第四單元難溶電解質的沉淀溶第四單元難溶電解質的沉淀溶解平衡解平衡專題專題8溶液中的離子反應溶液中的離子反應 2013高考導航高考導航考綱要求考綱要求命題熱點命題熱點1.理解難溶電解質理解難溶電解質存在沉淀溶解平存在沉淀溶解平衡。衡。2.能運用溶度積常能運用溶度積常數數(Ksp)進行簡單計進行簡單計算。算。2013年高考，把沉淀的溶解和轉年高考，把沉淀的溶解和轉化與弱電解質的電離平衡及元素化與弱電解質的電離平衡及元素化合物等知識相結合進行命題的化合物等知識相結合進行命題的可能性較大，可能性較大，Ksp與離子濃度的與離子濃度的關系及其對應計算已成為高考的關系及其對應計算已成為高考的新熱點，估計會結合圖像來考查新熱點，估計會結合圖像來考查學生的讀題能力。學生的讀題能力?；A梳理基礎梳理 自學導引自學導引一、難溶電解質的沉淀溶解平衡一、難溶電解質的沉淀溶解平衡1概念概念在一定溫度下，當在一定溫度下，當_速率和速率和_速速率相等時率相等時,形成飽和溶液形成飽和溶液,達到平衡狀態(tài)，達到平衡狀態(tài)，人們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡。人們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡。溶解溶解沉淀沉淀 2沉淀溶解平衡的建立沉淀溶解平衡的建立 3沉淀溶解平衡的特點沉淀溶解平衡的特點4溶度積常數溶度積常數(1)概念：用來描述難溶電解質在水中概念：用來描述難溶電解質在水中的沉淀溶解平衡的常數。的沉淀溶解平衡的常數。(2)表示：用符號表示：用符號_表示。難溶強電表示。難溶強電解質解質AmBn溶于水形成飽和溶液時，建溶于水形成飽和溶液時，建立沉淀溶解平衡：立沉淀溶解平衡：AmBn(s) mAn(aq)nBm(aq)，Ksp其平衡常數稱為其平衡常數稱為AmBn的溶度積常數或的溶度積常數或簡稱簡稱_，用，用Ksp表示，表示，Kspcm(An)cn(Bm)。例如：例如：AgCl AgClKsp_Fe(OH)3 Fe33OHKsp_溶度積溶度積c(Ag)c(Cl)c(Fe3)c3(OH)(3)影響因素：只與影響因素：只與_有關。有關。(4)表示意義表示意義 ：反映難溶電解質在水中：反映難溶電解質在水中的溶解能力。的溶解能力。5電解質在水中的溶解度電解質在水中的溶解度25 時，電解質在水中的溶解度和溶時，電解質在水中的溶解度和溶解性存在如下關系：解性存在如下關系：溫度溫度 思考感悟思考感悟【提示提示】不相同。前者表示不相同。前者表示CaCO3的電離方程式，的電離方程式，CaCO3盡管難溶，但盡管難溶，但由于溶解的部分全部電離，故由于溶解的部分全部電離，故CaCO3為強電解質，電離過程用為強電解質，電離過程用“=”表示。表示。后者表示后者表示CaCO3在水中存在溶解平衡在水中存在溶解平衡，其過程是可逆的，用，其過程是可逆的，用“ ”“ ”表示。表示。二、沉淀溶解平衡的應用二、沉淀溶解平衡的應用1利用生成沉淀來分離或除去雜質離子利用生成沉淀來分離或除去雜質離子例如：除去例如：除去CuSO4溶液中混有的少量溶液中混有的少量Fe3：2實現(xiàn)沉淀的轉化實現(xiàn)沉淀的轉化溶解能力溶解能力_的物質易轉化為溶解能力的物質易轉化為溶解能力_的物質的物質(填填“大大”或或“小小”)。