2019-2020学年高中化学 3.4 难溶电解质的溶解平衡课件 新人教版选修4

第四节难溶电解质的溶解平衡一、难溶电解质的溶解平衡1.概念:在一定温度下,当沉淀_____和_____的速率相等时,即达到溶解平衡(如图所示)。溶解生成2.表示方法:以AgCl为例,溶解平衡可表示为_____________________________。溶解沉淀AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)3.特征:4.影响因素:(1)内因:难溶电解质本身的性质。(2)外因:以AgCl为例:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。外界条件移动方向(填“右移”或“左移”)c(Ag+)(填“增大”或“减小”)升高温度__________加入少量AgNO3__________通入HCl__________加入Na2S__________右移增大左移增大左移减小右移减小二、沉淀反应的应用1.沉淀的生成:(1)应用:在生产、科研、废水处理等领域中,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。(2)方法。2.沉淀的溶解:(1)原理:根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,不断地使溶解平衡体系中相应离子的浓度_____,使平衡向_________的方向移动,就可以使沉淀溶解。减小沉淀溶解(2)方法。3.沉淀的转化:(1)沉淀转化实验。①难溶性银盐之间的转化。步骤现象___色沉淀___色沉淀___色沉淀化学方程式____________________________________________________________________白黄黑NaCl+AgNO3====AgCl↓+NaNO3AgCl+KI====AgI+KCl2AgI+Na2S====Ag2S+2NaI②Mg(OH)2与Fe(OH)3之间的转化。步骤现象产生___色沉淀产生的白色沉淀逐渐变为_____色沉淀化学方程式________________________________________________________________白红褐MgCl2+2NaOH====Mg(OH)2↓+2NaCl3Mg(OH)2+2FeCl3====2Fe(OH)3+3MgCl2(2)沉淀转化的实质:溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀,两种沉淀的溶解度差别_____,沉淀越容易转化。(3)沉淀转化的应用。①锅炉除水垢。越大②自然界中矿物的转化。涉及反应:______________________、CuSO4+PbS====CuS+PbSO4。CuSO4+ZnS====CuS+ZnSO4三、溶度积常数及其应用【自主检测】1.下列说法中正确的是()A.物质的溶解性为难溶,则该物质不溶于水B.不溶于水的物质溶解度为0C.绝对不溶解的物质是不存在的D.某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度为零【解析】选C。难溶电解质存在溶解平衡,物质的溶解性难溶,只是溶解度小,并不是说明物质不溶于水或溶解度为0,A错误、B错误;粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度小于1×10-5mol·L-1,D错误。2.将一定量的硫酸钡放入水中,对此有关的叙述正确的是()A.硫酸钡不溶于水,硫酸钡固体质量不会改变B.最终会得到BaSO4极稀的饱和溶液C.因为Ba2++S====BaSO4↓很容易发生,所以不存在BaSO4(s)Ba2+(aq)+S(aq)的反应D.因为BaSO4难溶于水,所以改变外界条件也不会改变BaSO4的溶解性24O24O【解析】选B。BaSO4不溶于水并不是绝对不溶,它存在溶解平衡,当沉淀溶解和生成的速率相等时,得到了BaSO4的饱和溶液即建立了动态平衡BaSO4(s)Ba2+(aq)+S(aq),A、C项错误,B项正确;升高温度,BaSO4溶解度增大,D项错误。24O3.25℃时,在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡:PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq),加入KI溶液,下列说法正确的是()A.溶液中Pb2+和I-浓度都增大B.溶度积常数Ksp增大C.沉淀溶解平衡向右移动D.溶液中Pb2+浓度减小【解析】选D。