8.44 沉淀溶解平衡及图像分析 课件-2027届高三化学一轮复习

该高中化学高考复习课件聚焦“沉淀溶解平衡及图像分析”，覆盖沉淀溶解平衡的建立、影响因素、应用及溶度积（Ksp）计算等核心考点。依据高考评价体系，明确Ksp计算及应用占近五年高考30%权重，归纳沉淀顺序判断、工业除杂分析等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题演练+素养融合”，如结合2018海南真题解析AgCl溶解度计算，用“凑常数”法突破共沉淀离子浓度比问题，培养科学思维中的证据推理能力。实验探究（CaCO3溶解平衡电导率曲线）强化科学探究素养，助力学生掌握Ksp应用技巧，教师可据此高效指导复习，提升应试得分率。

第八章 水溶液中的离子反应与平衡 第44节 沉淀溶解平衡及图像分析 高三一轮总复习 1 1. 沉淀溶解平衡及其应用 CONTENT 溶解平衡、影响因素、应用 2 2. 溶度积及其应用 溶度积、应用与计算 3 1. 沉淀溶解平衡 1．沉淀溶解平衡 1．沉淀溶解平衡 (1) AgCl溶于水中的过程 一方面，在水分子作用下，少量Ag＋和Cl－脱离AgCl的表面进入水中，即____过程；另一方面，溶液中的Ag＋和Cl－受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl的表面析出，即____过程。在一定温度下，当沉淀和溶解的速率相等时，得到AgCl的饱和溶液，即建立动态平衡： 溶解 沉淀 4 (2)沉淀溶解平衡的含义与特征 ①含义：在一定温度下的水溶液中，当难溶电解质(任意电解质)沉淀和溶解的速率______时，固体质量和离子浓度均保持不变时，即建立了沉淀溶解平衡。 ②特征：逆—等—动—定—变。 相等 1. 沉淀溶解平衡 1．沉淀溶解平衡 溶解：CaCO3(s) ⇌ CaCO3(aq) CaCO3(aq) = Ca2+(aq) + CO32−(aq) 沉淀：CO32−(aq) + Ca2+(aq) = CaCO3 (s) CaCO3(s) ⇌ Ca2+(aq) + CO32−(aq) 沉淀溶解平衡 a、绝对不溶的电解质是没有的。 b、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。 c、易溶电解质做溶质时，只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。 ①内因：电解质本身的性质 2. 影响沉淀溶解平衡的因素： 1. 沉淀溶解平衡 残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时，认为反应完全，但溶液中还有相应的离子。 5 ②外因：遵循勒夏特列原理 a、浓度： b、温度： c、同离子效应： 加入相同离子，平衡向 的方向移动。如AgCl(aq)中加入NaCl(s) 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 d、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 2. 影响沉淀溶解平衡的因素： 1. 沉淀溶解平衡 Ca(OH)2、CaCO3、Li2CO3等除外 (以AgCl为例：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH>0 完成下表。 外界条件 移动方向 c(Ag＋) 升高温度 加水(固体有剩余) 加入少量AgNO3 加入Na2S 通入NH3 右移 右移 右移 右移 左移 增大 增大 减小 减小 不变 c(Cl－) KSP 增大 增大 不变 不变 减小 不变 不变 不变 增大 增大 2. 影响沉淀溶解平衡的因素： 1. 沉淀溶解平衡 8 加入10 mL蒸馏水 b a c d e f 思考：在e点再加入10 mL蒸馏水，为什么会重复出现上述现象？ 此时CaCO3浊液仍处于饱和状态，外加蒸馏水后，沉淀溶解平衡正向移动，达到新的平衡状态后(f点)，浊液中c(Ca2+)和c(CO32−)与此前基本保持一致(b点、d点)。 a点：向蒸馏水中加入CaCO3固体 1. 沉淀溶解平衡 实验探究沉淀溶解平衡的移动 9 沉淀溶解为溶液中的离子 通过改变条件，使沉淀溶解平衡移动，以满足工农业生产、科研等需要。 溶液中的离子转化为沉淀 ①沉淀的生成： ②沉淀的溶解： ③沉淀的转化： 一种沉淀转化为另一种更难溶的沉淀 3. 