[名校联盟]江苏省邳州市第二中学2013年高中化学选修四课件：第3节　沉淀溶解平衡 (2).ppt

第第3节沉淀溶解平衡节沉淀溶解平衡zxxkw1.了解沉淀溶解平衡的建立过程及特点。了解沉淀溶解平衡的建立过程及特点。2理解溶度积的概念，能用溶度积规则判断理解溶度积的概念，能用溶度积规则判断沉淀的产生和溶解。沉淀的产生和溶解。3能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化进行分析，并能解释生活问题。生成与转化进行分析，并能解释生活问题。课程标准导航课程标准导航一、沉淀溶解平衡与溶度积一、沉淀溶解平衡与溶度积1沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡(1)概念：概念：_的沉积与固体的的沉积与固体的_达到达到平衡状态。平衡状态。(2)表示方法：如表示方法：如PbI2的沉淀溶解平衡，可表的沉淀溶解平衡，可表示为示为_。新知初探自学导引新知初探自学导引离子离子溶解溶解2溶度积溶度积(1)溶度积是指沉淀溶解平衡的溶度积是指沉淀溶解平衡的_，符号为符号为_。(2)表示方法：对表示方法：对MmAn(s) mMn(aq)nAm(aq)来说，来说，Ksp_。平衡常数平衡常数KspMnmAmn学.科.网zxxkw(3)意义：意义：Ksp反映了难溶电解质在水中的反映了难溶电解质在水中的_能力，当化学式所表示的组成中阴离能力，当化学式所表示的组成中阴离子与阳离子个数比相同时，子与阳离子个数比相同时，Ksp数值越大，难数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力溶电解质在水中的溶解能力_。(4)影响因素：影响因素：Ksp只与难溶电解质的只与难溶电解质的_和和_有关，与沉淀的量无关。有关，与沉淀的量无关。溶解溶解越强越强性质性质温度温度3影响沉淀溶解平衡的因素影响沉淀溶解平衡的因素(1)内因：难溶电解质本身的性质。内因：难溶电解质本身的性质。(2)外因外因影响因素影响因素平衡移动方向平衡移动方向Ksp变化变化温度温度升温升温向吸热方向移动，向吸热方向移动，一般为一般为_方向方向一般增大一般增大降温降温向放热方向移动，向放热方向移动，一般为一般为_方向方向一般减小一般减小浓度浓度加水加水向向_的的方向移动方向移动_加入相加入相同离子同离子向生成沉向生成沉淀的方向淀的方向移动移动_加入与体系加入与体系中离子反应中离子反应的离子的离子向向_方向移动方向移动_溶解溶解沉淀沉淀溶解溶解不变不变不变不变溶解溶解不变不变二、沉淀溶解平衡的应用二、沉淀溶解平衡的应用1沉淀的溶解与生成沉淀的溶解与生成(1)Q_Ksp时，溶液过饱和，有沉淀析出，时，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的沉淀溶解平衡。直至溶液饱和，达到新的沉淀溶解平衡。(2)Q_Ksp时，溶液饱和，沉淀与溶解处于时，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。平衡状态。(3)Q_Ksp时，溶液未饱和，若加入足量难时，溶液未饱和，若加入足量难溶电解质，则会继续溶解直至溶液饱和。溶电解质，则会继续溶解直至溶液饱和。学.科.网2沉淀的转化沉淀的转化(1)实质：沉淀溶解平衡的实质：沉淀溶解平衡的_。(2)特点特点一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀。更小的沉淀。两种难溶物溶解能力差别两种难溶物溶解能力差别_，越容易，越容易转化。转化。移动移动越大越大想一想想一想Ksp越小，对应物质的溶解度则越小，此说法越小，对应物质的溶解度则越小，此说法正确吗？正确吗？提示：提示：不正确。不正确。1 下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是()A反应开始时，溶液中各离子浓度相等反应开始时，溶液中各离子浓度相等B沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等解的速率相等C沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变子浓度相等，且保持不变D沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解性的该沉淀物，将促进溶解解析：选解析：选B。