高中化学苏教版（2019）选择性必修1 专题3 第四单元 微专题14 常见的沉淀溶解平衡图像类型总结（30张PPT）
文档属性
| 名称 | 高中化学苏教版（2019）选择性必修1 专题3 第四单元 微专题14 常见的沉淀溶解平衡图像类型总结（30张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2021-09-05 19:00:10 | ||
图片预览
文档简介
(共30张PPT)
微专题14
常见的沉淀溶解平衡图像类型总结
类型1 c(Mn＋)、c(An－)型图像
如图为BaSO4沉淀溶解平衡曲线(温度一定)：
(1)曲线上的任意一点均为达到溶解平衡的平衡点，
可利用曲线上点的坐标来计算Ksp(BaSO4)；
(2)曲线上方的点溶液过饱和，c(Ba2＋)·c
(
)＞
Ksp(BaSO4)，有沉淀生成；
(3)曲线下方的点为不饱和溶液，c(Ba2＋)·c(
)
＜Ksp(BaSO4)，无沉淀生成，加入BaSO4可继续
溶解。
类型2 S—pH或c(Mn＋)—pH图像
Fe(OH)3和Cu(OH)2的c—pH关系如图(温度一定)：
图中曲线为相应金属离子氢氧化物的沉淀溶解平衡曲线，可利用图像判断有关氢氧化物的Ksp的大小以及离子分离方法的选择。
0.1
mol·L－1
AgNO3溶液滴定20.00
mL含有Cl－、Br－、I－且浓度均为0.1
mol·L－1的混合溶液，绘得滴定曲线如图：
类型3 离子浓度负对数(pX)—溶液体积(V)图像
(1)图中曲线的起始部分，滴入c(Ag＋)不足，c(X－)变化较小，在恰好反应时出现突跃，突跃后的三条曲线为相应AgX的沉淀溶解平衡曲线。
(2)若已知a、b、c所代表的卤素离子的曲线，则可比较相应AgX的Ksp大小或利用Ksp的大小分析a、b、c分别代表哪种卤素离子的曲线。
类型4 离子浓度对数或负对数曲线
解题时要理解pH、pOH、pC的含义，以及图像横、纵坐标代表的含义，通过曲线的变化趋势，找到图像与已学化学知识间的联系。
(1)pH(或pOH)—pC图
横坐标：将溶液中c(H＋)取负对数，即pH＝－lg
c(H＋)，反映到图像中是c(H＋)越大，则pH越小，pOH则相反。
纵坐标：将溶液中某一微粒浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取负对数，即pC＝－lg
c(A)，反映到图像中是c(A－)越大，则pC越小。
例如：常温下，几种难溶氢氧化物的饱和溶液中金属离子浓度的负对数与溶液的pH关系如图所示。
①直线上的任意一点都达到沉淀溶解平衡。
②由图像可得Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Mg2＋完全沉淀的pH分别为4、4.8、8.3、11.2。
(2)pC—pC图
纵、横坐标均为一定温度下，溶解平衡粒子浓度的负对数。
①直线上的任意一点都达到沉淀溶解平衡。
④此类图像沉淀溶解平衡直线，直线上任意一点都表示饱和溶液，直线上方或下方的任一点则表示不饱和溶液或过饱和溶液。
跟踪训练
1
2
3
4
5
1.在t
℃时，Ag2CrO4(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知AgCl的Ksp＝1.8×10－10。下列说法不正确的是
A.t
℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10－8
B.饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液
由Y点变为X点
C.t
℃时，Y点和Z点时Ag2CrO4的Ksp相等
D.t
℃时，将0.01
mol·L－1
AgNO3溶液滴入20
mL
0.01
mol·L－1
KCl和
0.01
mol·L－1
K2CrO4的混合溶液中，Cl－先沉淀
6
7
√
解析 由图中数据可计算Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·
c(
)＝1.0×10－11，A项错误；
在Ag2CrO4饱和溶液中加入K2CrO4，c(
)增大，则c(Ag＋)降低，而X点与Y点的c(Ag＋)相同，B项正确；
Y点、Z点溶液的温度相同，则Ksp相同，C项正确；
由AgCl的Ksp计算此条件下AgCl沉淀时的c(Ag＋)＝
mol·L－1＝
1.8×10－8mol·L－1，由Ag2CrO4的Ksp计算c(Ag＋)＝
mol·L－1
≈3.2×10－5
mol·L－1，可知Cl－先沉淀，D项正确。
1
2
3
4
5
6
7
2.25
℃时，FeS饱和溶液中，Fe2＋与S2－的物质的量浓度的负对数关系如图所示。对于图中的a点，下列说法正确的是
A.a点表示FeS的饱和溶液，且c(Fe2＋)B.a点表示FeS的不饱和溶液，且c(Fe2＋)>c(S2－)
C.a点表示FeS的不饱和溶液，且c(Fe2＋)D.a点表示FeS的饱和溶液，且c(Fe2＋)>c(S2－)
1
2
3
4
5
6
7
√
