2018-2019版高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)在水溶液中的行為 微型專題6課件 魯科版選修4.ppt

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1、微型專題6沉淀溶解平衡與離子反應(yīng),第3章物質(zhì)在水溶液中的行為,學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 1.知道酸堿中和滴定的原理，熟記酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)儀器，實(shí)驗(yàn)操作、計(jì)算方法和誤差分析。 2.知道離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，學(xué)會(huì)水溶液中離子能否大量共存的判斷。 3.會(huì)分析沉淀溶解平衡及其應(yīng)用。,,一、沉淀溶解平衡,,1.沉淀的溶解、生成及轉(zhuǎn)化 例1已知常溫下：Ksp(AgCl)1.81010 mol2L2，Ksp(Ag2CrO4)1.91012 mol3L3，下列敘述正確的是 A.AgCl在飽和NaCl溶液中的Ksp比在純水中的Ksp小 B.已知Ksp(AgBr)

2、001 molL1的AgNO3溶液滴入0.001 molL1的KCl和0.001 molL1 的K2CrO4溶液中先產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀 D.向AgCl的懸濁液中滴加濃氨水，沉淀溶解，說明AgCl的溶解平衡向右 移動(dòng),答案,解析,,解析A項(xiàng)，Ksp的值只跟溫度有關(guān)； B項(xiàng)，若將AgBr投入足夠大濃度的NaCl溶液中，使Q(AgCl) Ksp(AgCl)即可生成AgCl； C項(xiàng)，將AgNO3溶液滴入0.001 molL1的KCl中開始產(chǎn)生AgCl沉淀時(shí)，c(Ag) molL11.8107 molL1，而AgNO3溶液滴入 0.001 molL1 K2CrO4溶液中開始產(chǎn)生Ag2C

3、rO4沉淀時(shí)，c(Ag) molL11.8107 molL1，所以先產(chǎn)生AgCl沉淀。,誤區(qū)警示,(1)一般情況下溶解度較小的沉淀易轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀，但是適當(dāng)?shù)臈l件下也可反過來轉(zhuǎn)化。 (2)當(dāng)一種試劑能沉淀溶液中的幾種離子時(shí)，生成沉淀所需試劑離子濃度越小的越先沉淀，但是一定要進(jìn)行計(jì)算后再判斷，尤其是組成不同的難溶物質(zhì)不能僅憑Ksp的相對(duì)大小判斷沉淀的先后。,,教師用書獨(dú)具,相關(guān)鏈接沉淀溶解、生成及轉(zhuǎn)化的判斷及措施 沉淀的溶解、生成及轉(zhuǎn)化本質(zhì)上是沉淀溶解平衡的移動(dòng)，可借助相關(guān)物質(zhì)的Q與Ksp的相對(duì)大小判斷，然后改變適當(dāng)?shù)臈l件來完成。 (1)沉淀的生成 當(dāng)QKsp時(shí)，沉淀溶解平衡向左移

4、動(dòng)，會(huì)生成沉淀。常用方法有：調(diào)節(jié)溶液的pH，加入合適的沉淀劑。 (2)沉淀的溶解 當(dāng)Q

5、l的Ksp1.81010 mol2L2。下列說法不正確的是,答案,解析,A.t 時(shí)，Ag2CrO4的Ksp為1108 mol3L3 B.飽和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液 由Y點(diǎn)變?yōu)閄點(diǎn) C.t 時(shí)，Y點(diǎn)和Z點(diǎn)時(shí)Ag2CrO4的Ksp相等 D.t 時(shí)，將0.01 molL1 AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 molL1 KCl和0.01 molL1 K2CrO4的 混合溶液中，Cl先沉淀,,Y點(diǎn)、Z點(diǎn)溶液的溫度相同，則Ksp相同，C項(xiàng)正確；,方法指導(dǎo),(1)溶度積曲線上的點(diǎn)表示該條件下，達(dá)到溶解與沉淀平衡狀態(tài)； (2)在曲線下方的點(diǎn)表示該溫度下未達(dá)到平衡； (3)在

