第3章　第3节　第3课时　沉淀溶解平衡的图像分析 复习课件(共39张PPT) 2023-2024学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修第一册

(共39张PPT)
第3章　第3节　
第3课时　沉淀溶解平衡的图像
分析
学习目标
1.了解沉淀溶解平衡曲线的常考形式，加深对溶度积常数的理解。
2.掌握各类曲线特点，形成分析曲线的思维模式(重、难点)。
曲线型图像
一
1.溶度积曲线(以BaSO4的沉淀溶解平衡为例分析)
(2)b点在曲线的上方，Q>Ksp，溶液处于过饱和状态，有沉淀析出，直至Q＝Ksp。
(3)d点在曲线的下方，Q2.c(Mn＋)—pH(金属阳离子氢氧化物的沉淀溶解平衡)曲线
如Fe(OH)3和Cu(OH)2的c—pH关系如图(温度一定)：
可利用图像判断有关氢氧化物沉淀的先后(Ksp的大小)以及除杂时调控的pH范围。
对点训练
1.一定温度下，AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)体系中，c(Ag＋)和c(Cl－)的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.在AgCl溶于水形成的饱和溶液中：c(Ag＋)＝c(Cl－)
B.b点的溶液中加入少量AgNO3固体，会析出白色沉淀
C.d点溶液中加入少量AgCl固体，c(Ag＋)和c(Cl－)均增大
D.a、b、c三点对应的AgCl的Ksp和溶解度皆不相等
√
在AgCl溶于水形成的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，AgCl溶解生成的c(Cl－)＝c(Ag＋)，故A正确；
b点溶液为饱和溶液，加入少量的AgNO3固体，
使c(Ag＋)增大，沉淀溶解平衡逆向移动，会析出白色沉淀，故B正确；
d点溶液为不饱和溶液，加入少量AgCl固体会继续溶解，则c(Cl－)和c(Ag＋)都增大，故C正确；
a、b、c三点都在沉淀溶解平衡曲线上，且温度不变，则a、b、c三点对应的AgCl的Ksp和溶解度均相等，故D错误。
2.某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液的pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是
对点训练
A.Ksp[Fe(OH)3]B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
C.c、d两点代表的溶液中c(H＋)与c(OH－)乘积相等
D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
√
比较b、c两点，金属阳离子的浓度相同，对应的pH分别为1.3、4.4，即前者c(OH－)小，根据Ksp的计算公式可得Ksp[Fe(OH)3]加入NH4Cl，NH4Cl水解导致溶液的pH降低，由题图可以看出，c(Fe3＋)应增大，B错误；
Kw只与温度有关，与溶液的酸碱性无关，C正确；
b、c两点均在沉淀溶解平衡曲线上，因此溶液均达到饱和，D正确。
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对数图像(直线型)
二
1.pC—pC图
一定温度下，纵、横坐标均为沉淀溶解平衡离子浓度的负对数，如图。
①横坐标数值越大， 越小；②纵坐标数值越大，c(M)越小；③直线上方的点为不饱和溶液；④直线上的点为饱和溶液；⑤直线下方的点表示有沉淀生成；⑥直线上任意一点，坐标数值越大，其对应的离子浓度越小。
2.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阳离子浓度的负对数与溶液pH的关系如图所示。
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＋完全沉淀时的pH。
1.某硫酸盐在水中的沉淀溶解平衡曲线如图(M2＋代表＋2价金属离子)。下列说法正确的是
A.363 K时，该硫酸盐的溶度积Ksp的
数量级为10－3
对点训练
C.313 K下的该盐饱和溶液升温到363 K时有固体析出
D.283 K下的该盐饱和溶液升温到313 K时有固体析出
√
363 K时，Ksp＝c平(M2＋)·c平( )＝10－1.70 mol·L－1×10－1.50 mol·L－1＝10－3.20 mol2·L－2，即Ksp的数量级为10－4，A错误；
溶度积常数只与温度有关，与物质的浓度无关，B错误；
由题图知，363 K时Ksp最小，313 K时Ksp最大，故313 K下的该盐饱和溶液升温到363 K时有固体析出，C正确；
由题图可知：温度由283 K升温到313 K时，物质的溶解度增大，溶液由饱和溶液变为不饱和溶液，因此不会有固体析出，D错误。
