2018-2019版高中化學 第3章 物質在水溶液中的行為 第3節(jié) 沉淀溶解平衡 第1課時學案 魯科版選修4.doc

《2018-2019版高中化學 第3章 物質在水溶液中的行為 第3節(jié) 沉淀溶解平衡 第1課時學案 魯科版選修4.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019版高中化學 第3章 物質在水溶液中的行為 第3節(jié) 沉淀溶解平衡 第1課時學案 魯科版選修4.doc（13頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第1課時　沉淀溶解平衡與溶度積 [學習目標定位]　1.知道沉淀溶解平衡的概念及其影響因素。2.明確溶度積和濃度商的關系，并由此學會判斷反應進行的方向。 一、沉淀溶解平衡 1.沉淀溶解平衡 (1)實驗探究 在裝有少量難溶的PbI2黃色固體的試管中，加入約3 mL蒸餾水，充分振蕩后靜置。 ①若在上層清液中滴加濃的KI溶液，觀察到的現(xiàn)象是上層清液中出現(xiàn)黃色沉淀。 ②由上述實驗得出的結論是原上層清液中含有Pb2＋，PbI2在水中存在溶解平衡。 (2)概念 在一定溫度下， 沉淀溶解成離子的速率等于離子重新結合成沉淀的速率，固體的質量和溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)叫做沉淀溶解平衡。 (3)表示方法 PbI2沉淀溶解平衡可表示為PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)。 (4)特征 2.影響沉淀溶解平衡的因素 難溶物質溶解程度的大小，主要取決于物質本身的性質。但改變外界條件(如濃度、溫度等)，沉淀溶解平衡會發(fā)生移動。已知溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，請分析當改變下列條件時，對該溶解平衡的影響，填寫下表： 條件改變 移動方向 [Mg2＋] [OH－] 加水 正向移動 不變 不變 升溫 正向移動 增大 增大 加MgCl2(s) 逆向移動 增大 減小 通HCl 正向移動 增大 減小 加NaOH(s) 逆向移動 減小 增大 外界條件改變對溶解平衡的影響 (1)溫度升高，多數(shù)溶解平衡向溶解的方向移動。 (2)加水稀釋，濃度減小，溶解平衡向溶解方向移動。平衡濃度與稀釋前相同。 (3)加入與難溶電解質構成微粒相同的物質，溶解平衡向生成沉淀的方向移動。 (4)加入與難溶電解質溶解所得的離子反應的物質，溶解平衡向溶解的方向移動。 例1　把氫氧化鈣放入蒸餾水中，一段時間后達到如下平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入以下溶液，可使Ca(OH)2(s)減少的是(　　) A.Na2S溶液 B.AlCl3溶液 C.NaOH溶液 D.CaCl2溶液 答案　B 解析　Na2S水解顯堿性，增大了溶液中OH－的濃度；NaOH會提供大量OH－；CaCl2會增大Ca2＋的濃度，所以A、C、D選項都會使溶解平衡向左移動；而AlCl3中的Al3＋可與OH－發(fā)生反應生成Al(OH)3沉淀，使平衡向右移動，促進Ca(OH)2的溶解。 考點　沉淀溶解平衡 題點　改變離子濃度引起的沉淀溶解平衡的移動 規(guī)律總結　難溶電解質沉淀溶解平衡與難溶電解質電離平衡比較 (1)難溶電解質沉淀溶解平衡表示已溶溶質的離子與未溶溶質之間的平衡，是可逆過程，表達式需要注明狀態(tài)，如Al(OH)3(s)Al3＋(aq)＋3OH－(aq)，BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)。 (2)電離平衡是溶解的弱電解質分子與離子之間的轉化達到的平衡狀態(tài)，是可逆過程，如Al(OH)3Al3＋＋3OH－。 (3)難溶強電解質的電離不存在電離平衡，如BaSO4===Ba2＋＋SO。 例2　一定溫度下，將足量的AgCl分別放入下列物質中，AgCl的溶解度由大到小的排列順序是(　　) ①20 mL 0.01 molL－1 KCl溶液?、?0 mL 0.02 molL－1 CaCl2溶液?、?0 mL 0.03 molL－1 HCl溶液 ④10 mL 蒸餾水?、?0 mL 0.05 molL－1 AgNO3溶液 A.①>②>③>④>⑤ B.