解析 a点c(Fe2＋)＝10－10
mol·L－1>c(S2－)＝10－12
mol·L－1，表示FeS的不饱和溶液，B项正确。
3.常温下，用0.100
mol·L－1的AgNO3溶液滴定50.0
mL
0.050
0
mol·L－1
KCl溶液，以K2CrO4为指示剂，测得溶液中pCl＝－lg
c(Cl－)、pAg＝－lg
c(Ag＋)随加入AgNO3的体积变化如图所示，已知溶液中离子浓度小于等于1.0×10－5mol·L－1，则沉淀完全，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，Ksp(Ag2SO4)＝1.4×10－5，下列说法错误的是
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
A.AgCl的沉淀溶解平衡常数Ksp的数量级为10－10
B.为防止指示剂失效，溶液应维持中性或弱碱性
C.滴定中指示剂的有效浓度应维持在2.0×10－2mol·L－1
D.滴定完后加入1
mL
0.01
mol·L－1
H2SO4会产生新的沉淀
√
解析 根据图像，当pCl＝pAg时，溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)＝10－5mol·L－1，则AgCl的沉淀溶解平衡常数Ksp的数量级为10－10，故A正确；
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
4.一定温度下，金属硫化物的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标p(Mn＋)表示－lg
c(Mn＋)，横坐标p(S2－)表示－lg
c(S2－)，下列说法不正确的是
A.该温度下，Ag2S的Ksp＝1.6×10－49
B.该温度下，溶解度的大小顺序为NiS
＞SnS
C.SnS和NiS的饱和溶液中
D.向含有等物质的量浓度的Ag＋、Ni2＋、Sn2＋溶液中加入饱和Na2S溶液，
析出沉淀的先后顺序为Ag2S、SnS、NiS
√
1
2
3
4
5
6
7
解析 由a(30,10－lg
4)可知，当c(S2－)＝10－30
mol·L－1时，c(Ag＋)＝10－(10－lg
4)
mol·L－1＝4×10－10mol·L－1，Ksp(Ag2S)＝c2(Ag＋)·c(S2－)＝(4×10－10)2×10－30＝1.6×10－49，A正确；
由SnS、NiS的沉淀溶解平衡曲线可知，当两条曲线表示的c(S2－)相同时，对应的c(Ni2＋)＞c(Sn2＋)，由于SnS和NiS类型相同，则溶解度的大小关系为NiS＞SnS，B正确；
1
2
3
4
5
6
7
假设溶液中Ag＋、Ni2＋、Sn2＋的浓度均为0.1
mol·L－1，分别生成Ag2S、NiS、SnS沉淀时，需要c(S2－)分别为1.6×10－47mol·L－1、10－20mol·L－1、10－24mol·L－1，因此生成沉淀的先后顺序为Ag2S、SnS、NiS，D正确。
√
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
6.在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl－会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是
A.Ksp(CuCl)的数量级为10－7
B.除Cl－的反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl
C.加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除Cl－效果越好
D.2Cu＋
Cu2＋＋Cu平衡常数很大，反应趋于
完全
1
2
3
4
5
6
7
√
1
2
3
4
5
6
7
解析 A项，根据CuCl(s)
Cu＋＋Cl－可知Ksp(CuCl)＝c(Cu＋)·c(Cl－)，从Cu＋图像中任取一点代入计算可得Ksp(CuCl)≈10－7，正确；
B项，由题干中“可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，
生成CuCl沉淀从而除去Cl－”可知Cu、Cu2＋与Cl―
可以发生反应生成CuCl沉淀，正确；
C项，Cu(s)＋Cu2＋
2Cu＋，固体对平衡无影响，故增加固体Cu的物质的量，平衡不移动，Cu＋的浓度不变，错误；
1
2
3
4
5
6
7
7.金属氢氧化物在酸中的溶解度不同，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。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S，mol·L－1)如图所示。
1
2
3
4
5
6
7
(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是______。