大大小小思考感悟思考感悟2難溶電解質的難溶電解質的Ksp數值越小數值越小,表明在表明在水中的溶解能力就越弱水中的溶解能力就越弱,這種說法對嗎這種說法對嗎？【提示提示】不對。當難溶電解質化學式不對。當難溶電解質化學式所表示的組成中陰、陽離子的個數比相所表示的組成中陰、陽離子的個數比相同時，同時，Ksp越小，則難溶電解質在水中越小，則難溶電解質在水中的溶解能力越弱，如果組成中陰、的溶解能力越弱，如果組成中陰、 陽陽離子個數比不同，則離子個數比不同，則Ksp不能直接用于不能直接用于判斷溶解能力的強弱。判斷溶解能力的強弱?？键c串講考點串講深度剖析深度剖析考點一考點一沉淀溶解平衡的影響因素沉淀溶解平衡的影響因素1內因：難溶物質本身的性質，這是內因：難溶物質本身的性質，這是主要決定因素。主要決定因素。2外因外因(1)濃度：加水稀釋，平衡向溶解方向移濃度：加水稀釋，平衡向溶解方向移動，動，Ksp不變。不變。(2)溫度：絕大多數難溶鹽的溶解是吸溫度：絕大多數難溶鹽的溶解是吸熱過程，升高溫度，平衡向溶解方向移熱過程，升高溫度，平衡向溶解方向移動，動，Ksp增大。增大。(3)同離子效應：向平衡體系中加入難同離子效應：向平衡體系中加入難溶物溶解產生的離子，平衡逆向移動。溶物溶解產生的離子，平衡逆向移動。(4)其他：向平衡體系中加入可與體系其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應生成更難溶或更難電中某些離子反應生成更難溶或更難電離或氣體的離子時，平衡向溶解方向離或氣體的離子時，平衡向溶解方向移動，移動，Ksp不變。不變。即時應用即時應用1向溫度一定、有固態(tài)向溫度一定、有固態(tài)Mg(OH)2存在存在的飽和溶液中加入某物質或溶液，能使的飽和溶液中加入某物質或溶液，能使Mg(OH)2固體質量增加的是固體質量增加的是()有關難溶電解質的溶度積如下：有關難溶電解質的溶度積如下：解析：選解析：選A。CH3COONa水解使溶液水解使溶液呈堿性，呈堿性，OH的濃度增大，的濃度增大，Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向左移動，的沉淀溶解平衡向左移動，Mg(OH)2固體的質量增加，固體的質量增加，A正確。正確。NH4Cl水解水解使 溶 液 呈 酸 性 ，使 溶 液 呈 酸 性 ， H的 濃 度 增 大 ，的 濃 度 增 大 ，Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向右移動，的沉淀溶解平衡向右移動，Mg(OH)2固體的質量減少，固體的質量減少，B錯誤。錯誤。KspCu(OH)2Ksp時：溶液為過飽和溶液，沉時：溶液為過飽和溶液，沉淀析出。淀析出。當當QcKsp時：溶液為飽和溶液，處于時：溶液為飽和溶液，處于平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)。當當QcKsp時：溶液為不飽和溶液，沉時：溶液為不飽和溶液，沉淀溶解。淀溶解。追蹤命題熱點追蹤命題熱點例例2 (2010高考山東卷改編題高考山東卷改編題)室溫室溫下，下，F(xiàn)e(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分別在分別在溶溶液中達到沉淀溶解平衡后，改變溶液液中達到沉淀溶解平衡后，改變溶液pH,金屬陽離子濃度的變化如圖所示。