6、曲線上方的點(diǎn)表示過飽和狀態(tài)。,,教師用書獨(dú)具,相關(guān)鏈接溶解平衡圖像的類型及解題策略 溶解平衡圖像的類型及解題策略 (1)常見溶解平衡圖像的類型 c(Mn)、c(An)型圖像：如果橫、縱坐標(biāo)分別 是陰、陽離子的濃度，溶解平衡曲線應(yīng)是雙曲線 的一支。以BaSO4沉淀溶解平衡曲線為例，,圖中曲線上的任意一點(diǎn)均為達(dá)到溶解平衡的平衡點(diǎn)，可利用曲線上點(diǎn)(例如a、c點(diǎn))的坐標(biāo)來計(jì)算Ksp(BaSO4)；b點(diǎn)溶液過飽和，c(Ba2) Ksp(BaSO4)，有沉淀生成；d點(diǎn)為不飽和溶液，c(Ba2) < Ksp(BaSO4)，無沉淀生成，加入BaSO4可繼續(xù)溶解。,SpH或c(Mn)pH圖像：如果圖像

7、反映的是難溶氫氧化物的溶解度或金屬陽離子濃度與pH的關(guān)系，則平衡曲線應(yīng)是一條體現(xiàn)S或c隨著pH的增大而減小的曲線。以Fe(OH)3和Cu(OH)2為例，cpH關(guān)系如圖： 圖中曲線為相應(yīng)金屬離子氫氧化物的沉淀溶解平衡曲線，可利用圖像判斷有關(guān)氫氧化物的Ksp的大小以及離子分離方法的選擇。,離子濃度(或離子濃度對(duì)數(shù))溶液體積圖：一般橫坐標(biāo)為滴加溶液的體積，縱坐標(biāo)為隨溶液體積增加，相應(yīng)離子濃度的變化，例如用0.1 molL1 AgNO3溶液滴定20.00 mL含有Cl、Br、I且濃度均為0.1 molL1的混合溶液，繪得滴定曲線如圖：,圖中曲線的起始部分，滴入n(Ag)不足，c(X)變化較小，在恰好反

8、應(yīng)時(shí)出現(xiàn)突躍，突躍后的三條曲線為相應(yīng)AgX的沉淀溶解平衡曲線，若已知a、b、c所代表的鹵素離子的曲線，則可比較相應(yīng)AgX的Ksp大小或利用Ksp的大小分析a、b、c分別代表哪種鹵素離子的曲線。,難溶電解質(zhì)溶液中離子濃度都很小，為研究方便，常取離子濃度的對(duì)數(shù)或負(fù)對(duì)數(shù)。如果橫、縱坐標(biāo)是離子濃度的對(duì)數(shù)或負(fù)對(duì)數(shù)，則二者的關(guān)系應(yīng)是一條直線。例如在一定溫度下，三種碳酸鹽MCO3(M：Mg2、Ca2、Mn2)的沉淀溶解平衡曲線如圖所示：已知：pMlgc(M)，,圖中曲線為相應(yīng)碳酸鹽的沉淀溶解平衡曲線，因此可對(duì)比不同碳酸鹽Ksp的大小，對(duì)比線外點(diǎn)對(duì)不同碳酸鹽來說是過飽和溶液還是不飽和溶液，以及判斷相應(yīng)金屬離子

