沉淀溶解平衡一轮复习课.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四讲 难溶电解质溶解平衡,第一课时,4/17/2025,第八章 水溶液中的离子平衡,1,一、,沉淀,溶解平衡,在一定条件下，当难溶电解质的,溶解速率,与溶液中的有关离子重新,生成沉淀的速率,相等时，此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡，称为,沉淀溶解平衡,.溶解平衡时的,溶液是饱和溶液,。,2表达式：,1概念：,M,m,A,n,(s),mM,n,(aq)nA,m,(aq),AgCl（S)Ag,+,(aq)+Cl,-,(aq),2,意义：,表示,：一方面：少量的Ag,+,和Cl,-,脱离AgCl表面进入水中，另一方面：溶液中的Ag,+,和Cl,-,受AgCl表面的阴、阳离子的吸引回到AgCl的表面,注意：不表示电离平衡,AgCl=Ag,+,+Cl,-,电离方程式：,提示,不同。,式表示难溶电解质,AgCl在水溶液中的沉淀溶解平衡方程式；,式表示强电解质,AgCl在水溶液中的电离方程式。,AgCl(s),Ag,(aq)Cl,(aq)；,AgCl=Ag,Cl,，两化学方程式所表示的意义相同吗？,3,逆、动、等、定、变,3特征：,沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，符合平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。,4,4影响溶解平衡的因素：,内因：,电解质本身的性质,外因：,a)浓度：,b)温度：,AgCl(s)Ag,(aq)+Cl,(aq),通常我们讲的外因包括浓度、温度、压强等。对于溶解平衡来说，在溶液中进行，可忽略压强的影响。,平衡右移,平衡左移,多数平衡向溶解方向移动,升温,加水,增大相同离子浓度,5,思考：对于平衡,AgCl Ag,+,+Cl,-,若改变条件，对其有何影响?,改变条件,平衡移动方向,C（Ag,+,）,C（Cl,-,）,升 温,加AgCl（s）,加NaCl（s）,加NaI（s）,加AgNO,3,(s),加NH,3,H,2,O,不移动 不变 不变,6,二、溶度积常数(K,sp,)：,如,Mg(OH),2,(s),Mg,2,+,(aq)+2OH,-,(aq),表达式,难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时，离子浓度保持不变（或一定）。其离子浓度的次方的乘积为一个常数这个常数称之为,溶度积常数,简称为,溶度积，,用,K,sp,表示。,概念：,溶度积(K,sp,)的大小与,难溶电解质性质,和,温度,有关，与沉淀的量无关.离子浓度的改变可使平衡发生移动,而不能改变溶度积.,溶度积(K,sp,)的性质,25时，,K,sp,=,c(,Mg,2+,)c,2,(OH,-,),=5.610,-12,mol,3,L,-3,练：请写出 BaSO,4,、Al(OH),3,、CuS的沉淀溶解平衡与溶度积K,SP,表达式。,BaSO,4,(s)Ba,2+,+SO,4,2-,K,SP,=c(,Ba,2+,)c(,SO,4,2-,),Al(OH),3,(s),Al,3+,+,3OH,-,K,SP,=c(Al,3+,)c,3,(OH,-,),CuS,(s),Cu,2+,+S,2-,K,SP,=c(Cu,2+,)c(S,2-,),7,（2）反映了难溶电解质在水中的,溶解,能力。同类型的难溶电解质，在相同温度下，,K,sp,越大，溶解度就越大；不同类型的难溶电解质，通过计算进行比较。,（3）在一定温度下，通过比较任意状态离子积（,Q,c,）与溶度积（,K,sp,）的大小，判断难溶电解质沉淀溶解平衡进行的限度。,当,Q,c,=,K,sp,时，,当,Q,c,K,sp,时，,当,Q,c,K,sp,时，,饱和溶液，已达到沉淀溶解平衡状态。,不饱和溶液，沉淀溶解，即反应向沉淀溶解的方向进行，直达平衡状态（饱和为止）。,离子生成沉淀，即反应向生成沉淀方向进行，直到平衡状态（饱和为止）。,上述就是,溶度积规则,，可以判断溶液中沉淀的生成和溶解。,（1）,K,SP,只与温度有关，而与沉淀的量和溶液中的离子的浓度无关。