金屬陽離子濃度的變化如圖所示。據圖分析，下列判斷錯誤的是據圖分析，下列判斷錯誤的是()AKspFe(OH)3KspCu(OH)2B加適量加適量NH4Cl固體可使固體可使溶液由溶液由a點變到點變到b點點Cc、d兩點代表的溶液中兩點代表的溶液中c(H)與與c(OH)乘積相等乘積相等DFe(OH)3、Cu(OH)2分別在分別在b、c兩兩點代表的溶液中達到飽和點代表的溶液中達到飽和【解析解析】由于由于b、c兩點金屬陽離子兩點金屬陽離子的濃度相等，設都為的濃度相等，設都為x，分別對應的，分別對應的c(OH)KW/c(H)1012.7，c(OH)KW/c(H)109.6，KspFe(OH)3x(1012.7)3、KspCu(OH)2x(109.6)2,所以所以KspFe(OH)3Ksp，沉淀要析出，故，沉淀要析出，故D項正確。項正確?！敬鸢复鸢浮緽互動探究互動探究( (1) )請根據圖像分析能否通過調節(jié)溶液請根據圖像分析能否通過調節(jié)溶液pH的方法來除去的方法來除去Cu2中的中的Fe3？為什？為什么？么？( (2) )d點時溶液中的銅元素、鐵元素主要點時溶液中的銅元素、鐵元素主要以什么形式存在？為什么？以什么形式存在？為什么？ 【提示提示】(1)能。因為能。因為Cu2和和Fe3的氫氧的氫氧化物沉淀的化物沉淀的pH范圍相差較大。范圍相差較大。 (2)Fe(OH)3、Cu(OH)2和和Cu2，由于處于，由于處于d點時，點時，F(xiàn)e3已完全沉淀，而已完全沉淀，而Cu2尚未完尚未完全沉淀。全沉淀。 如圖：橫坐標為常溫下溶液的如圖：橫坐標為常溫下溶液的pH，縱坐標為，縱坐標為Zn2或或Zn(OH)42物質物質的量濃度的對數，回答下列問題：的量濃度的對數，回答下列問題：易錯易誤剖析易錯易誤剖析例例3(1)往往ZnCl2溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，反應的離子方程式可表示為溶液，反應的離子方程式可表示為_。(2)從圖中數據計算可得從圖中數據計算可得Zn(OH)2的溶度的溶度積積Ksp_。(3)某廢液中含某廢液中含Zn2，為提取，為提取Zn2可以可以控制溶液控制溶液pH的范圍是的范圍是_?！境Ｒ婂e誤常見錯誤】【錯因分析錯因分析】(1)審題不清，容易造審題不清，容易造成漏寫離子方程式。成漏寫離子方程式。題意是指往題意是指往ZnCl2溶液中加入足量的氫溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，由題目圖像可知，加入足氧化鈉溶液，由題目圖像可知，加入足量的氫氧化鈉溶液的過程中，先生成量的氫氧化鈉溶液的過程中，先生成Zn(OH)2,然后然后Zn(OH)2溶解于過量氫氧溶解于過量氫氧化鈉溶液化鈉溶液,最終沉淀消失最終沉淀消失,應該回答為：應該回答為：Zn22OH=Zn(OH)2和和Zn(OH)22OH=Zn(OH)42，或者答為，或者答為Zn24OH=Zn(OH)42。(2)c(OH)和和c(H)的關系換算不清造的關系換算不清造成錯答。成錯答。錯誤認為錯誤認為pH8時時c(OH)108，而，而代錯數值。