第十一講難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡

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(shí)長90min知識點(diǎn)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(yùn)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(yùn)用溶度積進(jìn)行有關(guān)計(jì)算學(xué)習(xí)重難點(diǎn)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(diǎn)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(shí)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(gè)過程速率相等時(shí)，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）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(gè)新的沉淀溶解平衡。3.電解質(zhì)在水中的溶解度。20。C時(shí)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(diǎn)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(shí)，離子濃度保持不變（或一定）。各離子濃度冪的乘積是一個(gè)常數(shù),這個(gè)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·Bmn Ksp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：Qc > Ksp時(shí),析出沉淀。Qc Ksp時(shí), 飽和溶液，沉淀溶解平衡狀態(tài)。Qc < Ksp時(shí),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(diǎn)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(shí)，平衡向溶解方向移動，但Ksp不變?？键c(diǎn)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：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。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。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 CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2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(shí)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NaBr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 D25時(shí)，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(cuò)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(cuò)誤；C比較不同類型的難溶物的溶解度大小，必須通過計(jì)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??；比較不同類型的難溶物的溶解度大小，必須通過計(jì)算溶解度比較，不能通過溶度積直接比較，故C錯(cuò)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(shí)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（） A5×10-3 B8×10-4 C3.2×10-5 D1.6×10-7【答案】C【解析】本題考察了溶度積的計(jì)算解題關(guān)鍵是計(jì)算氫氧化鈣的物質(zhì)的量濃度。先計(jì)算氫氧化鈣的物質(zhì)的量濃度，再計(jì)算鈣離子、氫氧根離子濃度，代入溶度積常數(shù)表達(dá)式計(jì)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+）=0.02mol/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(shí)，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(diǎn)對應(yīng)的是飽和溶液 C向c點(diǎn)的溶液中加入0.1 molL-1Hg（NO3）2，則c（S2-）減小 D升高溫度可以實(shí)現(xiàn)c點(diǎn)到b點(diǎn)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(cuò)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(diǎn)為不飽和溶液，故B錯(cuò)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/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(cuò)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(yùn)用【基礎(chǔ)】1、把氫氧化鈣放入蒸餾水中，一定時(shí)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（） ANa2S溶液 BAlCl3溶液 CNaOH溶液 DCaCl2溶液2、下列說法正確的是（） A兩難溶電解質(zhì)作比較時(shí)，Ksp小的，溶解度一定小 BKsp的大小取決于難溶電解質(zhì)的量，所以離子濃度改變時(shí)，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(shí)，當(dāng)溶液中Ag+和Cl-濃度的乘積等于Ksp值時(shí)，此溶液為AgCl的飽和溶液3、某溶液中同時(shí)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(cuò)誤的是（） AAl3+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(shí)轉(zhuǎn)化為沉淀 C要使Mg2+轉(zhuǎn)化為沉淀，溶液pH應(yīng)大于9 DpH=14時(shí)，四種金屬離子全部以沉淀形式存在 【鞏固】1、在t時(shí)，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Ksp1.8×1010。下列說法不正確的是 At時(shí)，Ag2CrO4的Ksp為1×108 B飽和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y點(diǎn)變?yōu)閄點(diǎn) Ct時(shí)，Y點(diǎn)和Z點(diǎn)時(shí)Ag2CrO4的Ksp相等 Dt時(shí)，將0.01 mol·L1AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 mol·L1KCl和0.01 mol·L1K2CrO4的混合溶液中，Cl先沉淀2、某溫度時(shí)，AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示，又知：Ksp(AgCl)1.8×1010，Ksp(Ag2S)6.3×1050。下列說法正確的是() A加入NaCl可以使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn) Bb點(diǎn)和d點(diǎn)均無AgCl沉淀生成 Ca點(diǎn)對應(yīng)的Ksp大于c點(diǎn)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)1.8×1010mol2/L2；Ksp(AgI)1.0×1016mol2/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 BAgCl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×1011mol·L1 D將足量的AgCl分別放入下列物質(zhì)中：20 mL 0.01 mol·L1KCl溶液，10 mL 0.02 mol·L1CaCl2溶液，30 mL 0.05 mol·L1AgNO3溶液，AgCl的溶解度由大到小的順序?yàn)?gt;>【拔高】1、 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：pM=-lgc（M），pc（CO32-）=-lgc（CO32-）下列說法正確的是（） AMgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大 Ba 點(diǎn)可表示MnCO3的飽和溶液，且c（Mn2+）=c（CO32-） Cb 點(diǎn)可表示CaCO3的飽和溶液，且c（Ca2+）c（CO32-） Dc 點(diǎn)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，慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)（CuS）下列分析正確的是（） ACuS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 CCuSO4與ZnS反應(yīng)的離子方程式是Cu2+S2-CuS D整個(gè)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CuS3、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（） AAgClAgIAg2CrO4 BAgClAg2CrO4AgI CAg2CrO4AgClAgI DAg2CrO4AgIAgCl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(diǎn)，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 ( )熱純堿溶液的洗滌油污能力強(qiáng)誤將鋇鹽BaCl2、Ba(NO3)2當(dāng)作食鹽混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒溶洞、珊瑚的形成碳酸鋇不能作“鋇餐”而硫酸鋇則能泡沫滅火器滅火的原理A B C D2一定溫度下，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DpH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(shí)，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0D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(cuò)誤的是AMg22HCO2Ca24OH=Mg(OH)22CaCO32H2OBCu2H2S=CuS2HCZn2S22H2O=Zn(OH)2H2SDFeS2H=Fe2H2S5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(gè)常數(shù)B已知AgCl的Ksp1.8×1010，則在任何含AgCl固體的溶液中，c(Ag)c(Cl)，且Ag與Cl濃度的乘積等于1.8×1010 mol2·L2CKsp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(cuò)誤的是（ ） A.KspFe（OH）3<KspCu（OH）2 B.加適量NH4 Cl固體可使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn) C.c、d兩點(diǎn)代表的溶液中c(H+ )與c（OH-）乘積相等 D.Fe（OH）3 、Cu（OH）2 分別在b、c兩點(diǎn)代表的溶液中達(dá)到飽和2、已知25 時(shí)，AgCl的溶度積Ksp1.8×10-10，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(shí)，當(dāng)溶液中c（Ag）·c（Cl-）Ksp時(shí)，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?yàn)锳gCl溶解度大于AgI3、已知在絕熱容器中，飽和石灰水中存在平衡Ca（OH）2 （s）Ca2+（aq）+2OH-（aq），現(xiàn)向其中加入少量生石灰，則下列說法錯(cuò)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(jià)表：一 出勤情況準(zhǔn)時(shí)（ ） 遲到（ ） 曠課（ ）_二 課上表現(xiàn)情況優(yōu)（ ） 良（ ） 差（ ）_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