④>①>③>②>⑤ C.⑤>④>②>①>③ D.④>③>⑤>②>① 答案　B 解析　AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，Cl－或Ag＋的濃度越大，對AgCl的溶解抑制作用越大，AgCl的溶解度就越小。注意AgCl的溶解度大小只與溶液中Ag＋或Cl－的濃度有關，而與溶液體積無關。①[Cl－]＝0.01 molL－1，②[Cl－]＝0.04 molL－1，③[Cl－]＝0.03 molL－1，④[Cl－]＝ 0 molL－1，⑤[Ag＋]＝0.05 molL－1；Ag＋或Cl－濃度由小到大的順序為④<①<③<②<⑤，故AgCl的溶解度由大到小的排列順序為④>①>③>②>⑤。 考點　沉淀溶解平衡 題點　難溶物在同離子溶液中的溶解 規(guī)律總結　一定溫度下，難溶電解質在同離子溶液中溶解能力小于在水中溶解能力。 二、溶度積常數(shù) 1.概念 在一定溫度下，沉淀達溶解平衡后的溶液為飽和溶液，其離子濃度不再發(fā)生變化，溶液中各離子濃度冪之積為常數(shù)，叫做溶度積常數(shù)(簡稱溶度積)，用Ksp表示。 2.表達式 (1)AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq) Ksp＝[Ag＋][Cl－]； (2)Fe(OH)3(s)Fe3＋(aq)＋3OH－(aq) Ksp＝[Fe3＋][OH－]3； (3)AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq) Ksp＝[An＋]m[Bm－]n。 3.應用 通過比較溶度積與溶液中有關離子濃度商Q的相對大小，可以判斷難溶電解質在給定條件下沉淀能否生成或溶解： (1)Q>Ksp，溶液過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，達到新的平衡。 (2)Q＝Ksp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。 (3)QKsp[Cu(OH)2]＝ 210－20 mol3L－3，所以c(OH－)>10－9 molL－1，故應調(diào)節(jié)pH大于5。 考點　溶度積常數(shù) 題點　溶度積的表達式和簡單計算 1.下列有關AgCl沉淀的溶解平衡狀態(tài)的說法中，正確的是(　　) A.AgCl沉淀的生成和溶解不斷進行，但速率相等 B.AgCl難溶于水，溶液中沒有Ag＋和Cl－ C.升高溫度，AgCl的溶解度不變 D.向AgCl沉淀的溶解平衡體系中加入NaCl固體，AgCl的溶解度不變 答案　A 解析　AgCl固體在溶液中存在溶解平衡，所以溶液中有Ag＋和Cl－，B錯；升高溫度，AgCl溶解度增大，C錯；向平衡體系中加入NaCl固體，增大了Cl－濃度，溶解平衡左移，AgCl溶解度減小，D錯。 考點　沉淀溶解平衡 題點　沉淀溶解平衡與飽和溶液的特征 2.向含有MgCO3固體的溶液中滴加少許濃鹽酸(忽略體積變化)，下列數(shù)值變小的是(　　) A.[CO] B.[Mg2＋] C.[H＋] D.Ksp(MgCO3) 答案　A 解析　在存在MgCO3固體的溶液中存在沉淀溶解平衡：MgCO3(s)Mg2＋(aq)＋CO(aq)，滴加少許濃鹽酸，濃鹽酸與CO反應，促使平衡向右移動，則[Mg2＋]和[H＋]增大，[CO]減小，溫度不變，Ksp(MgCO3)不變，故A正確。 考點　沉淀溶解平衡 題點　改變離子濃度引起的沉淀溶解平衡的移動 3.下列說法中正確的是(　　) A.兩種難溶鹽電解質，其中Ksp小的溶解度一定小 B.溶液中存在兩種可以與同一沉淀劑生成沉淀的離子，則Ksp小的一定先生成沉淀 C.難溶鹽電解質的Ksp與溫度有關 D.同離子效應使難溶鹽電解質的溶解度變小，也使Ksp變小 答案　C 解析　Ksp只與難溶電解質的性質和溫度有關。 考點　溶度積常數(shù) 題點　溶度積的影響因素——物質性質、溫度 4.在BaSO4飽和溶液中加入少量的BaCl2溶液產(chǎn)生BaSO4沉淀，若以Ksp表示BaSO4的溶度積常數(shù)，則平衡后溶液中(　　) A.[Ba2＋]＝[SO]＝ B.[Ba2＋][SO]>Ksp，[Ba2＋]＝[SO] C.[Ba2＋][SO]＝Ksp，[Ba2＋]>[SO] D.