正確是當代錯數值。正確是當pH8時開始生成時開始生成沉淀，此時沉淀，此時c(Zn2)105molL1，故故Ksp105(106)21017。 (3)沒有正確解讀圖示，沒有正確解讀圖示，pH12時以時以Zn(OH)42存在；存在；只有只有8pH12時時,以以Zn(OH)2形式存在形式存在?！敬鸢复鸢浮?1)Zn22OH=Zn(OH)2和和Zn(OH)22OH=Zn(OH)42(或者或者Zn24OH=Zn(OH)42)(2)1017(3)8pH12實驗探究實驗探究 專項突破專項突破沉淀反應在化學實驗中的應用沉淀反應在化學實驗中的應用利用離子之間的沉淀反應進行分離、提利用離子之間的沉淀反應進行分離、提純，是中學化學中一種常用的分離方法。純，是中學化學中一種常用的分離方法。關于沉淀分離中的一些技術問題是中學關于沉淀分離中的一些技術問題是中學生必須掌握的重要技能，也是高考考查生必須掌握的重要技能，也是高考考查的熱點。的熱點。利用沉淀法進行物質的分離提純主要應利用沉淀法進行物質的分離提純主要應遵循除雜三原則，即：遵循除雜三原則，即：所選試劑一般所選試劑一般只能與雜質反應，且雜質與試劑反應的只能與雜質反應，且雜質與試劑反應的生成物要跟被提純物質易分離，而最佳生成物要跟被提純物質易分離，而最佳試劑是將雜質轉化為被提純的物質。試劑是將雜質轉化為被提純的物質。除雜后的物質成分不變。除雜后的物質成分不變。實驗過程和實驗過程和操作方法簡單易行。操作方法簡單易行。在有些實驗中不但要把沉淀分離出來，在有些實驗中不但要把沉淀分離出來，還要準確稱量所得沉淀的質量。因此，還要準確稱量所得沉淀的質量。因此，一方面要讓沉淀劑適當過量，另一方面一方面要讓沉淀劑適當過量，另一方面還要把沉淀洗滌干凈。還要把沉淀洗滌干凈。1沉淀劑過量的檢驗沉淀劑過量的檢驗根據沉淀溶解平衡原理可知根據沉淀溶解平衡原理可知,欲使雜質欲使雜質離子沉淀完全離子沉淀完全,應加入稍過量的沉淀劑應加入稍過量的沉淀劑.那么，如何判斷沉淀劑已加入過量呢？那么，如何判斷沉淀劑已加入過量呢？一般的操作方法是：把反應混合物靜置一般的操作方法是：把反應混合物靜置后，吸取少量上層清液，置于一潔凈的后，吸取少量上層清液，置于一潔凈的試管中，再滴加少量的沉淀劑，若沒有試管中，再滴加少量的沉淀劑，若沒有沉淀生成則證明沉淀劑已過量。沉淀生成則證明沉淀劑已過量。2沉淀的洗滌沉淀的洗滌由于沉淀生成時，表面溶液吸附一定量由于沉淀生成時，表面溶液吸附一定量的離子的離子(尤其是沉淀成分離子尤其是沉淀成分離子)。因此因此,過濾后緊接著要進行沉淀的洗滌過濾后緊接著要進行沉淀的洗滌.洗洗滌方法是：向過濾器中慢慢注入適量的滌方法是：向過濾器中慢慢注入適量的蒸餾水蒸餾水,至剛好浸沒沉淀至剛好浸沒沉淀,然后靜置，讓其然后靜置，讓其自然流下，重復以上操作自然流下，重復以上操作23次，直至次，直至洗滌干凈。洗滌干凈。3沉淀是否洗滌干凈的檢驗沉淀是否洗滌干凈的檢驗欲檢驗沉淀是否洗滌干凈欲檢驗沉淀是否洗滌干凈,主要是檢驗洗主要是檢驗洗滌液中是否還含有在溶液中吸附的離子滌液中是否還含有在溶液中吸附的離子。一般的檢驗方法是：取少量最后一次的一般的檢驗方法是：取少量最后一次的洗滌液，置于一潔凈的試管中，再滴加洗滌液，置于一潔凈的試管中，再滴加少量的檢驗試劑，若沒有特征現(xiàn)象出現(xiàn)少量的檢驗試劑，若沒有特征現(xiàn)象出現(xiàn)則證明沉淀已洗滌干凈。