选项选项内容指向内容指向联系分析联系分析结论结论A反应开始时，溶液中各离子浓度反应开始时，溶液中各离子浓度没有必然的关系没有必然的关系错误错误B当当v(沉淀沉淀)v(溶解溶解)时，沉淀溶解时，沉淀溶解达到平衡状态达到平衡状态正确正确C沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度保持不变，但不一质的离子浓度保持不变，但不一定相等定相等错误错误D达到平衡后，若再加入该难溶电达到平衡后，若再加入该难溶电解质，由于固体的浓度为常数，解质，由于固体的浓度为常数，故平衡不发生移动故平衡不发生移动错误错误学.科.网3将足量的硫酸钡放入水中，以下有关叙将足量的硫酸钡放入水中，以下有关叙述中正确的是述中正确的是()A硫酸钡不溶于水，硫酸钡固体的质量不硫酸钡不溶于水，硫酸钡固体的质量不会改变会改变B最终会得到极稀的最终会得到极稀的BaSO4饱和溶液饱和溶液探究导引探究导引1沉淀溶解平衡如何建立？沉淀溶解平衡如何建立？提示：提示：和其他平衡一样，既可以正向建立，和其他平衡一样，既可以正向建立，也可以逆向建立。也可以逆向建立。要点突破讲练互动要点突破讲练互动沉淀溶解平衡的建立与溶沉淀溶解平衡的建立与溶度积的应用度积的应用探究导引探究导引2溶度积有哪些应用？溶度积有哪些应用？提示：提示：可以计算难溶电解质的溶解度，也可可以计算难溶电解质的溶解度，也可以判断沉淀的生成与转化。以判断沉淀的生成与转化。要点归纳要点归纳1沉淀溶解平衡建立沉淀溶解平衡建立(常有两种途径常有两种途径)(1)当难溶电解质加入水中时，开始阶段：当难溶电解质加入水中时，开始阶段：QKsp，v(溶解溶解)v(沉淀沉淀)，且，且v(溶解溶解)逐渐减逐渐减小，小，v(沉淀沉淀)逐渐增大，当逐渐增大，当QKsp时，时，v(溶解溶解)v(沉淀沉淀)，便建立了沉淀溶解平衡，用图像，便建立了沉淀溶解平衡，用图像表示为：表示为：(2)当水中加入沉淀的组成离子时，开始阶段：当水中加入沉淀的组成离子时，开始阶段：QKsp，v(沉淀沉淀)v(溶解溶解)，随后，随后v(溶解溶解)逐渐增逐渐增大，大，v(沉淀沉淀)逐渐减小，当逐渐减小，当QKsp时，时，v(沉淀沉淀)v(溶解溶解)，便建立了沉淀溶解平衡，用图像表示，便建立了沉淀溶解平衡，用图像表示为：为：2溶度积的有关应用溶度积的有关应用(1)计算难溶电解质的溶解度计算难溶电解质的溶解度一定温度下，难溶电解质饱和溶液以物质的一定温度下，难溶电解质饱和溶液以物质的量浓度表示溶解度量浓度表示溶解度(S)(以以molL1为单位为单位)，与与Ksp的关系可以表示为：的关系可以表示为：MA型型(如如AgBr、BaSO4等等)(2)判断沉淀的生成与转化判断沉淀的生成与转化加入沉淀剂，使加入沉淀剂，使QKsp析出沉淀，这也是分析出沉淀，这也是分离、除杂常用的方法。离、除杂常用的方法。利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生；其次是沉淀要使生成沉淀的反应能够发生；其次是沉淀生成的反应进行得越完全越好。生成的反应进行得越完全越好。不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去,即使加入了过量的沉淀剂，一般认为残留在即使加入了过量的沉淀剂，一般认为残留在溶液中的离子浓度小于溶液中的离子浓度小于1105 molL1时，时，沉淀就达完全。沉淀就达完全。即时应用即时应用1在在100 mL 0.01 mol/L KCl溶液中，加入溶液中，加入1 mL 0.01 mol/L AgNO3溶液，有没有溶液，有没有AgCl沉沉淀析出？淀析出？(已知已知AgCl的的Ksp1.81010 mol2L2)答案：见解析。答案：见解析。探究导引探究导引3使沉淀溶解常用的方法有哪些？使沉淀溶解常用的方法有哪些？