,使用溶度积常数应注意的问题,8,几种难熔电解质在25时的溶解平衡和溶度积：,AgCl(s)Ag,+,+Cl,-,K,sp,=c(Ag,+,)c(Cl,-,),=1.810,-10,mol,2,L,-2,AgBr(s)Ag,+,+Br,-,K,sp,=c(Ag,+,)c(Br,-,),=5.010,-13,mol,2,L,-2,AgI(s)Ag,+,+I,-,K,sp,=c(Ag,+,)c(,I,-,),=8.310,-17,mol,2,L,-2,Mg(OH),2,(s)Mg,2+,+2OH,-,K,sp,=c(Mg,2+,)c,2,(OH,-,),=5.610,-12,mol,3,L,-3,相同类型(如AB型)的难溶电解质的K,sp,越小，溶解度越小，越难溶。,如:,K,sp,(AgCl)K,sp,(AgBr)K,sp,(AgI),溶解度:,AgCl AgBr AgI,Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解性,9,一定温度、K,sp,=C,m,(A,n+,)C,n,(B,m-,),假设溶液中离子溶度积为Q,c,1、Q,c,K,sp,时,溶液过饱和，有沉淀析出，直到溶液达到饱和，达到溶解平衡。,2、Q,c,=K,sp,时,溶液为饱和溶液,3、Q,c,K,sp,时,溶液为不饱和溶液。,A,m,B,n,(s)mA,n+,(aq)+nB,m-,(aq),10,四、溶度积的应用,例1.已知室温下PbI,2,的溶度积为7.1,10,-9,，求饱和溶液中Pb,2+,和I,-,的浓度;在,c,(I,-,)=0.1mol,L,-1,的溶液中,Pb,2+,的浓度最大可达到多少?,K,sp,c,(Pb,2+,),c,2,(,I,-,),（1）已知溶度积求离子浓度：,PbI,2,(s)Pb,2+,(aq)+2,I,-,(aq),解：,c,(Pb,2+,)=,K,sp/c,2,(I,-,)=7.1,10,-9,/0.1,2,=7.1,10,-,7,molL,-1,即：该溶液里允许Pb,2+,的最大浓度为7.110,-7,molL,-1,11,例2.,已知 298,K,时gCl,的,K,sp,=,1.810,-10,，,求其溶解度S,（2）已知溶度积求溶解度：,解：,K,sp,=,c,(Ag,+,),.,c,(Cl,-,),设AgCl的溶解度为,S,，在1L饱和溶液中，,c,(Ag,+,)=,X,，,c,(Cl,-,)=,X,K,spAgCl=,c,(Ag,+,),c,(Cl,-,)=,X,2,=1.810,-,10,cAgCl=c(Ag,+,)=1.3410,-4,molL,-1,S AgCl,=1.3410,-4,molL,-1,1,L,143.5gmol,-1,100g1000g=1.910,-4,g,AgCl（S)Ag,+,(aq)+Cl,-,(aq),12,例3.已知AgCl 298,K,时在水中溶解度为,1.9210,-4,g，计算其,K,sp。,解：,M,(AgCl)=143.5 g mol,-1,n,(AgCl)=1.9210,-4,g143.5 g mol,-1,=1.34 10,-6,mol,c,(Ag,+,)=1.34 10,-6,mol,/,0.1L,=1.34 10,-5,molL,-1,K,sp,=,c,(Ag,+,)c(Cl,-,)=(1.34 10,-5,),2,=1.810,-,10,（3）已知溶解度求溶度积,13,例4.,已知298,K,时，MgCO,3,的,K,sp=6.82,10,-6,，溶液中,c,(Mg,2+,)=0.0001mol,L,-1,，,c,(CO,3,2-,)=0.0001mol,L,-1,，此时Mg,2+,和CO,3,2-,能否共存？,（4）利用溶度积判断离子共存：,解：,c,(Mg,2+,),.,c,(CO,3,2,-,)=(0.0001),2,=1,10,-8,MgCO,3,Mg,2+,+CO,3,2,-,110,-,8,Ksp,2、生成沉淀的方法：,加沉淀剂法：,例：AgNO,3,溶液中加入NaCl可生成沉淀,调节PH法：,例：已知：Cu(OH),2,：Ksp为2.210,-20,，,Fe(OH),3,：Ksp为1.610,-39,现有浓度均为0.1mol/L的 Cu,2+,、Fe,3+,的混合溶液，则：,Fe,3+,开始沉淀时的c(OH,-,)=_，,完全沉淀时的c(OH,-,)=_，,Cu,2+,开始沉淀时的c(OH,-,)=_。,（只列式，不计算）,PH=1.4,PH=2.7,PH=4.7,若要除去Fe,3+,，应将pH调节至？,约为3-4,21,现有一定浓度的CuSO,4,和FeSO,4,的混合溶液，已知：,被沉淀离子,开始沉淀pH,完全沉淀pH,Cu,2+,4.4,6.4,Fe,2+,7.6,9.6,Fe,3+,2.7,3.7,若要除去Fe,2+,，如何处理？