第十一講難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡

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1、 第十一講 難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡 適用學(xué)科 化學(xué) 適用年級 高二 適用區(qū)域 全國 本講時長 90min 知識點 1.溶解平衡 2.溶度積常數(shù)及其應(yīng)用 3.沉淀溶解平衡的影響因素 4.沉淀的轉(zhuǎn)化 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.掌握難溶電解質(zhì)的溶解平衡及溶解平衡的應(yīng)用 2.運用平衡移動原理分析、解決沉淀的溶解和沉淀的轉(zhuǎn)化問題 3.理解和掌握溶度積KSP的概念,會運用溶度積進(jìn)行有關(guān)計算 學(xué)習(xí)重難點 1.難溶電解質(zhì)的溶解平衡 2.難溶電解質(zhì)的溶解與轉(zhuǎn)化 學(xué)習(xí)過程 一、 復(fù)習(xí)預(yù)習(xí) 上節(jié)課我們共同學(xué)習(xí)了鹽類水解和非常重要的三大守恒定律，本次課

2、我們將繼續(xù)進(jìn)行新課難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。 二、知識講解 考點1 溶解平衡 1.溶解平衡的建立 一定溫度下，難溶電解質(zhì)AmBn(s)難溶于水，但在水溶液中仍有部分An+和Bm－離開固體表面溶解進(jìn)入溶液，同時進(jìn)入溶液中的An+和Bm－又會在固體表面沉淀下來，當(dāng)這兩個過程速率相等時，An+和Bm－ 的沉淀與AmBn固體的溶解達(dá)到平衡狀態(tài)，稱之為達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài). AmBn固體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：AmBn (s)mAn+(aq)＋nBm－(aq)　 2.溶解平衡的特征： （1）逆:可逆過程; （2）等:沉積和溶解速率相等; （3）動:動態(tài)平衡; （4）

3、定：離子濃度一定（不變）； （5）變：改變溫度、濃度等條件,沉淀溶解平衡會發(fā)生移動直到建立一個新的沉淀溶解平衡。 3.電解質(zhì)在水中的溶解度。 20。C時電解質(zhì)在水中的溶解度與溶解性的關(guān)系： 溶解性 易溶 可溶 微溶 難溶 溶解度 考點2 溶度積常數(shù)及其應(yīng)用 1.表達(dá)式 難溶固體在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)時，離子濃度保持不變（或一定）。各離子濃度冪的乘積是一個常數(shù),這個常數(shù)稱之為溶度積常數(shù)簡稱為溶度積，用符號Ksp表示。 即：AmBn(s)mAn+(aq)＋nBm－(aq)　　　　 Ksp =[An+]m·[Bm－]n Ksp

4、僅受溫度影響。 2.溶度積規(guī)則 某難溶電解質(zhì)的溶液中任一情況下離子積Qc和溶度積Ksp的關(guān)系： ①Q(mào)c > Ksp時,析出沉淀。 ②Qc＝ Ksp時, 飽和溶液，沉淀溶解平衡狀態(tài)。 ③Qc < Ksp時,溶液未飽和。 3.溶度積的應(yīng)用 （1）已知溶度積求離子濃度 （2）已知離子濃度求溶度積 （3）利用溶度積判斷離子共存 考點3 沉淀溶解平衡的影響因素 1.內(nèi)因：難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)。 2.（1）濃度：加水，平衡向溶解方向移動。但Ksp不變。 （2）溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動，多數(shù)難溶電解質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而增大，升高溫度，平衡向溶解方向移動Ksp增

5、大。 （3）其他：向平衡體系中加入可與體系中的某些離子反應(yīng)的更難溶解或更難電離或氣體的離子時，平衡向溶解方向移動，但Ksp不變。 考點4 沉淀的轉(zhuǎn)化 1、沉淀的生成：可通過調(diào)節(jié)溶液PH或加入某些沉淀劑。 2、沉淀的溶解： ①生成弱電解質(zhì)。如生成弱酸、弱堿、水或微溶氣體使沉淀溶解。難溶物的Ksp越大、生成的弱電解質(zhì)越弱，沉淀越易溶解。如CuS、HgS、As2S3等Ksp太小即使加入濃鹽酸也不能有效降低S2-的濃度使其溶解。 ②發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即利用發(fā)生氧化還原反應(yīng)降低電解質(zhì)離子濃度的方法使沉淀溶解。 ③生成難電離的配離子，指利用絡(luò)合反應(yīng)降低電解質(zhì)離子濃度