Cu2＋
解析 据图知pH＝4～5时，Cu2＋开始沉淀为Cu(OH)2，因此pH＝3时，主要以Cu2＋的形式存在。
1
2
3
4
5
6
7
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH为_____(填字母)。
A.<1
B.4左右
C.>6
B
解析 若要除去CuCl2溶液中的Fe3＋，应保证Fe3＋完全沉淀，而Cu2＋还未沉淀，据图知pH为4左右。
1
2
3
4
5
6
7
(3)在Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2＋杂质，______(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是_____________________
______________。
解析 据图知，Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，无法通过调节溶液pH的方法除去Ni(OH)2溶液中的Co2＋。
不能
Co2＋和Ni2＋沉淀的pH
范围相差太小
1
2
3
4
5
6
7
(4)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水，生成[Cu(NH3)4]2＋，写出反应的离子方程式：___________________________
___________________________。
解析 据已知条件结合原子守恒即可写出离子方程式：Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。
Cu(OH)2＋4NH3·H2O===
[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O
1
2
3
4
5
6
7
(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：
物质
FeS
CuS
PbS
HgS
Ksp
6.3×10－18
1.3×10－36
3.4×10－28
6.4×10－53
某工业废水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋，最适宜向此工业废水中加入过量的______(填字母)除去它们。
A.NaOH
B.FeS
C.Na2S
B
1
2
3
4
5
6
7
解析 在FeS、CuS、PbS、HgS四种硫化物中，FeS的溶度积最大，且与其他三种物质的溶度积差别较大，在废水中加入FeS，Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋均可分别转化为溶度积更小的沉淀，过量FeS也可一起过滤除去，且不会引入新的杂质。
本课结束
微专题14
常见的沉淀溶解平衡图像类型总结
类型1 c(Mn＋)、c(An－)型图像
如图为BaSO4沉淀溶解平衡曲线(温度一定)：
(1)曲线上的任意一点均为达到溶解平衡的平衡点，
可利用曲线上点的坐标来计算Ksp(BaSO4)；
(2)曲线上方的点溶液过饱和，c(Ba2＋)·c
(
)＞
Ksp(BaSO4)，有沉淀生成；
(3)曲线下方的点为不饱和溶液，c(Ba2＋)·c(
)
＜Ksp(BaSO4)，无沉淀生成，加入BaSO4可继续
溶解。
类型2 S—pH或c(Mn＋)—pH图像
Fe(OH)3和Cu(OH)2的c—pH关系如图(温度一定)：
图中曲线为相应金属离子氢氧化物的沉淀溶解平衡曲线，可利用图像判断有关氢氧化物的Ksp的大小以及离子分离方法的选择。
0.1
mol·L－1
AgNO3溶液滴定20.00
mL含有Cl－、Br－、I－且浓度均为0.1
mol·L－1的混合溶液，绘得滴定曲线如图：
类型3 离子浓度负对数(pX)—溶液体积(V)图像
(1)图中曲线的起始部分，滴入c(Ag＋)不足，c(X－)变化较小，在恰好反应时出现突跃，突跃后的三条曲线为相应AgX的沉淀溶解平衡曲线。
(2)若已知a、b、c所代表的卤素离子的曲线，则可比较相应AgX的Ksp大小或利用Ksp的大小分析a、b、c分别代表哪种卤素离子的曲线。
类型4 离子浓度对数或负对数曲线
解题时要理解pH、pOH、pC的含义，以及图像横、纵坐标代表的含义，通过曲线的变化趋势，找到图像与已学化学知识间的联系。
(1)pH(或pOH)—pC图
横坐标：将溶液中c(H＋)取负对数，即pH＝－lg
c(H＋)，反映到图像中是c(H＋)越大，则pH越小，pOH则相反。
纵坐标：将溶液中某一微粒浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取负对数，即pC＝－lg
c(A)，反映到图像中是c(A－)越大，则pC越小。
例如：常温下，几种难溶氢氧化物的饱和溶液中金属离子浓度的负对数与溶液的pH关系如图所示。
①直线上的任意一点都达到沉淀溶解平衡。
②由图像可得Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Mg2＋完全沉淀的pH分别为4、4.8、8.3、11.2。