,选用什么氧化剂氧化Fe,2+,（）,A.稀硝酸 B.KMnO,4,(H,+,)溶液,C.Cl,2,D.H,2,O,2,选用什么物质调节pH（）,A.NaOH B.氨水 C.CuO D.Cu(OH),2,先将Fe,2+,氧化成Fe,3+,，再调节pH至约4。,D,CD,22,二、沉淀溶解平衡的应用,(二)沉淀的转化,例：已知常温下，AgCl、AgBr、AgI、Ag,2,S的K,SP依次减小,则：AgNO,3,()()()(),NaCl,NaBr,NaI,Na,2,S,AgCl,白色,AgBr,淡黄色,AgI,黄色,Ag,2,S,黑色,（1）你能解释为什么会发生上述沉淀的转化吗？,（2）你认为怎样的沉淀间可,实现转化？,AgBr,+,AgCl,Ag,+,+Cl,-,KBr =Br,-,+K,+,沉淀转化的实质：,沉淀溶解平衡的移动。,沉淀转化的条件：,溶解能力相对,较强的物质转化为溶解能力相对,较弱的物质。,Ksp,差值越大,沉淀转化越彻底。,23,应用1：,锅炉水垢既会降低燃料的利用率，造成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿命，还可能形成安全隐患，因此要定期除去锅炉水垢。水垢中含有CaSO,4,，用酸很难除去，可以用饱和Na,2,CO,3,溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO,3,而后用酸除去。,）请分析将水垢中含有的CaSO,4,转化为CaCO,3,的原理。,2）写出除去水垢中含有的CaSO,4,的化学方程式和离子方程式。,CaSO,4(S),Ca,2+,(aq),+SO,4,2,-,(aq),Na,2,CO,3,=CO,3,2,-,+2,Na,+,CaCO,3,+,CaSO,4,+CO,3,2-,CaCO,3,+SO,4,2-,24,应用2：,重晶石（主要成分是BaSO,4,）是制备钡化合物的重要原料，,但由于BaSO,4,不溶于酸，有人设想用饱和Na,2,CO,3,溶液处理，使之转,化为易溶于酸的BaCO,3。,（1）BaSO,4,的Ksp比 BaCO,3,小，你认为能实现这一转化吗？,（2）已知，常温下，,BaCO,3,的,K,SP,=5.110,-9,mol,2,L,-2,BaSO,4,的,K,SP,=1.010,-10,mol,2,L,-2,。现将0.233g BaSO,4,固体放入,100mL水中（忽略溶液体积变化），则：,溶液中c(Ba,2+,)=,，,若在上述体系中，实现BaSO,4,向BaCO,3,转化，必需具备的条件,是,。,如何操作才能保证绝大多数,BaSO,4,转化为BaCO,3,？,BaSO,4,Ba,2+,+,SO,4,2,-,+,BaCO,3,(s),BaSO,4,+,CO,3,2,-,BaCO,3,+,SO,4,2,-,Na,2,CO,3,CO,3,2,-,+,2Na,+,10,-5,mol/L,使溶液中CO,3,2-,浓度大于5.110,-4,mol/L,25,饱和Na,2,CO,3,溶液,移走上层溶液,BaSO,4、,BaCO,3,BaSO,4,（重复操作）,H,+,Ba,2+,BaCO,3,26,沉淀的转化：,(1)实质：,沉淀溶解平衡的移动。,(2)条件：,一般情况下，,溶解能力相对较强的物质转化为,溶解能力相对较弱的物质。,Ksp,差值越大,沉淀转化越彻底。,当两种难溶物溶解能力差别不大时,溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。,27,二、沉淀溶解平衡的应用,(三)沉淀的溶解,应用1、牙齿表面由一层硬的组成为Ca,5,(PO,4,),3,OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：,Ca,5,(PO,4,),3,OH,5Ca,2,+,(aq),+,3PO,4,3-,(aq),+,OH,-,(aq),K,SP,=2.510,-59,mol,9,L,-9,（1）进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是：,生成的有机酸能中和OH,-,，使平衡向正方向移动，羟基磷灰石溶解，加速腐蚀牙齿,（2）已知Ca,5,(PO,4,),3,F的,K,SP,=2.810,-61,mol,9,L,-9,，请用离子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因,（3）,根据羟基磷酸钙的平衡体系，,你还能想到用什么方法保护牙齿？