第17讲 沉淀溶解平衡 课件-2027届高三上化学一轮复习

2027届一轮复习课件 1课时 考点17沉淀溶解平衡 适用精简高效 考点一. 沉淀溶解平衡 (一)、固体的溶解度：在一定温度下，某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。 单位:克 符号:S 难溶物在水中并非绝对不溶，只是溶解的量非常少 （二）. 沉淀溶解平衡 1.概念 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。 相等 饱和溶液 AgCl(s) ⇌Ag＋(aq) + Cl-(aq) 如AgCl(s)溶于水的过程： AgCl(s) 水分子 2、溶解平衡的建立 固体溶质 溶液中的溶质 沉淀 溶解 ①v溶解>v沉淀，固体 ②v溶解=v沉淀，溶解 ; ③v溶解<v沉淀， 晶体 溶解 平衡 析出 V沉淀 V溶解 t V溶解= V沉淀 0 v 达到溶解平衡时，溶液必定是饱和溶液 3、表达式：沉淀溶解平衡方程式中各物质要标明聚集状态 → s 、aq Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)+2OH－(aq) AgI(s) I-(aq)+ Ag+(aq) 4、沉淀溶解平衡的判断：各离子浓度胞不变 5、影响沉淀溶解平衡的因素： 内因：电解质本身的性质 外因： ①浓度：加水平衡向溶解的方向移动 ②温度：升温平衡向溶解的方向移动 ③同离子效应：加入相同离子，平衡向生成沉淀方向移动 ④加入能反应的离子：生成更难溶物质，平衡向溶解的方向移动 如： HgS + 2NaCl= HgCl2 + Na2S 考点二.溶度积常数 Ksp 1、概念：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，简称溶度积 AmBn(s) mAn+(aq) + nBm-(aq)　　 KSP反映了难溶电解质在水中的溶解能力 2、同种类型物质，KSP数值越大，溶解能力越强。 如由Ksp数值可知溶解能力：AgCl＞AgBr＞AgI＞Ag2S， Cu(OH)2＜Mg(OH)2 3、KSP只与温度有关，温度不变，KSP不变 4、利用浓度积（Qc表示算法与KSP一样）和溶度积判断沉淀生成、溶解 ①Qc＜KSP ：溶液不饱和，无沉淀析出 ②Qc=KSP ：溶液达到饱和，沉淀与溶解处于平衡状态 ③Qc＞KSP ：溶液过饱和，有沉淀析出 考点三、沉淀溶解平衡图像 1、沉淀溶解平衡曲线 示例一 ①曲线上任意一点(a点、c点)都达到了沉淀溶解平衡状态，此时Qc＝Ksp。在温度不变时，无论改变哪种离子浓度，另一种离子浓度只能在曲线上变化，不会出现在曲线以外 ②曲线上方区域的点(b点)均为过饱和溶液，此时Qc＞Ksp，表示有沉淀生成 ③曲线下方区域的点(d点)均为不饱和溶液，此时Qc＜Ksp，表示无沉淀生成 ④计算Ksp：由c点可以计算出Ksp ⑤点的变化 ⑥溶液蒸发时，离子浓度的变化：原溶液不饱和时，离子浓度都增大；原溶液饱和时，离子浓度都不变 示例二 ①曲线上各点的意义：每条曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和溶液，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点均表示不饱和溶液 T1曲线：a、b点都表示饱和溶液，c点表示过饱和溶液 T2曲线：a、b、c点都表示不饱和溶液 ②计算Ksp：由a或b点可以计算出T1温度下的Ksp ③比较T1和T2大小：因沉淀溶解平衡大部分为吸热，可知：T1<T2 2、沉淀溶解平衡对数曲线 对数图像：将溶液中某一微粒的浓度如c(A)取常用对数，即lg c(A)，反映到图像中是： ①若c(A)＝1时，lg c(A)＝0 ②若c(A)＞1时，lg c(A)取正值且c(A)越大，lg c(A)越大 ③若c(A)＜1时，lg c(A)取负值，且c(A) 越大，lg c(A)越大，但数值越小 ④当坐标表示浓度的对数时，要注意离子浓度的换算，如lg c(X)＝a，则c(X)＝10a ⑤当坐标表示浓度的负对数(－lgX＝pX)时，pX越大，c(X)越小，c(X)＝10－pX 示例1、溶度积对数曲线是难溶电解质饱和溶液中离子浓度对数值之间的关系曲线，以CdCO3饱和溶液为例，溶度积曲线如图： ①直线上任一点都代表沉淀溶解平衡状态，即Q＝Ksp ②直线上方区域均为不饱和溶液，即Q<Ksp ③直线下方区域均为过饱和溶液，即Q>Ksp ④升高温度，直线向左下方平移。 