沉淀溶解平衡的应用： 1. 沉淀溶解平衡 10 2、方法：生成溶解能力小的难溶电解质，越小越好。 ① 调pH值 如：工业原料NH4Cl中混有FeCl3：加氨水，调pH值至4 Fe3＋ + 3NH3•H2O = Fe(OH)3↓ + 3NH4＋ ② 加沉淀剂 Cu2＋+S2－= CuS↓ Hg2＋+S2－= HgS↓ (一)沉淀的生成 1、应用：利用生成沉淀来除杂或提纯物质及废水处理等领域。 Cu2＋+H2S=CuS↓＋2H＋ Hg2＋+H2S＝HgS↓＋2H＋ 如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂 3. 沉淀溶解平衡的应用： 1. 沉淀溶解平衡 11 ③ 同离子效应法: 硫酸中c(SO42-) 大，使平衡逆向移动，减小BaSO4的损失。 用稀硫酸洗涤BaSO4比用蒸馏水洗涤的损失量更小。 (一)沉淀的生成 3. 沉淀溶解平衡的应用： 1. 沉淀溶解平衡 12 NaCl的作用： NH4+ “沉钒”中加入过量NH4Cl有利于晶体析出，其原因为： 增大c(Cl−)，利用同离子效应，降低NH4Cl溶解度，使其充分沉淀析出 增大c(NH4+)，利用同离子效应，降低NH4VO3溶解度 3. 沉淀溶解平衡的应用： 1. 沉淀溶解平衡 13 例：CuCl2中混有少量Fe2+，如何除去？ 氯气、双氧水、氧气等(不引入杂质) CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等(不引入杂质) ④氧化还原法: 1) 先Fe2+氧化成Fe3+ 2) 再调pH至7~8，使Fe3+转化为Fe(OH)3 沉淀 3)过滤除去沉淀。 氧化剂可用： 调pH可用： (一)沉淀的生成 3. 沉淀溶解平衡的应用： 1. 沉淀溶解平衡 14 不断减少溶解平衡体系中的相应离子，使Q___Ksp，平衡向_______________移动。 < 沉淀溶解的方向 (二)沉淀的溶解 3. 沉淀溶解平衡的应用： 1. 沉淀溶解平衡 ① 酸溶法：如CaCO3溶于盐酸，Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸等。 ② 盐溶法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液 Mg(OH)2 + 2NH4+ = Mg2+ + 2NH3·H2O ④ 配合物法：如 AgCl可溶于NH3·H2O ③ 氧化还原法：如CuS、HgS等可溶于HNO3中 3CuS + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 3S + 2NO↑+ 4H2O AgCl+2NH3·H2O = [Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O 15 (1)实验探究 ①2 mL 0.1 mol·L-1 NaCl(aq) AgCl(白色) AgI(____色) Ag2S(____色)。 ②2 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2(aq)(白色) Fe(OH)3(红褐色)。 黄 黑 (三)沉淀的转化 3. 沉淀溶解平衡的应用： 1. 沉淀溶解平衡 结论：Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)>Ksp(Ag2S)。 结论：Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]。 Ag+少量 16 (2)规律：一般说来，溶解度小的沉淀容易转化成__________的沉淀。 沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。 但溶解度小的沉淀在一定条件下也可以转化为溶解度大的沉淀。 (3)应用 ①锅炉除垢：用Na2CO3溶液处理，将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为_______________________________________________。 ②矿物转化：CuSO4溶液遇PbS转化为CuS，离子方程式为 _________________________________________。 溶解度更小 (aq) Cu2+(aq)＋PbS(s)⥫⥬CuS(s)＋Pb2+(aq) (三)沉淀的转化 3. 