本讲教育信息】 一. 教学内容: 1、沉淀溶解平衡。 2、容度积及其计算。 3、沉淀反应原理及应用和计算。
二. 教学目的: 1、理解物质的溶解是可逆的,能用化学平衡的观点认识溶解平衡。 2、从平衡的观点认识溶度积,并能用于计算。 3、理解掌握沉淀反应的原理和应用——沉淀的生成、沉淀的溶解、沉淀的转化,能进行有关分析和计算。
三. 重点和难点: 1、溶度积的概念及其计算。 2、沉淀溶解平衡的认识。 3、沉淀的生成、溶解和转化。
四. 考点分析: 本节内容在高考中的主要考查点是: 1、判断难溶电解质在一定条件下能否生成沉淀或沉淀能否溶解。 2、沉淀的转化。 3、利用沉淀溶解平衡理论解释实验室及生活中的现象。
五. 知识要点: 1、沉淀溶解平衡 (1)沉淀溶解平衡是指______________,它的平衡常数叫______________,它是一个______________。 (2)难溶电解质与易溶电解质之间并无严格的界限,习惯上将溶解度______________的电解质称为难溶电解质,在一般情况下,相当量的离子互相反应生成______________时,可以认为反应完全了。 2、溶度积 (1)在难溶电解质达到______________时,溶液中______________的乘积为一常数,叫做______________常数,简称______________,通常用______________表示。 (2)表达式 ______________ (3)反映了难溶电解质在水中的______________,同类型物质,数值______________,难溶电解质在水中______________。 (4)只与难溶电解质的______________和______________有关,而与______________无关。 3、沉淀溶解平衡应用 (1)______________ 有沉淀析出 ______________ 处于平衡状态 ______________ 有固体可继续溶解 (2)在难溶电解质溶液中,当______________时,就会有沉淀生成,如沉淀溶液中,可以加入的沉淀剂是______________。 (3)当______________时,就会使沉淀溶解。常用的方法有______________,如要使沉淀溶解,可以加入______________降低______________的浓度,使平衡向溶解的方向移动。______________如使CuS沉淀溶解,可以加入______________,减少溶液中______________的浓度,使平衡向溶解的方向移动______________,如溶解AgCl可以加入______________以生成______________而使其溶解。 (4)沉淀转化的实质是______________,通常一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀,这两种难溶物的______________差别越大,这种转化的趋势就越大。如:在ZnS的溶解平衡体积中加入溶液,可以将其转化为更难溶的CuS沉淀,这说明溶解度______________>______________。转化的方程式可以表示为______________。 注意: 1、(1)概论:一定条件下难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时,溶质的离子与该固态物质之间建立的平衡状态,称沉淀溶解平衡。 (2)溶度积及表达式 一定条件下,难溶强电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,各离子浓度以其化学计量数为幂的乘积是一常数,这个常数称该电解质在此条件下的溶度积。 其意义在于既可表示该难溶强电解质在溶液中溶解趋势的大小,也可表示该难溶强电解质形成沉淀的难易,一般说,只要残留在溶液中的离子浓度小于时,认为是沉淀完全。
(3)反映了难溶电解质在水中的溶解能力。 ①用溶度积直接比较时,物质的类型(如AB型、A2B型、AB2型等)必须相同。 ②对于同类型物质,数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强。 如由数值可知,溶解能力:,。 (4)影响的因素 与化学平衡常数一样,只与难溶电解质的性质和温度有关,而与浓度无关。 溶液中离子浓度的变化只能使溶解平衡移动并不改变溶度积。 (5)利用浓度商和溶度积判断沉淀的生成、溶解情况以及沉淀溶解平衡的移动方向。 ①,此时有沉淀析出,直至沉积与溶解达到平衡状态; ②,沉积与溶解处于平衡状态; ③若溶液中存在固体,则沉淀量减少,直至沉积与溶解达到平衡状态。 2、(1)沉淀的溶解与生成 ①在难溶电解质的溶液中,当时,就会生成沉淀。 据此,可加入沉淀剂而析出沉淀,是分离、除杂常用的方法。如以、等作沉淀剂,使某些金属离子如等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。 ②当时,就会使沉淀溶解。常用的方法有: a. 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,使平衡向溶解方向移动。 