9、與碳酸根離子濃度的大小。,(2)溶解平衡圖像的解題策略 沉淀溶解平衡曲線圖像題同其他類型圖像解答方法一樣，也是一看(看橫坐標(biāo)的意義、線的走勢(shì)以及關(guān)鍵點(diǎn)等)，二想(想有關(guān)計(jì)算公式、規(guī)律等)，三判斷(依據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算，作出相應(yīng)判斷)，具體解題方法和技巧有： 沉淀溶解平衡曲線類似于溶解度曲線，曲線上任意一點(diǎn)都表示飽和溶液，曲線上方或下方的任一點(diǎn)則表示過飽和溶液或不飽和溶液。 從圖像中找到數(shù)據(jù)，根據(jù)公式計(jì)算Ksp的值。 比較溶液中Q與Ksp大小，判斷溶液中有無沉淀析出。 涉及Q的計(jì)算時(shí)，所代入的濃度一定是混合溶液中的離子濃度，因此計(jì)算離子濃度時(shí)，所代入的溶液體積也必須是混合溶液的體積，即Q是任意狀態(tài)下

10、離子濃度冪的乘積，其值是不固定的。,,二、溶液中三種離子平衡的綜合,,1.有關(guān)平衡常數(shù)的綜合考查 例3Ka、Kw、Ksp分別表示酸的電離常數(shù)、水的離子積常數(shù)、溶度積常數(shù)，下列判斷正確的是 A.室溫下向10 mL pH3的醋酸溶液中加入水稀釋后，溶液中 不變 B.室溫下Ka(HCN)

11、度積常數(shù)都只與溫度有關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤； 同類型的難溶物(如AgCl、AgBr、AgI)，Ksp越小，溶解度越小，而不同類型的難溶物(如Ag2SO4和AgI)，Ksp小的溶解度不一定小，需要進(jìn)行換算，D項(xiàng)錯(cuò)誤。,誤區(qū)警示,Ka、Kw、Ksp只是溫度的函數(shù)，只與相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，溶液中有關(guān)離子濃度的改變只能使平衡移動(dòng)，但不改變Ka、Kw、Ksp的值。,,教師用書獨(dú)具,相關(guān)鏈接溶液中三大平衡的分析與比較,2.鹽類水解平衡與沉淀溶解平衡的綜合應(yīng)用 例4硫酸鎂在醫(yī)療上具有鎮(zhèn)靜、抗攣等功效。以菱鎂礦(主要成分是MgCO3)為主要原料制備硫酸鎂的方法如下：,(1)步驟中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______

12、_______________________ _______。,答案,解析,H2O,解析步驟中發(fā)生的反應(yīng)為硫酸銨和氧化鎂反應(yīng)生成氨氣、硫酸鎂和水。,(2)步驟中調(diào)節(jié)pH6.06.5的目的是_____________________________ _________。,解析步驟中將硫酸鎂溶液蒸發(fā)、結(jié)晶時(shí)，為了抑制鎂離子的水解，調(diào)節(jié)pH為弱酸性，使鎂離子的水解平衡逆向移動(dòng)，得到純凈的硫酸鎂晶體。,答案,解析,抑制Mg2水解，以便得到較純,的產(chǎn)品,(3)步驟的操作為_____________________。,解析MgSO47H2O在加熱條件下容易失去結(jié)晶水，無法得到純凈的MgSO47H2O，所

13、以從硫酸鎂溶液中獲得MgSO47H2O的方法為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。,答案,解析,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,25 時(shí)，向Mg(OH)2的飽和溶液中滴加2滴百里酚藍(lán)指示劑，溶液所呈現(xiàn)的顏色為_____(25 時(shí) ，KspMg(OH)25.61012 mol3L3)。,(4)已知酸堿指示劑百里酚藍(lán)變色的pH范圍如表所示：,藍(lán)色,答案,解析,解析25 時(shí)，Mg(OH)2的溶度積Ksp5.61012 mol3L3，根據(jù)反應(yīng)Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)可得：,Mg2OH25.61012 mol3L3， 設(shè)OH2Mg2x，則0.5xx25.61012 mol3L3， 解得：x2.24104 m