沉淀溶解平衡的应用： 1. 沉淀溶解平衡 17 (教材课后习题) 医疗上常用BaSO4作X射线透视肠胃的内服药剂，俗称“钡餐”。BaCO3和BaSO4都是难溶电解质，二者的溶度积相差不大。那么，能否用BaCO3代替BaSO4作“钡餐”？请说明原因。 不能。BaCO3在水中存在沉淀溶解平衡：BaCO3(s)⇌Ba2+(aq) + CO32‒(aq)，胃酸的主要成分是盐酸，盐酸与CO32‒反应，c(CO32‒)减小，使上述平衡向正反应方向移动，c(Ba2+)增大，导致人体中毒。 3. 沉淀溶解平衡的应用： 1. 沉淀溶解平衡 1. 沉淀溶解平衡及其应用 CONTENT 18 2. 溶度积及其应用 溶度积、应用与计算 溶解平衡、影响因素、应用 19 1．溶度积常数——简称溶度积 (1)溶度积与离子积比较 以AmBn(s) ⥫⥬mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：   溶度积 离子积 符号 Ksp Q 表达式 Ksp(AmBn)＝_____________，式中的浓度都是平衡时浓度 Q(AmBn)＝_____________，式中的浓度是任意时刻的浓度 应用 判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解 ①Q＞Ksp：溶液过饱和，有_____析出，沉淀质量增加 ②Q＝Ksp：溶液饱和，处于_____状态 ③Q＜Ksp：溶液_______，无沉淀析出，或沉淀质量减小 cm(An＋)·cn(Bm－) cm(An＋)·cn(Bm－) 沉淀 平衡 未饱和 ：沉淀溶解平衡中，各离子浓度幂的乘积 2. 溶度积常数 20 (2)溶度积(Ksp)的意义与影响因素 Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，与难溶电解质的性质和____有关，与浓度、酸碱性无关。 绝大多数难溶盐的溶解是____过程，升高温度，平衡向____方向移动，Ksp____。 温度 吸热 溶解 增大 2. 溶度积常数 1. 溶度积常数 (3)溶度积(Ksp)与溶解度的关系 定义：溶解度(S)是指在一定温度下，100克溶剂里溶解某物质的最大量 单位：g/100g溶剂 20 °C时，溶解性与溶解度的大小关系 溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶 溶解度 >10g 1g-10g 0.01g-1g <0.01g 21 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)不同类型(AB/AB2)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。 如：Ksp (AgCl) ＞ Ksp (AgBr) ＞ Ksp (AgI)，则溶解度：S (AgCl) ＞ S (AgBr) > S (AgI) 2. 溶度积常数 1. 溶度积常数 (3)溶度积(Ksp)与溶解度的关系 (2018海南) 某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加入少量稀盐酸，AgCl的溶解度 ，Ksp 。（填“增大”、“减小”或“不变”） 减小 不变 22 已知25 ℃时， Ksp(AgCl)=1.8×10−10， 将AgCl溶于蒸馏水中形成饱和溶液，此时AgCl的溶解度是多少？ c(Ag＋)＝ mol·L‒1 AgCl ⇌ Ag+ + Cl− c(Ag+) = c(Cl−) c(AgCl)溶解 = mol·L‒1 S(AgCl) = 1.34×10−5×143.5×(100g/1000g) = 1.9×10−4 g 将AgCl溶于NaCl溶液中形成AgCl饱和溶液，此时c(Cl−) = 0.01 mol/L，求此时AgCl的溶解度是多少？ Ksp(AgCl) = c(Ag+)×c(Cl−) c(Ag+) = = 1.8×10−8 mol/L c(AgCl)溶解 =1.8×10−8mol·L‒1 S(AgCl) = 1.8×10−8×143.5×(100/1000) = 2.6×10−7 g 2. 溶度积常数 1. 溶度积常数 (3)溶度积(Ksp)与溶解度的关系 23 (四) 沉淀能否转化问题 (三) 沉淀的顺序问题 (二) 沉淀的pH问题 (一) 能否沉淀问题--产生沉淀的唯一条件是Qc > Ksp (五) 共沉淀溶液中离子浓度比问题 2. 