提示：提示：在难溶电解质饱和溶液中加入适当试剂在难溶电解质饱和溶液中加入适当试剂使之与组成沉淀的一种离子结合成另一类化合使之与组成沉淀的一种离子结合成另一类化合物，从而使之溶解。具体办法可采用酸碱溶解物，从而使之溶解。具体办法可采用酸碱溶解法、氧化还原溶解法、配位溶解法以及沉淀转法、氧化还原溶解法、配位溶解法以及沉淀转化溶解法等。化溶解法等。沉淀溶解平衡的应用沉淀溶解平衡的应用探究导引探究导引4沉淀转化的实质是什么？沉淀转化的实质是什么？提示：提示：沉淀的转化实质上是沉淀溶解平衡的沉淀的转化实质上是沉淀溶解平衡的移动。一种沉淀既可以转化成溶解度较大的移动。一种沉淀既可以转化成溶解度较大的沉淀，也可以转化成溶解度更小的沉淀，条沉淀，也可以转化成溶解度更小的沉淀，条件是件是QKsp。要点归纳要点归纳1沉淀的生成沉淀的生成(1)调节溶液的调节溶液的pH法法使杂质离子转化为氢氧化物沉淀。如工业原使杂质离子转化为氢氧化物沉淀。如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，为除去氯化铁，料氯化铵中含杂质氯化铁，为除去氯化铁，可使原料溶于水，再加入氨水调可使原料溶于水，再加入氨水调pH4，即，即可使可使Fe3转化为转化为Fe(OH)3沉淀而除去。沉淀而除去。(2)加沉淀剂法加沉淀剂法加入沉淀剂而析出沉淀。如以加入沉淀剂而析出沉淀。如以Na2S、H2S等等作沉淀剂，使某些金属离子如作沉淀剂，使某些金属离子如Cu2、Hg2等生成极难溶的硫化物等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。等沉淀。2沉淀的溶解沉淀的溶解(1)酸碱溶解法酸碱溶解法加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离子反加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离子反应应,降低离子浓度，使平衡向溶解方向移动。降低离子浓度，使平衡向溶解方向移动。如难溶于水的如难溶于水的BaCO3可溶于盐酸中。可溶于盐酸中。(2)发生氧化还原反应使沉淀溶解发生氧化还原反应使沉淀溶解有些金属硫化物如有些金属硫化物如CuS、HgS等，其溶度积特等，其溶度积特别小，在其饱和溶液中别小，在其饱和溶液中c(S2)特别小，不溶于特别小，不溶于非氧化性强酸，只溶于氧化性酸非氧化性强酸，只溶于氧化性酸(如硝酸、王如硝酸、王水等水等)，S2被氧化以减小其浓度，而达到沉淀被氧化以减小其浓度，而达到沉淀溶解的目的。溶解的目的。(3)生成配合物使沉淀溶解生成配合物使沉淀溶解向沉淀溶解平衡体系中加入适当的配合剂，向沉淀溶解平衡体系中加入适当的配合剂，使溶液中某种离子生成稳定的配合物，以减使溶液中某种离子生成稳定的配合物，以减少其离子浓度，从而使沉淀溶解。如溶解少其离子浓度，从而使沉淀溶解。如溶解AgCl可加入氨水生成可加入氨水生成Ag(NH3)2。3沉淀的转化沉淀的转化(1)沉淀转化的实质沉淀转化的实质沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。通沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。通常，一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀，两常，一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀，两种难溶物的溶解能力差别越大，这种转化的种难溶物的溶解能力差别越大，这种转化的趋势就越大。趋势就越大。(2)转化实例转化实例依据沉淀转化的原理，可用依据沉淀转化的原理，可用FeS等难溶物等难溶物作为沉淀剂除去废水中的重金属离子：作为沉淀剂除去废水中的重金属离子：FeS(s)Hg2(aq)=HgS(s)Fe2(aq)。硬水中的硬水中的Mg(HCO3)2煮沸时分解为煮沸时分解为MgCO3,继续煮沸过程中，继续煮沸过程中，MgCO3转化为更难溶的转化为更难溶的Mg(OH)2。