14、olL1，,溶液的pH10.39.6，所以溶液呈藍(lán)色。,方法規(guī)律,電離平衡、水解平衡、溶解平衡的共性：1.加水均能促進(jìn)三大平衡；2.加熱均能促進(jìn)三大平衡(溶解平衡個(gè)別例外)；3.三大平衡均為水溶液中的平衡，故都不受壓強(qiáng)的影響；4.均遵循勒夏特列原理。,三、溶液中離子能否大量共存的判斷 例5室溫時(shí)，在由水電離出的OH1.01014molL1的溶液中，一定能大量共存的離子組是,答案,解析,,解析由水電離出的OH1014molL1的溶液可能呈強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性。A選項(xiàng)中的 在酸性或堿性溶液中都不能大量存在；,D選項(xiàng)中的Al3、 在堿性溶液中不能大量共存。,方法指導(dǎo),解答離子共存問題時(shí)注意限定條件

15、，注意“一定共存”、“可能共存”等限定要求。,,教師用書獨(dú)具,相關(guān)鏈接 若幾種離子在溶液中不發(fā)生任何反應(yīng)，則離子能大量共存；若離子之間能發(fā)生反應(yīng)，則不能大量共存。通常有： (1)離子間發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)而不能大量共存：,(2)離子間發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存：,(4)離子間發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能大量共存：Fe3與SCN等不能大量共存。,,四、酸堿中和滴定,1.酸堿滴定曲線的綜合考查 例6室溫下，用相同濃度的NaOH溶液，分別滴定濃度均為0.1 molL1的三種酸(HA、HB和HD)溶液，滴定曲線如圖所示。下列判斷錯(cuò)誤的是,解析,答案,A.三種酸的電離常數(shù)關(guān)系：KHAKHBKHD B.滴定至P點(diǎn)時(shí)，

16、溶液中：BNaHB HOH C.pH7時(shí)，三種溶液中：ABD D.當(dāng)中和百分?jǐn)?shù)達(dá)100%時(shí)，將三種溶液混合后： HAHBHDOHH,,解析A項(xiàng)，根據(jù)圖像知，在未滴加NaOH溶液時(shí)，0.1 molL1的三種酸(HA、HB和HD)溶液的pH均大于1，說明三種酸均為弱酸，且HA的pH最小、酸性最強(qiáng)，HD的pH最大、酸性最弱，因酸性越強(qiáng)，電離常數(shù)越大，故KHAKHBKHD，正確； B項(xiàng)，滴定至P點(diǎn)時(shí)，溶液中未反應(yīng)的HB與生成的NaB的濃度相等，且溶液呈酸性，說明HB的電離程度大于B的水解程度，故BNaHB HOH，正確； C項(xiàng)，pH7時(shí)，三種離子的濃度分別等于Na，然而三種溶液中陰離子水解程度不同

17、，加入的NaOH的體積不同，故三種陰離子的濃度也不同，錯(cuò)誤； D項(xiàng)，根據(jù)質(zhì)子守恒即可得出，三種溶液混合后溶液的質(zhì)子守恒關(guān)系：HAHBHDOHH，正確。,誤區(qū)警示,酸堿中和滴定時(shí)，滴定終點(diǎn)、中和點(diǎn)、中性點(diǎn)不一定重合。中和點(diǎn)是指酸和堿恰好完全反應(yīng)，溶液可能呈中性，也可能呈酸性或堿性，取決于所生成鹽的類型；滴定終點(diǎn)是指指示劑恰好變色的點(diǎn)，二者不完全相同。中性點(diǎn)是指溶液呈中性，酸和堿不一定完全反應(yīng)。,,教師用書獨(dú)具,,相關(guān)鏈接滴定曲線解題方法 (1)注意縱橫坐標(biāo)含義：一般橫坐標(biāo)為滴加酸堿溶液的體積。 (2)注意起點(diǎn)時(shí)的pH：可以通過起點(diǎn)時(shí)的pH判斷溶液的酸堿性的強(qiáng)弱和誰滴定誰。 (3)注意“滴定終點(diǎn)”