示例2、直线型(pM为阳离子浓度的负对数，pR为阴离子浓度的负对数) ①直线AB上的点：c(M2＋)＝c(R2－) ②溶度积Ksp：CaSO4>CaCO3>MnCO3 ③X点：对CaCO3要析出沉淀；对CaSO4是不饱和溶液，能继续溶解CaSO4 ④Y点：c(SO42-)>c(Ca2＋)，二者的离子积等于10－5 ⑤Z点：c(CO32-)<c(Mn2＋)，二者的离子积等于10－10.6 示例3 ①曲线上各点的意义：每条曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和溶液，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点均表示不饱和溶液 ZnS曲线：a点表示饱和溶液，c点表示不饱和溶液 CuS曲线：b点表示饱和溶液，c点表示过饱和溶液 ②计算Ksp：由曲线上面给定数据可以计算CuS、ZnS的Ksp ③比较Ksp大小：Ksp(ZnS)>Ksp(CuS) 3、沉淀滴定曲线 ①曲线上任一点都代表平衡点，c(Cu2＋)·c(S2－)＝Ksp，由b点恰好完全反应可知的c(Cu2+)＝10－17.7，进而求出Ksp＝10－17.7×10－17.7＝10－35.4 ②滴定终点时(b点)为饱和CuS溶液，c(Cu2＋)＝c(S2－) ③ 滴定终点以前线上点(如a点)，代表c(Cu2＋)>c(S2－) 滴定终点以后线上点(如c点)，代表c(Cu2＋)<c(S2－) 考点四、沉淀溶解平衡的应用 1、沉淀的生成 溶液中的离子转化为沉淀，用来除杂、提纯物质和废水处理 ① 工艺流程中调pH值 工业原料NH4Cl中混有FeCl3: 加氨水,调pH值至4 ② 添加沉淀剂 沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂 Cu2＋+S2－= CuS↓ Hg2＋+H2S＝HgS↓＋2H＋ ③ 同离子效应法: 用稀硫酸洗涤BaSO4比用蒸馏水洗涤的损失量更小 ④氧化还原法: 除去CuCl2中混有少量Fe2+：先氧化Fe2+为Fe3+再调PH 氧化剂可用： 氯气、双氧水、氧气等(不引入杂质) 调PH可用： CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等(不引入杂质) 2、沉淀的溶解 ① 酸溶法：如CaCO3溶于盐酸，Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸 ② 盐溶法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液 Mg(OH)2 + 2NH4+ = Mg2+ + 2NH3·H2 ② 盐溶法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液 Mg(OH)2 + 2NH4+ = Mg2+ + 2NH3·H2O ③ 氧化还原法：如CuS、HgS等可溶于HNO3中 3CuS + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 3S + 2NO↑+ 4H2O ④ 配合物法：如 AgCl可溶于NH3·H2O AgCl+2NH3·H2O = [Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O ①. 溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀 3、沉淀的转化：实质就是沉淀溶解平衡的移动 ②. 两者溶解度差别越大，转化越容易 如AgCl白色沉淀加NaBr溶液转化AgBr黄色沉淀，再加Na2S溶液转化为Ag2S黑色沉淀 再如Mg(OH)2白色沉淀加FeCl3溶液转化为 Fe (OH)3红褐色沉淀 考点五、难溶电解质沉淀溶解平衡的计算 1、判定某温度下难溶电解质的沉淀或溶解情况Qc~Ksp关系 例、25 ℃时，在1.00 L 0.03 mol·L－1 AgNO3溶液中加入0.50 L 0.06 mol·L－1的>CaCl2溶液，能否生成AgCl沉淀？(已知：AgCl的Ksp＝1.8×10－10) QC＝0.03/1.5÷0.06/1.5=8×10-4>Ksp＝1.8×10－10 故有沉淀生成 2、沉淀的先后顺序 3、沉淀pH的计算 常温下，Ksp＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝2×10－20，计算有关Cu2＋沉淀的pH。 (1)某CuSO4溶液中c(Cu2＋)＝0.02 mol·L－1，如果生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液的pH，使之大于 。 (2)要使0.2 mol·L－1 CuSO4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 。 