如难溶于水的可溶于酸中。 b. 发生氧化还原反应使沉淀溶解。 有些金属硫化物如CuS、HgS等,其溶度积特别小,在其饱和溶液中特别小,不溶于非氧化性强酸,只溶于氧化性酸(如硝酸、王水等),被氧化以减小其浓度,而达到沉淀溶解的目的。 此法适用于那些具有明显氧化性或还原性的难溶物。 c. 生成络合物使沉淀溶解 向沉淀溶解平衡体系中加入适当的络合剂,使溶液中某种离子生成稳定的络合物,以减少其离子浓度,从而使沉淀溶解。 如溶解AgCl可加入氨水以生成而使AgCl溶解。 ③实例探究 a. 利用沉淀溶解平衡移动原理解释作“钡餐”用而不可用的原因。 b. 误服可溶性钡盐引起中毒,应尽快服用5.0%的溶液洗胃,使结合成沉淀而排出。 c. 从沉淀溶解平衡的角度解释溶洞的形成。 (2)沉淀的转化 ①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,这种转化的趋势就越大。 ②实例探究 a. 往ZnS的溶解平衡体系中加入溶液可将其转化为更难溶的CuS沉淀。
b. 依据沉淀转化的原理,可用FeS等难溶物作为沉淀剂除去废水中的重金属离子。
c. 硬水中的煮沸时分解为,继续煮沸过程中,转化为更难溶的。
【典型例题】 例1. 铬酸银在298K时的溶解度为0.00445g,求其溶度积。 分析:因铬酸银()饱和溶液是极稀的,其密度可认为是1g/mL,已知的相对分子质量为332,所以饱和溶液的物质的量浓度为
因 所以
答案:
例2. 有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是( ) A. AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率相等 B. AgCl难溶于水,溶液中没有 C. 升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大 D. 向AgCl沉淀中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度不变 分析:A项正确。因为沉淀溶解平衡也是化学平衡,具有与化学平衡、电离平衡相同的特征。故达平衡后沉淀的生成和沉淀溶解仍不断进行。B项错误。因为由溶度积可知,任何难溶电解质,不管其溶解度多么小,在其饱和溶液中总有与其达成平衡的离子,而且其离子浓度的化学计量数乘次幂之积必为常数。C项正确。因为物质的溶解过程多是吸热过程。D项错误。因向溶液中加入NaCl固体,增大了的浓度,使该平衡逆向移动,AgCl的溶解度要减小。 答案:AC
例3. 已知25℃时的。请计算25℃时饱和溶液中的溶解度。 分析:因为 所以
答案:
例4. FeS饱和溶液中存在溶解平衡:,常温下 =。 (1)理论上FeS的溶解度为______________。 (2)又知FeS饱和溶液中之间存在以下关系:×,为了使溶液里达到,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的为___________________。 分析:(1)由溶度积可知: 即1L水中可溶解的硫化亚铁,可求出溶解度为 (2)由于一定温度下,溶度积常数不随离子浓度改变而改变。故已知某离子浓度时,可利用溶度积常数求其他离子的浓度。 ,则,又因氢离子与硫离子之间的平衡关系,可求出。 答案: (1) (2)
例5. 磷酸镁铵()是一种重要的盐,难溶于水。化学上制备磷酸镁铵从反应原理看,是用氯化镁溶液、磷酸氢二钠和氨水混合反应的方法。 (1)写出制备磷酸镁铵反应的离子方程式:__________________________________。 (2)在实际制备的反应中,要向混合液中加入适量的铵盐(),请分析说明加入铵盐的目的是______________________________________________。 分析:第(2)题应从得到的沉淀是否纯净来考虑,因为氨水电离出的能与反应生成沉淀致使得到的磷酸镁铵不纯,加入铵盐可抑制的电离,防止产生沉淀。 答案: (1) (2)抑制的电离,防止生成沉淀
【模拟试题】 1. 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 B. 沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等 C. 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 D. 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 2. 下列各组离子能大量共存于同一溶液中,且加入过量NaOH溶液或少许稀硫酸时,都能产生白色沉淀的是( ) A. B. C. D. 3. 大理石可以用作墙面、地面和厨房桌面,其主要成分是碳酸钙,食醋不慎滴在大理石桌面上,会使其失去光泽,变得粗糙,下列能正确解释此现象的是( ) A. 食醋中的水使碳酸钙溶解 B. 食醋中的醋酸将碳酸钙氧化 C. 食醋中的醋酸与碳酸钙反应并放出大量的二氧化碳气体 D. 