18、“恰好中和”“呈中性”的不同。 滴定終點(diǎn)：指示劑變色時(shí)即“達(dá)到了滴定的終點(diǎn)”，通常與理論終點(diǎn)存在著一定的誤差(允許誤差)，而指示劑變色點(diǎn)都不是pH7的情況。 恰好中和：指酸和堿恰好完全反應(yīng)生成鹽和水的時(shí)刻，此時(shí)的溶液不一定呈中性。 呈中性：溶液中的氫離子濃度等于氫氧根離子濃度(常溫下pH7)。,2.滴定原理的遷移與應(yīng)用 例7(2017全國(guó)卷，28)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。某課外小組采用碘量法測(cè)定學(xué)校周邊河水中的溶解氧。實(shí)驗(yàn)步驟及測(cè)定原理如下： .取樣、氧的固定 用溶解氧瓶采集水樣。記錄大氣壓及水體溫度。將水樣與Mn(OH)2堿性懸濁液(含有KI)混合，反應(yīng)生成MnO(OH)2

19、，實(shí)現(xiàn)氧的固定。 .酸化、滴定 將固氧后的水樣酸化，MnO(OH)2被I還原為Mn2，在暗處靜置5 min，然后用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定生成的I2,回答下列問題： (1)取水樣時(shí)應(yīng)盡量避免攪動(dòng)水體表面，這樣操作的主要目的是_______________________________________________________。,解析本題采用碘量法測(cè)定水中的溶解氧的含量，屬于氧化還原滴定。 取水樣時(shí)，若攪拌水體，會(huì)造成水底還原性雜質(zhì)進(jìn)入水樣中，或者水體中的氧氣因攪拌溶解度降低逸出。,答案,解析,避免水底還原性雜質(zhì)進(jìn)入水樣中(或者防止水體中的氧氣逸出),(2)“氧的固定”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)

20、方程式為__________________________。,解析根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，Mn(OH)2被氧氣氧化為MnO(OH)2，由此可得方程式為2Mn(OH)2O2===2MnO(OH)2。,答案,解析,2Mn(OH)2O2===2MnO(OH)2,(3)Na2S2O3溶液不穩(wěn)定，使用前需標(biāo)定。配制該溶液時(shí)需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、試劑瓶和______；蒸餾水必須經(jīng)過煮沸、冷卻后才能使用，其目的是殺菌、除_______及二氧化碳。,解析配制溶液時(shí)還需要量筒量取液體體積；加熱可以除去溶解的氧氣，避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。,量筒 氧氣,(4)取100.00 mL水樣經(jīng)固氧、酸化后，用a mol

21、L1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示劑，終點(diǎn)現(xiàn)象為___________________________________ ____________________________；若消耗Na2S2O3溶液的體積為b mL，則水樣中溶解氧的含量為______ mgL1。,解析該實(shí)驗(yàn)用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定I2，因此終點(diǎn)現(xiàn)象為當(dāng)最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴入時(shí)，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)無變化； 根據(jù)關(guān)系式O22MnO(OH)22I24Na2S2O3 可得水樣中溶解氧的含量為(ab103) mol432 mgmol11030.1 L80ab mgL1。,答案,解析,當(dāng)最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴入時(shí)，溶液由藍(lán)色,變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)無變化,80ab,(5)上述滴定完成時(shí)，若滴定管尖嘴處留有氣泡會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏_____。(填“高”或“低”),解析終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)有氣泡，氣泡占據(jù)液體應(yīng)占有的體積，會(huì)導(dǎo)致所測(cè)溶液體積偏小，最終結(jié)果偏低。,答案,解析,低,,教師用書獨(dú)具,相關(guān)鏈接氧化還原滴定過程中指示劑的選擇及計(jì)算依據(jù) (1)指示劑的選擇 用KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液或Fe2溶液時(shí)，不需另加指示劑。用Na2S2O3溶液滴定含I2的溶液時(shí)，以淀粉為指示劑。 (2)計(jì)算 依據(jù)化學(xué)方程式或離子方程式或關(guān)系式列比例式，或運(yùn)用原子守恒、電荷守恒、得失電子守恒等列式進(jìn)行計(jì)算。,