[Ba2＋][SO]≠Ksp，[Ba2＋]<[SO] 答案　C 解析　在BaSO4飽和溶液中加入少量的BaCl2溶液，平衡BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)左移，則此時[Ba2＋]>[SO]；由于溫度未發(fā)生改變，所以溶液中Ksp＝[Ba2＋][SO]不變。 考點　溶度積常數(shù) 題點　飽和溶液中溶度積常數(shù)、離子濃度、pH、溶解度等換算 5.在0.10 molL－1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌，有淺藍色氫氧化銅沉淀生成，當溶液的pH＝8時，[Cu2＋]＝________ molL－1(Ksp[Cu(OH2)]＝2.210－20 mol3L－3)。若在 0.1 molL－1硫酸銅溶液中通入過量H2S氣體，使Cu2＋完全沉淀為CuS，此時溶液中的H＋濃度是________ molL－1。 答案　2.210－8　0.2 解析　pH＝8時，[OH－]＝10－6 molL－1，由硫酸銅的沉淀溶解平衡常數(shù)可知：Ksp＝2.210－20 mol3L－3＝10－12 mol2L－2[Cu2＋]，得[Cu2＋]＝2.210－8 molL－1；使Cu2＋沉淀完全，已知[Cu2＋]＝0.1 molL－1，根據(jù)反應關系式：Cu2＋～2H＋得[H＋]＝0.2 molL－1。 考點　溶度積常數(shù) 題點　溶度積的表達式和簡單計算 [對點訓練] 題組1　沉淀的溶解平衡的含義 1.下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是(　　) A.反應開始時，溶液中各離子濃度相等 B.沉淀溶解達到平衡時，沉淀生成的速率和溶解的速率相等 C.沉淀溶解達到平衡時，溶液中溶質的離子濃度相等，且保持不變 D.沉淀溶解達到平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進溶解 答案　B 解析　A項，反應開始時，各離子的濃度沒有必然的關系；C項，沉淀溶解達到平衡時，溶液中溶質的離子濃度保持不變，但不一定相等；D項，沉淀溶解達到平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物，由于固體的溶度積為常數(shù)，故平衡不發(fā)生移動。 考點　沉淀溶解平衡 題點　沉淀溶解平衡與飽和溶液的特征 2.下列關于沉淀溶解平衡的說法正確的是(　　) A.只有難溶電解質才存在沉淀溶解平衡過程 B.沉淀溶解平衡過程是可逆的 C.在平衡狀態(tài)時，v(溶解)＝v(沉淀)＝0 D.達到沉淀溶解平衡的溶液不一定是飽和溶液 答案　B 解析　無論難溶電解質還是易溶電解質，都可存在沉淀溶解平衡過程，A項錯誤；沉淀溶解平衡過程是可逆的，B項正確；平衡狀態(tài)時，v(溶解)＝v(沉淀)≠0，C項錯誤；沉淀溶解過程達到平衡時，溶液也達到飽和狀態(tài)了，D項錯誤。 考點　沉淀溶解平衡 題點　沉淀溶解平衡與飽和溶液的特征 題組2　外界條件對沉淀溶解平衡的影響 3.25 ℃時，在含有大量PbI2的飽和溶液中存在著平衡PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)，加入KI溶液，下列說法正確的是(　　) A.溶液中Pb2＋和I－濃度都增大 B.溶度積常數(shù)Ksp增大 C.沉淀溶解平衡向右移動 D.溶液中Pb2＋濃度減小 答案　D 解析　加入KI溶液時，溶液中I－濃度增大，使PbI2的沉淀溶解平衡逆向移動，因此溶液中[Pb2＋]減小，但由于溶液溫度未發(fā)生改變，故PbI2的溶度積常數(shù)Ksp不發(fā)生變化。 考點　沉淀溶解平衡 題點　改變離子濃度引起的沉淀溶解平衡的移動 4.(2017長沙南雅中學高二月考)在一定溫度下，當Mg(OH)2固體在水溶液中達到下列平衡時：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，要使Mg(OH)2固體減少而Mg2＋的濃度不變，可采取的措施是(　　) A.加MgSO4固體 B.加HCl溶液 C.加NaOH固體 D.加少量水 答案　D 解析　Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，加MgSO4固體使該溶解平衡左移，Mg(OH)2固體增多，Mg2＋的濃度變大；加HCl溶液使該溶解平衡右移，Mg(OH)2固體減少，Mg2＋的濃度變大；加NaOH固體使該溶解平衡左移，Mg(OH)2固體增多，Mg2＋的濃度變小。 