食醋中的醋酸与碳酸钙发生了复分解反应 4. 有一种白色粉末由等质量的两种物质混合而成,分别取适量该白色粉末置于三支试管中进行实验,(1)逐滴加入盐酸,同时不断振荡试管,有气泡产生,反应结束后得到无色透明溶液;(2)加热试管中的白色粉末,试管口有水滴凝结;(3)逐滴加入硫酸,同时不断振荡试管,有气泡产生,反应结束后试管中还有白色不溶物。 下列混合物中符合以上实验现象的是( ) A. B. C. D. 5. 对于表达式,下列描述正确的是( ) A. 说明难电离 B. 说明不难溶解 C. 这是电离方程式 D. 这是沉淀溶解平衡表示式 6. 把氢氧化钙放入蒸馏水中,一定时间后达到下列溶解平衡: +,加入下列物质,可使固体减少的是( ) A. B. NaOH C. D. NaCl 7. 在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中,逐滴加入稀氢氧化钠溶液,直至过量。下列表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀的物质的量(y)的关系示意图正确的是( )
8. 在一定温度下,一定量的水中,石灰乳悬浊液存在下列平衡: ,当向此悬浊液中加入少量生石灰时,下列说法正确的是( ) A. 增大 B. 不变 C. 增大 D. 不变 9. 向5mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液,出现白色沉淀,继续滴加一滴KI溶液并振荡,沉淀变为黄色,再滴入一滴溶液并振荡,沉淀又变成黑色。根据上述变化过程,分析此三种沉淀物的溶解度关系为( ) A. B. C. D. 10. 下列反应完成后没有沉淀的是( ) A. 溶液与溶液加足量稀 B. 溶液与溶液加足量稀 C. 溶液与溶液加足量稀HCl D. 溶液与溶液加足量稀 11. 纯净的NaCl并不潮解,但家庭所用的食盐因含有杂质而易于潮解。为得到纯净的氯化钠,有人设计这样一个实验:把买来的食盐放入纯NaCl的饱和溶液中一段时间,过滤即得纯净的NaCl固体。对此有下列说法,其中正确的是( ) A. 食盐颗粒大一些有利于提纯 B. 设计实验的根据是易溶于水 C. 设计实验的根据是NaCl的溶解平衡 D. 在整个过程中,NaCl的物质的量浓度会变大 12. 向少量悬浊液中加入适量的饱和溶液,结果固体完全溶解。对此甲、乙两同学各自作了自己的解释: 甲: ① +H2O ② ③ 由于③反应的发生,使平衡①右移,溶解。 乙: ① ② 由于②反应的发生,使平衡①右移,沉淀溶解。 丙同学用下面的一种试剂重做了该实验,证明甲、乙的解释只有一种正确。他用的试剂是( ) A. B. C. D. 氨水 13. 向含有AgI的饱和溶液中: (1)加入固体,则__________(填“变大”、“变小”或“不变”,下同。) (2)若改加更多的AgI,则将_____________________。 (3)若改加AgBr固体,则_______________,而__________________。 14. 试利用平衡移动原理解释下列事实: (1)FeS不溶于水,但能溶于稀盐酸中; (2)难溶于稀硫酸,却能溶于醋酸中; (3)分别用等体积的蒸馏水和0.010mol/L硫酸洗涤沉淀,用水洗涤造成的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量。 15. 用化学反应速率与化学平衡及平衡移动的原理可以分析诸类平衡,如:(电离平衡)、(溶解平衡)、(络合平衡)等。难溶于水的盐在水中存在溶解平衡,其饱和溶液(达到溶解平衡时的溶液)中各离子的浓度遵循一定的定量关系。例如AgCl在水中存在平衡:AgCl。在一定温度下,饱和溶液中的物质的量浓度和的物质的量浓度的乘积为一常数,可用表示。已知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡:(aq)+; 。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有等。为了除去有害气体并变废为宝,常常用粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气,反应产物为石膏。 思考题: (1)写出上述两个反应的化学方程式。 (2)试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由。
【试题答案】 1. B 2. C 3. D 4. D 5. BD 6. C 7. C 8. BD 9. C 10. AD 11. C 12. B 13. (1)变小 (2)不变 (3)变小 变大 14. (1),加入稀盐酸后,,破坏了FeS的溶解平衡,使上述平衡向正方向移动,故FeS溶解。 (2),在稀硫酸中生成的微溶,附着在的表面,很难破坏的溶解平衡,故难溶于稀。而在醋酸中,=,破坏了的溶解平衡,故能溶于醋酸。 (3),用水洗涤使的溶解平衡向正方向移动,造成的损失;而用洗涤,的存在抑制了的溶解,故损失量少。 15. ①或 = 或
②微溶于水,石灰水中的浓度小,吸收的量较少,且吸收速率较慢。
|
|