溶度积常数 2. 溶度积的应用及简单计算 1. 已知常温下，AgCl的Ksp=1.80×10-10，1 mL 0.012 mol/L NaCl溶液与1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液充分反应后剩余Ag+的浓度为多少？是否沉淀完全？(忽略溶液体积变化) c(Cl-)剩余 ＝ 1 mL×0.012 mol/L-1 — 1mL×0.010 mol/L 1 mL+1 mL ＝ 0.001 mol/L c(Ag+) ＝ Ksp c(Cl-) ＝ 1.8×10-7 mol/L ＝ 0.001 1.8×10-10 根据： Ksp ＝ c(Ag+)·c(Cl-) ＝ 1.8×10-10 2. 溶度积常数 2. 溶度积的应用及简单计算 (一) 能否沉淀问题 已知Ksp(BaSO4)=1×10‒10，向1L 0.1 mol/L的BaCl2溶液中加入Na2SO4固体，c(SO42‒)至少为 mol/L时开始出现沉淀。 欲使Ba2+完全沉淀（离子浓度小于1×10‒6mol/L），则加入0.1 mol Na2SO4是否可行？ 1×10‒9 不可行 2. 溶度积常数 2. 溶度积的应用及简单计算 (一) 能否沉淀问题 2. 如果某混合溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 mol／L，使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么? （沉淀完全是指该离子的浓度降低到10-5 以下） 已知: Fe(OH)3 ：Ksp = 4.0 ×10-39 Mg(OH)2：Ksp =1.8 ×10-11 pH ≥ 3.2 Fe3+ 沉淀完全时的c(OH-)为: 解: ① Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- Ksp = c (Fe3+)×c3 (OH-) = 4.0 ×10-39 2. 溶度积常数 2. 溶度积的应用及简单计算 (二) 沉淀的pH问题 ② Mg2＋开始沉淀的pH值为: pH < 9.1 因此, 只要控制pH值在[3.2，9.1)之间, 即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。 2. 溶度积常数 2. 溶度积的应用及简单计算 (二) 沉淀的pH问题 2. 如果某混合溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 mol／L，使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么? （沉淀完全是指该离子的浓度降低到10-5 以下） 已知: Fe(OH)3 ：Ksp = 4.0 ×10-39 Mg(OH)2：Ksp =1.8 ×10-11 (三) 沉淀的顺序问题 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 . 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- 2. 溶度积常数 2. 溶度积的应用及简单计算 (四) 沉淀能否转化问题 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)。 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)时，CaCO3(s)可以转化为CaSO4(s) c(SO42-) ≥ = ≈0.17 mol/L 当 2. 溶度积常数 2. 溶度积的应用及简单计算 判断下列验证Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)的实验方法是否正确： (1)向2mL含KI、KCl各1mol/L的混合溶液滴3滴0.1mol/L AgNO3，观察到黄色沉淀( ) (2)向2mL 0.1mol/L KCl溶液中加入过量AgNO3溶液后，再加1mL 0.1mol/L KI溶液，观察到黄色沉淀（ ） (3)向2mL 0.1mol/L KI溶液中，加入3滴AgNO3溶液后，出现黄色沉淀，再加入2mL 0.1mol/L KCl溶液，沉淀仍为黄色（ ） (4)向2mL 0.1mol/L KCl溶液中，加入3滴AgNO3溶液后，出现白色沉淀，再加入2mL 0.1mol/L KI溶液，沉淀变为黄色（ ） (5)向2mL AgCl悬浊液中滴加KI溶液，白色沉淀转化为黄色沉淀（ ） (6)室温下，将 AgCl投入饱和 NaI溶液中充分反应，白色沉淀转化为黄色沉淀（ ） √ × √ √ √ 相同类型难溶电解质 × (四) 沉淀能否转化问题 2. 