ksp小的,溶解度一定小
[解析] Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,A正确;沉淀易向更难溶的方向转化,由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀,B正确;
Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,离子浓度改变时,Ksp不变,C正确;阴、阳离子个数比相同的难溶物,Ksp小的,溶解度一定小,阴、阳离子个数比不同的难溶物,Ksp小的,溶解度不一定小,D错误。
[解析] 加入KI溶液,c(I-)增大,沉淀溶解平衡逆向移动,c(Pb2+)减小,A错误;溶度积常数Ksp只与温度有关,B错误;加入KI溶液,c(I-)增大,沉淀溶解平衡左移,C正确;加入KI溶液,c(I-)增大,沉淀溶解平衡逆移,c(Pb2+)减小,D错误。
2.下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的是( )①热纯碱溶液洗涤油污的能力强②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒③溶洞的形成④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能⑤泡沫灭火器灭火A.②③④B.①②③ C.③④⑤ D.全部
3.已知:25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp(MgF2)=7.42×10-11。下列说法正确的是( )A.25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大B.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大C.25 ℃时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 ml·L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 ml·L-1 NH4Cl溶液中的Ksp小D.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后, Mg(OH)2不可能转化为MgF2
[解析] Mg(OH)2与MgF2均为AB2型难溶电解质,故Ksp越小,其溶解度越小,前者c(Mg2+)小,A错误;加入NH4Cl后促进Mg(OH)2的溶解平衡向右移动,c(Mg2+)增大,B正确;Ksp只受温度的影响,25 ℃时,Mg(OH)2的溶度积Ksp为常数,C错误;加入NaF溶液后,若Qc=c(Mg2+)·c2(F-)>Ksp(MgF2),则会产生MgF2沉淀,D错误。
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化学人教版 (2019)第四节 沉淀溶解平衡背景图ppt课件: 这是一份化学人教版 (2019)第四节 沉淀溶解平衡背景图ppt课件,共57页。PPT课件主要包含了自主预习,核心突破,随堂检测,点击右图进入等内容,欢迎下载使用。
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