(2)pC—pC图
纵、横坐标均为一定温度下，溶解平衡粒子浓度的负对数。
①直线上的任意一点都达到沉淀溶解平衡。
④此类图像沉淀溶解平衡直线，直线上任意一点都表示饱和溶液，直线上方或下方的任一点则表示不饱和溶液或过饱和溶液。
跟踪训练
1
2
3
4
5
1.在t
℃时，Ag2CrO4(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知AgCl的Ksp＝1.8×10－10。下列说法不正确的是
A.t
℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10－8
B.饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液
由Y点变为X点
C.t
℃时，Y点和Z点时Ag2CrO4的Ksp相等
D.t
℃时，将0.01
mol·L－1
AgNO3溶液滴入20
mL
0.01
mol·L－1
KCl和
0.01
mol·L－1
K2CrO4的混合溶液中，Cl－先沉淀
6
7
√
解析 由图中数据可计算Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·
c(
)＝1.0×10－11，A项错误；
在Ag2CrO4饱和溶液中加入K2CrO4，c(
)增大，则c(Ag＋)降低，而X点与Y点的c(Ag＋)相同，B项正确；
Y点、Z点溶液的温度相同，则Ksp相同，C项正确；
由AgCl的Ksp计算此条件下AgCl沉淀时的c(Ag＋)＝
mol·L－1＝
1.8×10－8mol·L－1，由Ag2CrO4的Ksp计算c(Ag＋)＝
mol·L－1
≈3.2×10－5
mol·L－1，可知Cl－先沉淀，D项正确。
1
2
3
4
5
6
7
2.25
℃时，FeS饱和溶液中，Fe2＋与S2－的物质的量浓度的负对数关系如图所示。对于图中的a点，下列说法正确的是
A.a点表示FeS的饱和溶液，且c(Fe2＋)
C.a点表示FeS的不饱和溶液，且c(Fe2＋)
1
2
3
4
5
6
7
√
解析 a点c(Fe2＋)＝10－10
mol·L－1>c(S2－)＝10－12
mol·L－1，表示FeS的不饱和溶液，B项正确。
3.常温下，用0.100
mol·L－1的AgNO3溶液滴定50.0
mL
0.050
0
mol·L－1
KCl溶液，以K2CrO4为指示剂，测得溶液中pCl＝－lg
c(Cl－)、pAg＝－lg
c(Ag＋)随加入AgNO3的体积变化如图所示，已知溶液中离子浓度小于等于1.0×10－5mol·L－1，则沉淀完全，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，Ksp(Ag2SO4)＝1.4×10－5，下列说法错误的是
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
A.AgCl的沉淀溶解平衡常数Ksp的数量级为10－10
B.为防止指示剂失效，溶液应维持中性或弱碱性
C.滴定中指示剂的有效浓度应维持在2.0×10－2mol·L－1
D.滴定完后加入1
mL
0.01
mol·L－1
H2SO4会产生新的沉淀
√
解析 根据图像，当pCl＝pAg时，溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)＝10－5mol·L－1，则AgCl的沉淀溶解平衡常数Ksp的数量级为10－10，故A正确；
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
4.一定温度下，金属硫化物的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标p(Mn＋)表示－lg
c(Mn＋)，横坐标p(S2－)表示－lg
c(S2－)，下列说法不正确的是
A.该温度下，Ag2S的Ksp＝1.6×10－49
B.该温度下，溶解度的大小顺序为NiS
＞SnS
C.SnS和NiS的饱和溶液中
D.向含有等物质的量浓度的Ag＋、Ni2＋、Sn2＋溶液中加入饱和Na2S溶液，
析出沉淀的先后顺序为Ag2S、SnS、NiS
√
1
2
3
4
5
6
7
解析 由a(30,10－lg
4)可知，当c(S2－)＝10－30
mol·L－1时，c(Ag＋)＝10－(10－lg
4)
mol·L－1＝4×10－10mol·L－1，Ksp(Ag2S)＝c2(Ag＋)·c(S2－)＝(4×10－10)2×10－30＝1.6×10－49，A正确；
由SnS、NiS的沉淀溶解平衡曲线可知，当两条曲线表示的c(S2－)相同时，对应的c(Ni2＋)＞c(Sn2＋)，由于SnS和NiS类型相同，则溶解度的大小关系为NiS＞SnS，B正确；
1
2
3
4
5
6
7
假设溶液中Ag＋、Ni2＋、Sn2＋的浓度均为0.1