即时应用即时应用2在常温下，氯化银的在常温下，氯化银的Ksp为为1.81010 mol2L2，溴化银的，溴化银的Ksp为为5.01013 mol2L2。请回。请回答下列问题：答下列问题：(1)在常温下的氯化银固体和氯化银共存的饱和在常温下的氯化银固体和氯化银共存的饱和溶液里，氯化银的物质的量浓度是溶液里，氯化银的物质的量浓度是(假设溶液的假设溶液的密度为密度为1 gmL1)_。(2)若常温下氯化银固体和氯化银饱和溶液的若常温下氯化银固体和氯化银饱和溶液的体积是体积是1 L，向其中加入，向其中加入39.1 mg溴化钠并进溴化钠并进行搅拌、静置行搅拌、静置(假设溶液的体积不变假设溶液的体积不变)，试通，试通过计算说明氯化银沉淀能否转化为溴化银沉过计算说明氯化银沉淀能否转化为溴化银沉淀。淀。解析：解析：(1)在氯化银饱和溶液里，在氯化银饱和溶液里，c(Ag)c(Cl)1.81010 mol2L2。(2)如果如果Qc(AgBr)Ksp(AgBr)，氯化银沉淀就能，氯化银沉淀就能转化为溴化银沉淀。转化为溴化银沉淀。答案：答案：(1)1.3105 molL1(2)39.1 mg溴化钠的物质的量为：溴化钠的物质的量为：0039 1 g103 gmol13.8104 mol氯化银饱和溶液里加入溴化钠后，氯化银饱和溶液里加入溴化钠后，Qc(AgBr)c(Ag)c(Br)1.3105 molL13.8104 molL14.94109 mol2L2Qc(AgBr)Ksp(AgBr)，有氯化银沉淀转化为溴，有氯化银沉淀转化为溴化银沉淀。化银沉淀。题型探究权威预测题型探究权威预测 (2010高考山东卷高考山东卷)某温度下，某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是错误的是()沉淀溶解平衡与溶度积沉淀溶解平衡与溶度积AKspFe(OH)3KspCu(OH)2B加适量加适量NH4Cl固体可使溶液由固体可使溶液由a点变到点变到b点点Cc、d两点代表的溶液中两点代表的溶液中c(H)与与c(OH)乘乘积相等积相等DFe(OH)3、Cu(OH)2分别在分别在b、c两点代表两点代表的溶液中达到饱和的溶液中达到饱和故故KspFe(OH)3KspCu(OH)2，A对；对；NH4Cl溶于水后，由于溶于水后，由于NH水解使溶液显酸性水解使溶液显酸性,而而a到到b点碱性增强，点碱性增强，B错；错；KW只与温度有关只与温度有关,C对；曲对；曲线上的点都表示沉淀溶解平衡状态线上的点都表示沉淀溶解平衡状态,都为饱和溶都为饱和溶液，液，D对。对。【答案答案】B【名师点睛名师点睛】(1)溶度积溶度积Ksp是化学平衡常是化学平衡常数的延伸和拓展，因此要从化学平衡常数的数的延伸和拓展，因此要从化学平衡常数的角度去理解角度去理解Ksp的含义和应用。的含义和应用。(2)溶度积常数受温度影响，温度不变，溶度积常数受温度影响，温度不变，Ksp不变。不变。(3)沉淀溶解平衡遵循平衡移动原理。沉淀溶解平衡遵循平衡移动原理。已知已知25 时，时，KspCu(OH)221020 mol3L3。(1)某某CuSO4溶液里溶液里Cu20.02 molL1，如要生成如要生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液的沉淀，应调整溶液的pH，使之大于使之大于_。沉淀溶解平衡的应用沉淀溶解平衡的应用(2)要使要使0.2 molL1 CuSO4溶液中溶液中Cu2沉淀沉淀较为完全较为完全(使使Cu2浓度降到原来的千分之一浓度降到原来的千分之一),则应向溶液里加入则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液的溶液，使溶液的pH为为_。