6、的方法使沉淀溶解。 3、沉淀的轉(zhuǎn)化：把一種難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種難溶電解質(zhì)的過程叫沉淀的轉(zhuǎn)化。 在含有沉淀的溶液中加入另一種沉淀劑，使其與溶液中某一離子結(jié)合成更難溶的物質(zhì)，引起一種沉淀轉(zhuǎn)變成另一種沉淀。 例如：鍋爐除水垢——CaSO4（s）+Na2CO3 = CaCO3（s）+Na2SO4 CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑ 沉淀的轉(zhuǎn)化是一種難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種難溶電解質(zhì)的過程，其實質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動。難溶物的溶解度相差越大，這種轉(zhuǎn)化的趨勢越大。 如：在AgCl(s)中加入足量的N

7、aBr溶液,白色AgCl(s)可全部化為淡黃色AgBr(s), 在AgBr(s)中加入足量的NaI 溶液,淡黃色AgBr(s)可全部化為黃色的AgI(s)； 三、例題精析 【例題1】下列有關(guān)沉淀溶解平衡的說法中，正確的是（　　） A.在AgCl的沉淀溶解平衡體系中，加入蒸餾水，Ksp（AgCl）增大 B．在CaCO3的沉淀溶解平衡體系中，加入稀鹽酸，平衡不移動 C．可直接根據(jù)Ksp的數(shù)值大小比較難溶物在水中的溶解度大小 D．25℃時，KSP（AgCl）＞KSP（AgI），向AgCl的懸濁液中加入KI固體，有黃色沉淀生成 【答案】D 【解析】本題考查難

8、溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，注意沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的物質(zhì)容易發(fā)生．A．難溶鹽電解質(zhì)的Ksp與溫度有關(guān)，不受其他因素的影響；因難溶鹽電解質(zhì)的Ksp與溫度有關(guān)，不受其他因素的影響，所以加入蒸餾水，氯化銀的KSP不變，故A錯誤；B．加入稀鹽酸，與碳酸根離子反應(yīng)，溶液中CO32-濃度減小，根據(jù)平衡移動原理，平衡向CO32-濃度減小的方向移動；碳酸根離子與酸反應(yīng)生成二氧化碳和水，生成物的濃度減小，碳酸鈣的沉淀溶解平衡正向移動，故B錯誤；C．比較不同類型的難溶物的溶解度大小，必須通過計算溶解度比較，不能通過溶度積直接比較，比較同類型的難溶物的溶解度大小，可通過溶度積直接比較溶解度大??；比較不同類

9、型的難溶物的溶解度大小，必須通過計算溶解度比較，不能通過溶度積直接比較，故C錯誤；D．沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的物質(zhì)容易發(fā)生；Ksp（AgCl）＞Ksp（AgI），沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的物質(zhì)容易發(fā)生，向AgCl的懸濁液中加入KI溶液，沉淀由白色轉(zhuǎn)化為黃色，故D正確；故選：D． 【例題2】常溫下Ca（OH）2的溶解度為0.148g，其溶于水達(dá)飽和時存在如下關(guān)系： Ca（OH）2（s）?Ca（OH）2（aq），Ca（OH）2（aq）═Ca2++2OH-，若飽和石灰水的密度為1g/cm3則常溫下Ca（OH）2的Ksp約為（　?。? A．5×10-3 B．8