,Ca,5,(PO,4,),3,OH,F,Ca,5,(PO,4,),3,F+OH,-,28,应用2：医院中进行钡餐透视时，用BaSO,4,做内服造影剂，为什么不用BaCO,3,做内服造影剂？,信息：,1.Ksp(BaSO,4,)=1.110,-10,mol,2,L,-2,；Ksp(BaCO,3,)=5.110,-9,mol,2,L,-2,2.Ba,2+,有剧毒，；,3.胃酸的酸性很强，pH约为0.91.5；,BaCO,3,Ba,2+,+CO,3,2-,+,2H,+,H,2,O+CO,2,H,+,和SO,4,2-,不反应，不影响BaSO,4,的沉淀溶解平衡，Ba,2+,浓度保持在安全浓度标准下，所以用BaSO,4,作“钡餐”。,如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应尽快用5.0%的硫酸钠溶液给患者洗胃，应用了什么原理？,29,Mg(OH),2,(s),Mg,2,(aq)+2OH,(aq),原因一：加入NH,4,Cl时，NH,4,水解，产生的H,中和OH,使c(OH,)减小，平衡右移，从而使Mg(OH),2,溶解,3、用平衡移动的原理分析Mg(OH),2,溶于NH,4,Cl溶液的原因,原因二：加入NH,4,Cl时，NH,4,与OH,结合生成NH,3,.H,2,O，使c(OH,)减小，平衡右移，从而使Mg(OH),2,溶解,为了探究Mg(OH),2,溶于NH,4,Cl溶液的原因，某同学设计了如下实,验方案，并得出了结论，请你把他的实验报告填写完整。,步骤：在Mg(OH),2,悬浊液中加入,_ _,，,（填CH,3,COONH,4,或NH,4,F）,结论：若,，则说明(1)正确；,若,，则说明(2)正确。,已知：NH,3,.,H,2,O的电离常数K,b,=1.8,10,-5,CH,3,COOH的电离常数K,a,=1.8,10,-5,HF的电离常数K,a,=3.5,10,-4,CH,3,COONH,4,无明显现象,浊液变澄清,30,三、常见题型与通用解法,1、沉淀形成、溶解、转化的原理解析,形成：改变条件使体系中沉淀构成离子浓度足够大（Q,C,K,SP,）,溶解：改变条件使体系中沉淀构成离子浓度足够小（Q,C,K,SP）,转化：以生成该环境中更难溶解的沉淀，完成原沉淀溶解,1、将等体积的410,-3,mo1L,-1,的AgNO,3,和410,-3,mo1L,1,K,2,CrO,4,混合，有无Ag,2,CrO,4,沉淀产生?(已知K,SP,(Ag,2,CrO,4,)1.1210,-12,),2、做钡餐用硫酸钡不用碳酸钡的原因,关键是算好Q,C,，浓度代入要正确,3、AgCl溶于氨水的原因,5、锅炉中除硫酸钙杂质的原理,4、氟钙牙膏防治龋齿,规律：向生成,溶解度更小,的沉淀方向进行,怎么清除仪器内壁粘附硫酸钡？,31,审题,【审题视角】,Ksp与难溶电解质在水中溶解能力的关系；沉淀的转化的条件。,解析,A,2.突破考点,32,沉淀的生成、溶解和转化的判断,【能力对接】,通过比较溶液中有关离子浓度幂的乘积,浓度积,Q,c,与,K,sp,的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成、溶解或转化。,两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能会产生多种沉淀时，判断产生沉淀先后顺序问题，均可利用溶度积的计算公式或离子积与溶度积的关系加以判断。,2.突破考点,33,34,考点2,K,sp,的有关计算及其图像分析,溶度积的计算,图像分析,2.突破考点,看图像,想规律,做判断,理解点、线、面（纵横坐标）的含义,结合沉淀溶解平衡的有关知识、方法及规律,(1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度，如,K,sp,a,的饱和,AgCl溶液中,c,(Ag,)molL,1,。,(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度，如某温度下AgCl的,K,sp,a,，在,0.1 molL,1,的,NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后,c,(Ag,)10,a,molL,1,。,【易错警示】,1.沉淀的生成、溶解和转化的条件。,2.公式的应用。,3.