当加入KI溶液时,溶液中I-浓度增大,PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)溶解平衡向左移动,Pb2+浓度减小,A、C项错误,D项正确;温度不变,Ksp不变,B项错误。4.(2018·北京海淀高二检测)为研究沉淀的生成及其转化,某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是()A.①浊液中存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq)B.②中颜色变化说明上层清液中含有SCN-C.③中颜色变化说明有AgI生成D.该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶【解析】选D。A.络合反应为可逆反应,则①浊液中存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq),A项正确;B.铁离子与SCN-结合生成络离子,则②中颜色变化说明上层清液中含有SCN-,B项正确;C.银离子与碘离子结合生成AgI黄色沉淀,则③中颜色变化说明有AgI生成,C项正确;D.硝酸银过量,不发生沉淀的转化,余下的浊液中含Ag+,与KI反应生成黄色沉淀,不能证明AgI比AgSCN更难溶,D项错误。5.下列有关溶度积常数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.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp减小C.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp增大D.常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体,Mg(OH)2的Ksp不变【解析】选D。温度不变,溶度积常数不变,故A项不正确、D项正确;大多数的难溶物温度升高,Ksp增大,但也有少数物质相反,故B、C均不正确。知识点一沉淀溶解平衡的影响因素及应用1.沉淀溶解平衡的影响因素:沉淀溶解平衡属于化学平衡,外界因素对其的影响,同样遵守勒夏特列原理。(1)内因。难溶电解质本身的性质,这是决定因素。(2)外因。外因温度绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向溶解的方向移动,Ksp增大浓度加水稀释,平衡向溶解的方向移动,但Ksp不变同离子效应向平衡体系中加入难溶物相应的离子,平衡逆向移动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或气体的离子时,平衡向溶解的方向移动,但Ksp不变2.沉淀溶解平衡的应用:(1)沉淀的生成。当溶液中离子积(Qc)大于溶度积(Ksp)时,沉淀可以形成。常应用于:①分离离子:同一类型的难溶电解质,如AgCl、AgBr、AgI,溶度积小的物质先析出,溶度积大的物质后析出。②控制溶液的pH来分离物质,如除去CuCl2中的FeCl3,可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物质,将Fe3+转化为Fe(OH)3过滤除去,而不引入新的杂质。(2)沉淀的溶解。当溶液中Qc小于Ksp时,沉淀可以溶解。其常用的方法有:①酸碱溶解法:加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离子反应,降低离子浓度,使平衡向溶解的方向移动,如CaCO3可溶于盐酸。②盐溶解法:加入盐溶液,与沉淀溶解平衡体系中某种离子反应生成弱电解质,从而减小离子浓度,使沉淀溶解,如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。(3)沉淀的转化。①含义:沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。在难溶物质的饱和溶液中,溶解度小的沉淀会转化生成溶解度更小的沉淀。②实例:AgNO3AgCl(白色沉淀)AgBr(淡黄色沉淀)AgI(黄色沉淀)Ag2S(黑色沉淀)。有关转化的化学方程式:AgCl+NaBr====AgBr+NaClAgBr+KI====AgI+KBr2AgI+Na2S====Ag2S+2NaI上述转化说明溶解度的大小关系是AgClAgBrAgIAg2S【易错提醒】(1)对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶电解质,Ksp小的溶解度不一定小。