10、×10-4 C．3.2×10-5 D．1.6×10-7 【答案】C 【解析】本題考察了溶度積的計算．解題關(guān)鍵是計算氫氧化鈣的物質(zhì)的量濃度。先計算氫氧化鈣的物質(zhì)的量濃度，再計算鈣離子、氫氧根離子濃度，代入溶度積常數(shù)表達(dá)式計算即可．0.148g氫氧化鈣的物質(zhì)的量為：0.148g74g/mol=0.002mol，100g溶劑溶解0.148g氫氧化鈣，則100.148g溶液的體積為：100.148g/1000g/L=0.1L， 氫氧化鈣的物質(zhì)的量濃度為：0.002mol/0.1L=0.02mol/L，c（Ca2+）=0.02

11、mol/L，c（OH-）=0.04mol/L， Ksp=c（Ca2+）?c（OH-）2=0.02×0.042=3.2×10-5， 【例題3】硫化汞（HgS）難溶于水，在自然界中呈紅褐色，常用于油畫顏料、印泥等．某溫度時，HgS在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示．下列說法正確的是（　?。? A．向硫化汞的濁液中加入硫化鈉溶液，硫化汞的Ksp減小 B．圖中a點對應(yīng)的是飽和溶液 C．向c點的溶液中加入0.1 mol?L-1Hg（NO3）2，則c（S2-）減小 D．升高溫度可以實現(xiàn)c點到b點的轉(zhuǎn)化 【答案】D 【解析】本題考查難溶電解質(zhì)的溶解平衡問題，題目難度中等，注意把握

12、題給圖象曲線的意義，明確溶度積常數(shù)只與溫度有關(guān)，與溶液的濃度無關(guān)．A．溶度積常數(shù)只與溫度有關(guān)，溶液的溫度不變，則Ksp不變，故A錯誤；B．根據(jù)C（Hg 2+ ）*C（S2-）與Ksp的相對大小判斷溶液是否是飽和溶液，如果C（Hg 2+ ）．C（S2-）=Ksp，則溶液為平衡狀態(tài)，如果C（Hg 2+ ） · C（S2-）＞Ksp，則溶液為過飽和溶液，若C（Hg 2+ ）*C（S2-）＜Ksp，則溶液為不飽和溶液；a點為不飽和溶液，故B錯誤；C．溫度一定，則難溶物質(zhì)的溶度積一定，根據(jù)C（S2-）=Ksp/C(Hg2+)判斷硫離子濃度變化；溫度一定，則難溶物質(zhì)的溶度積一定，根據(jù)C（S2-）=Ksp/

13、C(Hg2+) .D．升高溫度，汞離子和硫離子濃度都增大．升高溫度，促進(jìn)硫化汞的電離，所以汞離子和硫離子濃度都增大，故D錯誤； 知，汞離子濃度增大，則硫離子濃度減小，故C正確； 四、課堂運用 【基礎(chǔ)】 1、把氫氧化鈣放入蒸餾水中，一定時間后達(dá)到如下平衡：Ca（OH）2（固） Ca2++2OH-．加入以下溶液，可使Ca（OH）2減少的是（　?。? A．Na2S溶液 B．AlCl3溶液 C．NaOH溶液 D．CaCl2溶液 2、下列說法正確的是（　?。? A．兩難溶電解質(zhì)作比較時，Ksp小的，溶解度一定小 B．Ksp的

14、大小取決于難溶電解質(zhì)的量，所以離子濃度改變時，沉淀平衡會發(fā)生移動 C．所謂沉淀完全就是用沉淀劑將溶液中某一離子除凈 D．溫度一定時，當(dāng)溶液中Ag+和Cl-濃度的乘積等于Ksp值時，此溶液為AgCl的飽和溶液 3、某溶液中同時存在Mg2+、Fe2+、Mn2+和Al3+四種金屬離子（濃度均為0.1mol/L）．現(xiàn)用堿調(diào)節(jié)溶液pH，根據(jù)表可知，下列說法錯誤的是（　?。? A．Al3+最先轉(zhuǎn)化為Al（OH）3沉淀 B．加堿過程中，F(xiàn)e2+、Mn2+幾乎同時轉(zhuǎn)化為沉淀 C．要使Mg2+轉(zhuǎn)化為沉淀，溶液pH應(yīng)大于9 D．pH=14時，四種金屬離子全部以沉淀形式存