則證明沉淀已洗滌干凈。典例探究典例探究已知已知25 時：時：在物質的提純中，常利用難溶電解質的沉在物質的提純中，常利用難溶電解質的沉淀溶解平衡原理除去某些離子。例如：淀溶解平衡原理除去某些離子。例如：為了除去氯化銨晶體中的氯化鐵雜質，為了除去氯化銨晶體中的氯化鐵雜質，先將混合物溶于水，再加入一定量的試劑先將混合物溶于水，再加入一定量的試劑a反應，過濾結晶即可；反應，過濾結晶即可；為了除去氯化鎂晶體中的氯化鐵雜質為了除去氯化鎂晶體中的氯化鐵雜質，先將混合物溶于水，再加入足量的氫，先將混合物溶于水，再加入足量的氫氧化鎂充分反應，過濾結晶即可；氧化鎂充分反應，過濾結晶即可；為了除去硫酸銅晶體中的硫酸亞鐵雜為了除去硫酸銅晶體中的硫酸亞鐵雜質，先將混合物溶于水，再加入一定量質，先將混合物溶于水，再加入一定量的雙氧水，將亞鐵離子氧化，然后加入的雙氧水，將亞鐵離子氧化，然后加入試劑試劑b調節(jié)溶液的調節(jié)溶液的pH4，過濾結晶即可，過濾結晶即可。(1)上述三種除雜方案都將上述三種除雜方案都將Fe2、Fe3轉化為轉化為_(填化學式填化學式)而除去。而除去。(2)試劑試劑a為為_。(3)寫出寫出中除雜所發(fā)生的總反應的離中除雜所發(fā)生的總反應的離子方程式：子方程式：_。(4)下列與方案下列與方案有關的敘述正確的是有關的敘述正確的是_(填字母序號填字母序號)。AH2O2是綠色氧化劑，在氧化過程中不是綠色氧化劑，在氧化過程中不引入雜質，不產生污染引入雜質，不產生污染B將亞鐵離子氧化的主要原因是將亞鐵離子氧化的主要原因是Fe(OH)2沉淀比沉淀比Fe(OH)3沉淀較難過濾沉淀較難過濾C調節(jié)溶液調節(jié)溶液pH4的試劑的試劑b是氫氧化銅或是氫氧化銅或氧化銅氧化銅DCu2可以大量存在于可以大量存在于pH4的溶液中的溶液中E在在pH大于大于4的溶液中的溶液中Fe3已完全不存在已完全不存在【解析解析】本題主要結合物質的除雜，本題主要結合物質的除雜，來考查難溶電解質的沉淀溶解平衡原理來考查難溶電解質的沉淀溶解平衡原理。(3)中為了不引入雜質離子，應加入氨中為了不引入雜質離子，應加入氨水使水使Fe3沉淀，而不能用沉淀，而不能用NaOH溶液。溶液。中根據溶解度表可知中根據溶解度表可知Mg(OH)2能轉化能轉化為為Fe(OH)3，因此在，因此在MgCl2溶液中加入足溶液中加入足量量Mg(OH)2或或MgO、MgCO3除去除去Fe3，然后將沉淀一并過濾。，然后將沉淀一并過濾。中利用高價陽離子中利用高價陽離子Fe3極易水解的特極易水解的特點，據題意可知調節(jié)溶液的點，據題意可知調節(jié)溶液的pH4可使可使Fe3沉淀完全沉淀完全,為了不引入雜質離子為了不引入雜質離子,因此可使因此可使用用CuO、Cu(OH)2、CuCO3等。等。(4)B項將亞鐵離子氧化的主要原因是項將亞鐵離子氧化的主要原因是Fe(OH)2沉淀完全時沉淀完全時pH比較大，不利于除比較大，不利于除雜；在雜；在pH大于大于4的溶液中的溶液中Fe3不是完全不不是完全不存在，而是濃度降低到存在，而是濃度降低到1.0105mol/L以下以下?！敬鸢复鸢浮?1)Fe(OH)3(2)氨水氨水(3)2Fe33Mg(OH)2=2Fe(OH)33Mg2(4)ACD