如Ksp(AgCl)Ksp(Ag2CrO4),但c(Ag+)是Ag2CrO4AgCl。(2)不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时,沉淀已经完全。(3)溶解度较小的沉淀,并不一定必须转化为溶解度更小的沉淀。在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀。例如,在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液,只要Qc(BaCO3)Ksp(BaCO3)就可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。只是溶解度大的沉淀转化为溶解度小的沉淀更容易实现。(4)对于化学式结构相似,且含相同离子(阳离子或阴离子)的难溶电解质(如AgCl、AgBr、AgI),在含有Cl-、Br-、I-的溶液中滴入AgNO3溶液,误认为一定先析出AgI沉淀,最后析出AgCl沉淀。这种理解忽视了溶液中Cl-、Br-、I-的浓度大小。【拓展深化】溶解沉淀的几种化学方法化学方法溶解沉淀的原则是使沉淀溶解平衡向着溶解的方向移动。常用的方法有酸碱溶解法、配位溶解法、氧化还原溶解法和沉淀转化溶解法。(1)酸碱溶解法原理是借助某些可溶性弱电解质(水、弱酸或弱碱),使难溶物的离子浓度降低而溶解。本法适用于溶解氢化物、弱酸或弱碱盐等难溶物质。具体办法是难溶酸用强碱溶解;难溶碱用强酸或较强酸溶解;难溶弱酸盐用强酸或较强酸溶解。特别注意的是用酸溶解含金属离子的难溶物时,所选用酸的酸根与金属离子不应产生沉淀。(2)配位溶解法在难溶物中加入配位剂,因形成配合物而降低难溶物的某种离子浓度,使平衡向右移动而溶解,配位剂的浓度越大或生成配合物稳定性越大,则难溶物的溶解度也越大。例如,含AgCl(s)的溶液中加入过量的氨水,而使AgCl生成[Ag(NH3)2]+而溶解。(3)氧化还原溶解法原理是通过氧化还原反应使难溶物的离子浓度降低,使平衡向右移动而溶解。此法适用于具有明显氧化性或还原性的难溶物,如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于HNO3就是一个例子:3Ag2S+8HNO3====6AgNO3+3S+2NO↑+4H2O。(4)沉淀转化溶解法本法是将难溶物转化为能用上述三种方法之一溶解的沉淀,然后再溶解。例如CaSO4中加入饱和Na2CO3溶液使CaSO4转化为CaCO3,再将CaCO3溶于盐酸。几种常见的微溶性物质:CaSO4、Ag2SO4、MgCO3、Ca(OH)2。【素养升华】平衡思想:运用化学平衡移动原理理解沉淀的溶解平衡及沉淀反应的应用1.沉淀的溶解平衡属于化学平衡,外界条件对溶解平衡的影响仍然可以用化学平衡移动原理进行分析。2.沉淀的生成:在难溶电解质溶液中,生成沉淀发生的条件是溶液中相关离子的离子积大于该物质的溶度积。3.沉淀的溶解:在难溶电解质溶液中,沉淀溶解的原理是设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子,使平衡向沉淀溶解的方向移动。4.沉淀的转化:在难溶电解质溶液中,沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动,沉淀之间可以进行相互转化,一般来说,沉淀的转化是向着溶解度减小的方向进行。若难溶解电解质类型相同,则Ksp较大的沉淀易于转化为Ksp较小的沉淀。【典题通关】【典例】(2018·成都高二检测)将足量的BaCO3粉末分别加入下列溶液中,充分溶解至溶液饱和。下列溶液中Ba2+的浓度最小的是()A.10mL0.2mol·L-1Na2CO3溶液B.40mL水C.50mL0.01mol·L-1BaCl2溶液D.100mL0.01mol·L-1盐酸【解析】选A。A项,C的浓度较大,抑制BaCO3的溶解,则Ba2+的浓度最小;B项,饱和溶液中存在BaCO3(s)Ba2+(aq)+C(aq),溶液中存在一定浓度的Ba2+,但浓度较小;C项,BaCl2电离产生的Ba2+的浓度为0.01mol·L-1,虽然BaCO3的溶解受到抑制,但Ba2+的浓度仍较大;D项,BaCO3与盐酸反应生成Ba2+的浓度为0.005mol·L-1,Ba2+的浓度较大。23O23O【延伸探究】(1)为什么用稀硫酸洗涤BaSO4效果比用水洗涤好?提示:用稀硫酸洗涤BaSO4沉淀可以抑制BaSO4的溶解而减少损失。(2)为什么BaCO3沉淀可溶于盐酸中,而BaSO4却不溶于盐酸中?(用方程式和平衡体系被破坏来说明,并配以文字说明)_______________