15、在 【鞏固】 1、在t℃時，Ag2CrO4(橘紅色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。又知AgCl的Ksp＝1.8×10－10。下列說法不正確的是 A．t℃時，Ag2CrO4的Ksp為1×10－8 B．飽和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y點變?yōu)閄點 C．t℃時，Y點和Z點時Ag2CrO4的Ksp相等 D．t℃時，將0.01 mol·L－1AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 mol·L－1KCl和0.01 mol·L－1K2CrO4的混合溶液中，Cl－先沉淀 2、某溫度時，AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示，又知：K

16、sp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2S)＝6.3×10－50。下列說法正確的是(　　) A．加入NaCl可以使溶液由a點變到b點 B．b點和d點均無AgCl沉淀生成 C．a(chǎn)點對應(yīng)的Ksp大于c點對應(yīng)的Ksp D．向0.1mol/L 的硝酸銀溶液中滴加0.1mol/L 的NaCl溶液至不再有白色沉淀生成，再向其中滴加0.1mol/L 的Na2S溶液，白色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色沉淀。其沉淀轉(zhuǎn)化的反應(yīng)方程式為：2AgCl(s)＋S2－(aq)===Ag2S(s)＋2Cl－(aq) 3、已知常溫下Ksp(AgCl)＝1.8×10－10mol2/L2；Ksp(AgI

17、)＝1.0×10－16mol2/L2。下列說法中正確的是 A．在相同溫度下AgCl的溶解度小于AgI的溶解度 B．AgCl和AgI都不溶于水，因此AgCl和AgI不能相互轉(zhuǎn)化 C．常溫下，AgCl若要在NaI溶液中開始轉(zhuǎn)化為AgI，則NaI的濃度必須不低于×10－11mol·L－1 D．將足量的AgCl分別放入下列物質(zhì)中：①20 mL 0.01 mol·L－1KCl溶液，②10 mL 0.02 mol·L－1CaCl2溶液，③30 mL 0.05 mol·L－1AgNO3溶液，AgCl的溶解度由大到小的順序為③>②>① 【拔高】 1、 一定溫度下，三種碳酸鹽MC

18、O3（M：Mg2+、Ca2+、Mn2+）的沉淀溶解平衡曲線如圖所示．已知：pM=-lgc（M），pc（CO32-）=-lgc（CO32-）．下列說法正確的是（　　） A．MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大 B．a(chǎn) 點可表示MnCO3的飽和溶液，且c（Mn2+）=c（CO32-） C．b 點可表示CaCO3的飽和溶液，且c（Ca2+）＜c（CO32-） D．c 點可表示MgCO3的不飽和溶液，且c（Mg2+）＜c（CO32-） 2、自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO4溶液，向地下深層滲透，遇到難溶的ZnS或PbS，慢

19、慢轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)（CuS）．下列分析正確的是（　?。? A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度 B．原生銅的硫化物具有還原性，而銅藍(lán)沒有還原性 C．CuSO4與ZnS反應(yīng)的離子方程式是Cu2++S2-═CuS↓ D．整個過程涉及的反應(yīng)類型有氧化還原反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)，然后硫酸銅與ZnS、PbS發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成更難溶的CuS 3、已知：Ksp（AgCl）=1.8×10-10，Ksp（AgI）=1.5×10-16，Ksp（Ag2CrO4）=2.0×10-12，則下列難溶鹽的飽和溶液中，Ag+ 濃度大小順序正確的是（　?。? A．AgCl＞AgI＞Ag2CrO4 B．

20、AgCl＞Ag2CrO4＞AgI C．Ag2CrO4＞AgCl＞AgI D．Ag2CrO4＞AgI＞AgCl 課程小結(jié) 本次課的主要學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)方法類同于化學(xué)平衡和鹽類水解平衡原理。只要同學(xué)們抓住這一點，那么學(xué)起來就會比較輕松。 課后作業(yè) 【基礎(chǔ)】 1．下列化學(xué)原理的應(yīng)用，主要用沉淀溶解平衡原理來解釋的是 ( ) ①熱純堿溶液的洗滌油污能力強(qiáng)?、谡`將鋇鹽[BaCl2、Ba(NO3)2]當(dāng)作食鹽混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒?、廴芏础⑸汉鞯男纬伞、芴妓徜^不能作“鋇餐”而硫酸鋇則能?、菖菽瓬缁鹌鳒缁鸬脑? A． ②③④　　　　B．