5 6 化学上认为在溶液中离子浓度小于10-5mol/L时，沉淀达到完全 4、沉淀的转化 Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9、Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6，请计算说明说明CaCO3能否转化为CaSO4? 5、比值计算 某温度下，溶液中含有I－、Cl－等离子，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中 ＝__________。(Ksp(AgCl)＝1.6×10－10，Ksp(AgI)＝8×10－17) 5×10－7 选项 操作 现象 结论 A 将稀硫酸和Na2S反应生成的气体通入AgNO3与AgCl组成的悬浊液中 出现黑色沉淀 Ksp(AgCl)＞Ksp(Ag2S) B 向盛有2 mL 0.1 mol/LAgNO3溶液的试管中滴加1 mL 0.1 mol/L NaCl溶液，再向其中滴加4～5滴 0.1 mol/LKI溶液 先有白色沉淀生成，后又产生黄色沉淀 Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI) C 向AgI悬浊液中滴入Na2S溶液 固体变黑 Ksp(Ag2S)＞Ksp(AgI) D 将H2S气体通入浓度均为 0.01mol/L的ZnSO4和CuSO4溶液中 先出现CuS黑色沉淀 Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS) 经典题1、分别进行下列操作，由现象得出的结论正确的是 D H2S +AgNO3 Ag2S AgNO3溶液过量， KI直接与AgNO3反应 ＜ 难溶的物质先沉淀出来 √ × 没有沉淀的转化,无法判断 × 生成的硫化氢与硝酸银溶液反应生成硫化银沉淀，没有沉淀的转化，无法判断Ksp(AgCl)与Ksp(Ag2S)的大小，A错误； AgNO3溶液过量，KI直接与AgNO3反应，无法判断Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)的大小关系，B错误； 溶度积常数大的物质能转化为溶度积常数小的物质，AgI悬浊液中滴入Na2S溶液，固体变黑，说明Ksp(Ag2S)＜Ksp(AgI)，C错误； 难溶的物质先沉淀出来，说明Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)，D正确。 23 经典题2、硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，在水溶液中存在如下沉淀溶解平衡：CdS(s) Cd2+(aq)+S2-(aq) ΔH >0，其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是 A.图中温度T1<T2 B D.温度降低时，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动 C.向m点的溶液中加入少量Na2S固体， B.图中各点对应的Ksp的关系为 Ksp(m)=Ksp(n)<Ksp(p)<Ksp(q) 溶液组成由m沿mpn线向p方向移动 升高温度,溶解平衡正移,Ksp增大 √ c(S2-)增大,c(Cd2+)减小,但仍然在曲线上 CdS(s) Cd2+(aq)+S2-(aq) 平衡逆移 √ √ 温度降低时，q点对应饱和溶液溶解度下降，溶液中c(S2-)和c(Cd2+)同时减小且相等 = 根据题干信息CdS(s) Cd2＋(aq)＋S2－(aq)　ΔH＞0可知CdS在水中溶解过程是一个吸热过程，升高温度平衡正向移动，故Ksp＝c(Cd2＋)·c(S2－)增大，从图中可知T1＜T2，A正确；图像中m、n、p点均为在温度T1下所测离子浓度，故Ksp(m)＝Ksp(n)＝Ksp(p)，B错误； m点达到沉淀溶解平衡，加入少量Na2S固体，平衡逆向移动，c(S2－)增大，c(Cd2＋)减小，溶液组成由m沿mpn线向p方向移动，C正确； 平衡CdS(s) Cd2＋(aq)＋S2－(aq)正向吸热，温度降低时，q点对应饱和溶液溶解度下降，说明溶液中c(S2－)和c(Cd2＋)同时减小，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动，D正确。 24 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CrO，浓度均为0.01 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.01 mol·L－1的AgNO3溶液时，计算三种阴离子沉淀的先后顺序。  $