【解析解析】通过比较溶度积与溶液中有关离通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积子浓度幂的乘积浓度商浓度商Q的相对大小，的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解：生成或溶解：QKsp时，溶液过饱和，有沉淀析出，直至时，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡；溶液饱和，达到新的平衡；QKsp时，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡时，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；状态；QKsp时，溶液尚未饱和，无沉淀析出，若时，溶液尚未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶的电解质，难溶电解质会溶解加入过量难溶的电解质，难溶电解质会溶解直至溶液饱和。直至溶液饱和。上述规则称为溶度积规则。通过改变外界条上述规则称为溶度积规则。通过改变外界条件可以使反应向沉淀生成的方向进行或使沉件可以使反应向沉淀生成的方向进行或使沉淀溶解。淀溶解。(1)根据信息，因为根据信息，因为Cu20.02 molL1，要使要使Cu2生成生成Cu(OH)2沉淀，则沉淀，则QCu2OH2Ksp。故。故【答案答案】(1)5(2)6【名师点睛名师点睛】在解答这类题目时，要注意在解答这类题目时，要注意以下几点：以下几点：(1)要灵活掌握溶度积规则：溶度积要灵活掌握溶度积规则：溶度积(Ksp)规则规则的原理实际上就是化学平衡中浓度商的原理实际上就是化学平衡中浓度商(Q)与化与化学平衡常数学平衡常数(K)的关系的迁移应用。的关系的迁移应用。(3)要正确求出溶液混合后各离子的浓度：在要正确求出溶液混合后各离子的浓度：在计算时所用的浓度是溶液混合后的离子浓度计算时所用的浓度是溶液混合后的离子浓度,而不是混合前的离子浓度，要注意体积的变而不是混合前的离子浓度，要注意体积的变化。化。课堂达标即时巩固课堂达标即时巩固热点示例思维拓展热点示例思维拓展经典案例经典案例金属氢氧化物在酸中溶解度不金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同化物在不同pH下的溶解度下的溶解度(S，molL1)如图。如图。(1)pH3时溶液中铜元素的主要存在形式是时溶液中铜元素的主要存在形式是_(写化学式写化学式)。(2)若要除去若要除去CuCl2溶液中的少量溶液中的少量Fe3，应该，应该控制溶液的控制溶液的pH为为_。A1 B4左右左右C6(3)在在Ni(NO3)2溶液中含有少量的溶液中含有少量的Co2杂质，杂质，_(填填“能能”或或“不能不能”)通过调节溶液通过调节溶液pH的方法来除去，理由是的方法来除去，理由是_。(4)已知一些难溶物的溶度积常数如下表。已知一些难溶物的溶度积常数如下表。物质物质FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.310182.510131.310363.410286.410531.61024某工业废水中含有某工业废水中含有Cu2、Pb2、Hg2，最，最适宜向此工业废水中加入过量的适宜向此工业废水中加入过量的_(填填序号序号)除去它们。除去它们。ANaOHBFeSCNa2S【解析解析】本题考查了沉淀溶解平衡及盐类本题考查了沉淀溶解平衡及盐类水解的应用。水解的应用。(1)由图可知，在由图可知，在pH3时，溶时，溶液中不会出现液中不会出现Cu(OH)2沉淀。沉淀。(2)除去除去Fe3的的同时必须保证同时必须保证Cu2不能沉淀，因此不能沉淀，因此pH应保应保持在持在4左右。左右。(3)从图示关系可看出，从图示关系可看出，Co2和和Ni2沉淀的沉淀的pH范围相差太小，很难控制溶液范围相差太小，很难控制溶液的的pH以达到分离二者的目的。以达到分离二者的目的。(4)要使三种要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使它们转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，使它们转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不引入其他离子。同时又不引入其他离子。【答案答案】(1)Cu2(2)B(3)不能不能Co2和和Ni2沉淀的沉淀的pH范围相差太小范围相差太小(4)B