2.25 ℃时，Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中，金属阳离子的物质的量浓度的负对数[－lg c(M2＋)]与溶液pH的变化关系如图所示，已知该温度下Ksp[Cu(OH)2]对点训练
A.直线a表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系
B.除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2＋，可加入适量CuO
C.当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时，溶液中c平(Fe2＋)∶c平(Cu2＋)＝
104.6∶1
D.向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH固体，可转化为Y点对应的
溶液
√
根据图示，pH相同时，直线a对应的c(M2＋)小，因Fe(OH)2与Cu(OH)2属于同类型沉淀，一定温度下，Ksp越大，c(M2＋)越大，故直线a表示Cu(OH)2饱和溶液中的变化关系，A项错误；
Ksp[Cu(OH)2]Cu2＋先沉淀，除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2＋，应先加入H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，再调节pH，B项错误；
根据图知pH＝10时，－lg c(Cu2＋)＝11.7，－lg c(Fe2＋)＝7.1，可以计算出该温度下Ksp[Cu(OH)2]＝10－11.7 mol·L－1×(10－4)2 mol2·L－2＝10－19.7 mol3·L－3，Ksp[Fe(OH)2]＝10－7.1 mol·L－1×(10－4)2 mol2·L－2＝10－15.1 mol3·L－3，当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时，溶液中c平(Fe2＋)
∶c平(Cu2＋)＝ ＝Ksp[Fe(OH)2]∶Ksp[Cu(OH)2]
＝104.6∶1，C项正确；
X点转化为Y点时，c(Cu2＋)不变，c(OH－)增大，但当加入少量NaOH固体后，c(OH－)增大，Cu(OH)2的沉淀溶解平衡向逆反应方向移动，c(Cu2＋)减小，故X点不能转化为Y点，D项错误。
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沉淀溶解平衡滴定曲线
三
沉淀溶解平衡滴定曲线，一般横坐标为滴加溶液的体积，纵坐标为随溶液体积增加，相应离子浓度的变化。突跃点表示恰好完全反应，曲线上的点都处于沉淀溶解平衡状态。利用突跃点对应的数据可计算对应沉淀的Ksp。
例
用0.100 mol·L－1 AgNO3滴定50.0 mL含 0.050 0 mol·L－1 Cl－溶液的滴定曲线如图所示。回答下列问题：
(1)根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为____________。
答案　10－10
由题图可知，当AgNO3溶液的体积为50.0 mL时，溶液中的c(Cl－)略小于10－8 mol·L－1，
此时混合溶液中c(Ag＋)＝
＝2.5×10－2 mol·L－1，
故Ksp(AgCl)＝c平(Ag＋)·c平(Cl－)≈2.5×10－2×10－8 mol2·L－2
＝2.5×10－10 mol2·L－2。
(2)滴定终点c点为饱和AgCl溶液，c(Ag＋)
_____(填“＞”“＜”或“＝”)c(Cl－)。
答案　＝
(3)相同实验条件下，若改为0.040 0 mol·
L－1 Cl－，反应终点c向________(填“a”或“b”，下同)方向移动。
答案　a
根据Ag＋＋Cl－===AgCl↓可知，达到滴定终点时，
反应终点c向a方向移动。
(4)相同实验条件下，若改为0.050 0 mol·
L－1 Br－，反应终点c向_____方向移动。
答案　b
相同实验条件下，沉淀相同物质的量的Cl－和Br－消耗的AgNO3的量相同，由于Ksp(AgBr)已知：pAg＝－lg c(Ag＋)，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2·L－2。如图是向10 mL AgNO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 NaCl溶液时，溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积变化的图像(实线)。根据图像所得下列结论正确的是