21、①②③ C．③④⑤　 　D．①②③④⑤ 2．一定溫度下，在氫氧化鈣的懸濁液中，存在如下溶解平衡關(guān)系：Ca(OH)2(s)=Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。向此懸濁液中加入少量的氧化鈣粉末，下列敘述正確的是 A．溶液中Ca2＋數(shù)減小　　　 B．溶液中c(Ca2＋)減小 C．溶液中c(OH－)增大　　 D．pH減小 3．下列說法正確的是 A．將Ca(OH)2飽和溶液加熱，溶液的pH和KW均增大 B．難溶電解質(zhì)作比較時，Ksp小的，溶解度一定小 C．某離子沉淀完全是指該離子在溶液中的濃度為0 D．某化合物溶于水能導(dǎo)電，該化合物不一定是電解質(zhì) 4．已知

22、同溫度下的溶解度：Zn(OH)2>ZnS，MgCO3>Mg(OH)2，溶解或電離出S2－的能力為：FeS>H2S>CuS，下列離子方程式錯誤的是 A．Mg2＋＋2HCO＋2Ca2＋＋4OH－===Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O B．Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋ C．Zn2＋＋S2－＋2H2O===Zn(OH)2↓＋H2S↑ D．FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑ 5．下列說法正確的是 A．在一定溫度下的飽和AgCl水溶液中，Ag＋與Cl－的濃度乘積是一個常數(shù) B．已知AgCl的Ksp＝1.8×10－10，則在任何含AgCl固體的溶液中， c(Ag＋

23、)＝c(Cl－)，且Ag＋與Cl－濃度的乘積等于1.8×10－10 mol2·L－2 C．Ksp數(shù)值越大的難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng) D．難溶電解質(zhì)的溶解程度很小，故外界條件改變，對它的溶解程度沒有影響 【鞏固】 1、某溫度下，F(xiàn)e（OH）3（s）、Cu（OH）2（s）分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤簆H，金屬陽離子濃度的變化如下圖所示。據(jù)圖分析，下列判斷錯誤的是（ ） A.Ksp［Fe（OH）3］

24、 D.Fe（OH）3 、Cu（OH）2 分別在b、c兩點代表的溶液中達(dá)到飽和 2、已知25 ℃時，AgCl的溶度積Ksp＝1.8×10-10，則下列說法正確的是（ ） A.向飽和AgCl水溶液中加入鹽酸，Ksp變大 B.AgNO3 溶液與NaCl溶液混合后的溶液中，一定有c（Ag+ )＝c（Cl-） C.溫度一定時，當(dāng)溶液中c（Ag＋）·c（Cl-）＝Ksp時，此溶液中必有AgCl的沉淀析出 D.將AgCl加入到較濃的KI溶液中，部分AgCl轉(zhuǎn)化為AgI，因為AgCl溶解度大于AgI 3、已知在絕熱容器中，飽和石灰水中存在平衡Ca（OH

25、）2 （s）?Ca2+（aq）+2OH-（aq），現(xiàn)向其中加入少量生石灰，則下列說法錯誤的是（　?。? A．析出固體的質(zhì)量增加 B．溶液的pH值不變 C．溶液中OH-數(shù)目減少 D．溶液中Ca2+的濃度減小 課后評價表： 一 出勤情況 準(zhǔn)時（ ） 遲到（ ） 曠課（ ） __________________________________________________________________ 二 課上表現(xiàn)情況 優(yōu)（ ） 良（ ） 差（ ） ___

26、_____________________________________________________________________________________________________________________________________________ 三 課后作業(yè)完成情況 全部完成（ ） 部分完成（ ） 未完成（ ） __________________________________________________________________________________________________________________ 家長簽字：_______________________ 9