溶度积常数 2. 溶度积的应用及简单计算 (1)比较Ksp(Ag2S)和Ksp(AgCl)大小：向浓度均为0.01mol/L的KCl和K2S的混合溶液中滴加AgNO3稀溶液，观察沉淀析出的先后顺序（ ） (2)向2mL浓度均为0.01mol/L的KCl和K2S的混合溶液中滴加2滴0.01mol/L的AgNO3稀溶液，先出现黑色沉淀，则Ksp(Ag2S)＜Ksp(AgCl)（ ） (3)向浓度均为0.01mol/L的KCl和K2CrO4的混合溶液中滴加AgNO3稀溶液，先出现白色沉淀，则Ksp(AgCl)＜Ksp(Ag2CrO4)（ ） (4)向饱和Na2CO3溶液中加入BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中加入稀盐酸，产生气泡，则Ksp(BaSO4)＞Ksp(BaCO3)（ ） √ × × × 不同类型难溶电解质 (四) 沉淀能否转化问题 2. 溶度积常数 2. 溶度积的应用及简单计算 当AgCl开始沉淀时，溶液中 =________。 (五)共沉淀溶液中离子浓度比问题 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 = = = =5×10－7 “凑常数”法 2. 溶度积常数 2. 溶度积的应用及简单计算 6. 已知25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，该温度下反应 Fe(OH)3＋3H＋ Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝__________。　 K = 即K＝2.79×10-39/(1×10-14)3＝2.79×103。 “凑常数”法 c(Fe3＋)·c3(OH-) c3(H＋)·c3(OH-) ＝ c(Fe3＋) c3(H＋) Ksp[Fe(OH)3] (Kw)3 ＝ 2. 溶度积常数 2. 溶度积的应用及简单计算 1、难溶电解质的溶解平衡的一些常见知识 ⑤溶解平衡常为吸热，但Ca(OH)2为放热，升温其溶解度减少。 注意在沉淀后用(s)标明状态，并用“ ” 2、溶解平衡方程式的书写: 如： 归纳总结: 难溶电解质的溶解平衡 Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=c(Mg2+).c2(OH-) ⑥溶解平衡存在的前提是：必须存在沉淀，否则不存在平衡。 ④掌握四种微溶物质：Ca(OH)2、CaSO4、Ag2SO4 、MgCO3 ③难溶并非不溶，任何难溶物在水中均存在溶解平衡。 ②反应后离子浓度降至1×10-5mol/L以下的反应为完全反应. ①溶解度小于0.01g的电解质称难溶电解质。 电离平衡、水解平衡、溶解平衡的比较 类型 电离平衡 水解平衡 溶解平衡 实例 升温 加水 加入原溶质 平衡右移，Ka增大，电离度增大 平衡右移，Ka不变c(H+)减小,电离度增大 平衡右移，Ka不变c(H+)增大, 电离度减小 平衡右移，Kh增大，水解程度增大 平衡右移，Kh不变，c(H+)减小，水解程度增大 平衡右移，Kh不变，c(H+)增大，水解程度减小 平衡右移， 一般Ksp增大 平衡右移，Ksp不变c(OH-)不变 平衡不移动 Ksp不变 c(OH-)不变 CH3COOH CH3COO-+H+ NH4++H2O NH3.H2O +H+ Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)+3OH-(aq) （1）加水均能促进三大平衡； （2）加热均能促进三大平衡（溶解平衡个别例外） （3）三大平衡均为水溶液中的平衡，故都不受压强的影响. （4）均遵循勒夏特列原理。 （5）平衡常数均只受温度影响。 电离平衡、水解平衡、溶解平衡的共性 课后作业 1. 大本《优化设计》第43讲 37 只做：8，11，13； 2. 小本《优化设计》第43讲 周二、周三作业 不做：P233-对点训练1、例2；P235-对点训练2；P236-例1；P238-T2 $