A.原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L－1
B.图中x点的坐标为(100,6)
C.图中x点表示溶液中Ag＋被恰好完全沉淀(浓度为0)
D.若把0.1 mol·L－1 NaCl溶液换成0.1 mol·L－1 NaI溶液，则图像在终点
后变为虚线部分
√
对点训练
加入NaCl之前，pAg＝0，所以c(AgNO3)＝1 mol·L－1，A错误；
由于x点c(Ag＋)＝10－6 mol·L－1，所以Ag＋视为沉淀完全(但浓度不为0)，则加入的NaCl的物质的量n(NaCl)＝n(AgNO3)＝0.01 L×1 mol·L－1＝0.01 mol，
若把NaCl溶液换成NaI溶液，由于Ksp(AgI)更小，所以c(Ag＋)更小，pAg更大，与图像不符，D错误。
沉淀溶解平衡图像突破方法
第一步，识图像。识别图像横坐标、纵坐标表示什么，如表示离子浓度、pM等。
第二步，想原理。涉及的原理主要有溶度积表达式书写、影响沉淀溶解平衡的因素以及溶度积常数的影响因素。如浓度不会改变溶度积，溶度积只与温度有关，多数情况下，温度越高，溶度积越大。
第三步，找联系。将图像与溶度积联系起来，分析题目设置的问题，如求离子浓度、判断沉淀溶解平衡状态等。
归纳总结
1
2
3
自我测试
1.不同温度(T1和T2)时，硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法正确的是
A.T1＞T2
B.加入BaCl2固体，可使溶液由a点变到c点
C.c点时，在T1、T2两个温度下均有固体析出
D.a点和b点的Ksp相等
√
1
2
3
自我测试
因为硫酸钡在水中溶解时吸收热量，则温度升高硫酸钡的Ksp增大，T2时硫酸钡的Ksp大于T1时硫酸钡的Ksp，故T2＞T1，A错误；
硫酸钡溶液中存在着沉淀溶解平衡，a点在平衡曲线上，加入BaCl2固体，c(Ba2＋)增大，平
衡左移，c( )应降低，所以不能使溶液由a点变到c点，B错误；
在T1时c点溶液的Q＞Ksp，有沉淀析出，在T2时c点溶液的Q＜Ksp，没有沉淀析出，C错误；
温度不变，Ksp不变，同一温度下，在曲线上的任意一点Ksp都相等，D正确。
1
2
3
自我测试
A.曲线b表示PbSO4
C.向X点对应的饱和溶液中加入少量Pb(NO3)2，可转化为Y点对应的溶液
D.Y点溶液是PbSO4的不饱和溶液
√
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2
3
自我测试
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2
3
自我测试
向X点对应的饱和溶液中加入少量Pb(NO3)2，溶液中c(Pb2＋)增大，由图可知，Y点c(Pb2＋)小于X点，故C错误；
由图可知，Y点Q(PbSO4)1
2
3
自我测试
3.常温下用0.100 0 mol·L－1的AgNO3标准溶液(pH≈5)分别滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L－1的NaCl溶液和NaBr溶液，混合溶液的pAg[pAg＝－lg c(Ag＋)]与AgNO3溶液体积的变化关系如图所示。
下列说法不正确的是
A.Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)
B.当V(AgNO3)＝20 mL时，NaBr溶液中：c(Ag＋)＋c(H＋)＝c(Br—)＋c(OH—)
D.相同实验条件下，若改用10.00 mL 0.200 0 mol·L－1 NaCl溶液，则滴定曲线
(滴定终点前)可能变为a
√
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2
3
自我测试
由图可知，V(AgNO3)＝0 mL时，AgBr开始沉淀时的c(Ag＋)小于AgCl开始沉淀时的c(Ag＋)，则溶度积的关系为Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)，故A正确；
当V(AgNO3)＝20 mL时，NaBr溶液与硝酸银溶液恰好完全反应，溶液中钠离子浓度等于硝酸
根离子浓度，由电荷守恒关系：c(Ag＋)＋c(H＋)＋c(Na＋)＝c(Br—)＋c(OH—)＋ 可得，溶液中c(Ag＋)＋c(H＋)＝c(Br—)＋c(OH—)，故B正确；
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3
自我测试
相同实验条件下，若改用10.00 mL 0.200 0 mol·L－1 NaCl溶液，刚开始沉淀时所需的c(Ag＋)小，则滴定终点前的滴定曲线可能变为a，故D正确。
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