mol·L－1，分别生成Ag2S、NiS、SnS沉淀时，需要c(S2－)分别为1.6×10－47mol·L－1、10－20mol·L－1、10－24mol·L－1，因此生成沉淀的先后顺序为Ag2S、SnS、NiS，D正确。
√
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
6.在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl－会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是
A.Ksp(CuCl)的数量级为10－7
B.除Cl－的反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl
C.加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除Cl－效果越好
D.2Cu＋
Cu2＋＋Cu平衡常数很大，反应趋于
完全
1
2
3
4
5
6
7
√
1
2
3
4
5
6
7
解析 A项，根据CuCl(s)
Cu＋＋Cl－可知Ksp(CuCl)＝c(Cu＋)·c(Cl－)，从Cu＋图像中任取一点代入计算可得Ksp(CuCl)≈10－7，正确；
B项，由题干中“可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，
生成CuCl沉淀从而除去Cl－”可知Cu、Cu2＋与Cl―
可以发生反应生成CuCl沉淀，正确；
C项，Cu(s)＋Cu2＋
2Cu＋，固体对平衡无影响，故增加固体Cu的物质的量，平衡不移动，Cu＋的浓度不变，错误；
1
2
3
4
5
6
7
7.金属氢氧化物在酸中的溶解度不同，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。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S，mol·L－1)如图所示。
1
2
3
4
5
6
7
(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是______。
Cu2＋
解析 据图知pH＝4～5时，Cu2＋开始沉淀为Cu(OH)2，因此pH＝3时，主要以Cu2＋的形式存在。
1
2
3
4
5
6
7
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH为_____(填字母)。
A.<1
B.4左右
C.>6
B
解析 若要除去CuCl2溶液中的Fe3＋，应保证Fe3＋完全沉淀，而Cu2＋还未沉淀，据图知pH为4左右。
1
2
3
4
5
6
7
(3)在Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2＋杂质，______(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是_____________________
______________。
解析 据图知，Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，无法通过调节溶液pH的方法除去Ni(OH)2溶液中的Co2＋。
不能
Co2＋和Ni2＋沉淀的pH
范围相差太小
1
2
3
4
5
6
7
(4)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水，生成[Cu(NH3)4]2＋，写出反应的离子方程式：___________________________
___________________________。
解析 据已知条件结合原子守恒即可写出离子方程式：Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。
Cu(OH)2＋4NH3·H2O===
[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O
1
2
3
4
5
6
7
(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：
物质
FeS
CuS
PbS
HgS
Ksp
6.3×10－18
1.3×10－36
3.4×10－28
6.4×10－53
某工业废水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋，最适宜向此工业废水中加入过量的______(填字母)除去它们。
A.NaOH
B.FeS
C.Na2S
B
1
2
3
4
5
6
7
解析 在FeS、CuS、PbS、HgS四种硫化物中，FeS的溶度积最大，且与其他三种物质的溶度积差别较大，在废水中加入FeS，Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋均可分别转化为溶度积更小的沉淀，过量FeS也可一起过滤除去，且不会引入新的杂质。
本课结束