图像的意义，及图像中点线面的含义,35,【典例2】,(2012,试题调研,)在,t,时，,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知,t,时,AgCl的,K,sp,4,10,10,，下列说法不正确的是,()。,A在,t,时，,AgBr的,K,sp,为,4.9,10,13,B在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点到b点,C图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液,D在,t,时，,AgCl(s)Br,(aq),AgBr(s)Cl,(aq)的平衡常数,K,816,审题,【审题视角】,看懂图像（纵横坐标的含义、线上及线外各点,Q与K,sp,的关系），,K,sp,的计算及外界条件对沉淀溶解平衡的影响规律。,解析,B,2.突破考点,36,【能力对接】,2.突破考点,明确图像中纵、横坐标的含义,理解图像中线上的点、线外的点的含义,抓住,K,sp,的特点，结合选项分析判断,（,1）曲线上的任意一点，都代表指定温度下的饱和溶液，由相应的离子浓度可求K,sp,。,(2)可通过比较、观察得出溶液是否达到饱和状态，是否有沉淀析出。处于曲线上方的点表明溶液处于过饱和状态，一定会有沉淀析出，处于曲线下方的点，则表明溶液处于未饱和状态，不会有沉淀析出。,37,【应用2】,(2013,豫东九校调研,)已知298 K时，Mg(OH),2,的溶度积常数,K,sp,5.6,10,12,，取适量的,MgCl,2,溶液，加入一定量的烧碱溶液达到,沉淀溶解平衡，测得,pH13.0，则下列说法不正确的是()。,A所得溶液中的,c,(H,)1.0,10,13,molL,1,B加入Na,2,CO,3,固体，可能生成沉淀,C所加的烧碱溶液的pH13.0,D所得溶液中的,c,(Mg,2,)5.6,10,10,molL,1,C,解析,2.突破考点,38,三、常见题型与通用解法,2、溶度积计算,计算沉淀溶解平衡体系中的相应离子浓度,取5mL0.002 mo,l,L,-1,Na,2,SO,4,与等体积的0.02 mo,l,L,-1,的BaCl,2,混合，计算SO,4,2-,是否沉淀完全（即SO,4,2-,10-5mo,l,L,-1,，BaSO,4,的Ksp=1.110,-10,）,计算金属离子形成沉淀和沉淀完全的PH条件,已知室温K,SP,(Fe(OH),3,)410,-38,，某溶液中含c（Fe,3+,）=0.04mol/L，若让该溶液产生沉淀需调解PH至多少？若要让体系中的铁离子沉淀完全，需调解PH至多少？,（2010海南高考题改编）已知某温度下，K,SP,(AgCl)1.810,-10,K,SP,(AgI)1.510,-16,K,SP,(Ag,2,CrO,4,)2.010,-12,则在其难溶盐的水溶液中Ag,+,大小次序为,已知Ksp(AgCl)=1.810,-10,Ksp(Ag,2,CrO,4,)=1.910,-12,现在向0.001 mol/L K,2,CrO,4,和0.01 mol/L KCl混合液中滴加0.01 mol/LAgNO,3,溶液,通过计算回答(1)Cl-、CrO,4,2,谁先沉淀？(2)刚出现Ag,2,CrO,4,沉淀时,溶液中Cl-浓度是多少？,39,室温时,CaCO,3,在水,中的溶解平衡曲线如图所示,已,知:25其溶度积为2.810,-9,下列说法不正确的是 (),A,.,x,数值为210,-5,B,.,c,点时有碳酸钙沉淀生成,C,.加入蒸馏水可使溶液由,d,点变到,a,点,D,.,b,点与,d,点对应的溶度积相等,三、常见题型与通用解法,3、沉淀溶解平衡图像分析,40,(,2008山东理综,15,),某温度时BaSO,4,在,水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,。,下列说法正确的是(),A.加入Na,2,SO,4,可以使溶液由a点变到b点,B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点,C.d点无BaSO,4,沉淀生成,D.a点对应的,K,sp,大于c点对应的,K,sp,规律：1、曲线上的点都是同一温度下，恰好生成沉淀的时的离子的浓度,有相同的K,SP,2、曲线外的点可以通过作的垂线得该店浓度数据分析Q,C,与K,SP,相对大,小得状态,3、改变条件使得点的移动,要考虑条件改变，阴阳离子的变化趋势,41,