考點　沉淀溶解平衡 題點　改變離子濃度引起的沉淀溶解平衡的移動 5.下列說法正確的是(　　) A.含有AgCl和AgI固體的懸濁液中[Ag＋]>[Cl－]＝[I－] B.25 ℃時，Cu(OH)2在水中的溶解度大于在Cu(NO3)2溶液中的溶解度 C.在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固體，Ba2＋的濃度增大 D.25 ℃時，AgCl在同濃度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同 答案　B 解析　Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，所以含AgCl和AgI固體的懸濁液中[Ag＋]>[Cl－]>[I－]，A項不正確；Cu(NO3)2溶液中含有Cu2＋，使Cu(OH)2(s)Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)逆向移動，溶解度比在水中的小，B項正確；在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固體，SO濃度增大，沉淀溶解平衡向沉淀方向移動，Ba2＋的濃度減小，C項不正確；溶液中Cl－濃度越大，AgCl的溶解度越小，D項不正確。 考點　沉淀溶解平衡 題點　改變離子濃度引起的沉淀溶解平衡的移動 6.把足量熟石灰放入蒸餾水中，一段時間后達到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。下列敘述正確的是(　　) A.給溶液加熱，溶液的pH升高 B.恒溫下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高 C.向溶液中加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2固體增多 D.向溶液中加入少量的NaOH固體，Ca(OH)2固體增多 答案　D 解析　A項，加熱時Ca(OH)2溶解度減小，平衡逆向移動，OH－的濃度減小，pH減??；B項，CaO＋H2O===Ca(OH)2，由于保持恒溫，Ca(OH)2溶解度不變，OH－的濃度不變，因此pH不變；C項，CO＋Ca2＋===CaCO3↓，使平衡正向移動，Ca(OH)2固體減少；D項，加入NaOH固體時，OH－的濃度增大，平衡逆向移動，因此Ca(OH)2固體增多。 考點　沉淀溶解平衡 題點　沉淀溶解平衡的綜合 題組3　溶度積及應用 7.室溫時，M(OH)2(s)M2＋(aq)＋2OH－(aq)　　Ksp＝a mol3L－3。[M2＋]＝b molL－1時，溶液的pH等于(　　) A.lg() B.lg() C.14＋lg() D.14＋lg() 答案　C 解析　由Ksp＝[M2＋][OH－]2得[OH－]＝ molL－1， Kw＝[H＋][OH－]得[H＋]＝molL－1 pH＝＝14＋lg()。 考點　溶度積常數(shù) 題點　溶度積的表達式和簡單計算 8.已知CaCO3的Ksp＝2.810－9 mol2L－2，現(xiàn)將濃度為210－4 molL－1的Na2CO3溶液與CaCl2溶液等體積混合，若要產(chǎn)生沉淀，則所用CaCl2溶液的濃度至少應為(　　) A.2.810－2 molL－1 B.1.410－5 molL－1 C.2.810－5 molL－1 D.5.610－5 molL－1 答案　D 解析　由沉淀形成的條件知，要產(chǎn)生沉淀必須滿足：c(Ca2＋)c(CO)>2.810－9mol2L－2，因等體積混合，c(CO)＝110－4 molL－1，故混合溶液中c(Ca2＋)應大于2.810－5 molL－1，則混合前c(CaCl2)至少應為5.610－5 molL－1。 考點　溶度積常數(shù) 題點　飽和溶液中溶度積常數(shù)、離子濃度、pH、溶解度等換算 9.在下列這些物質中，溶解度不隨pH值變化的是(　　) A.AgCl B.CaCO3 C.Fe(OH)3 D.Mg(OH)2 答案　A 解析　B、C、D中的物質的溶解度均隨pH值的減小而增大。 考點　沉淀溶解平衡 題點　改變離子濃度引起的沉淀溶解平衡的移動 10.某溫度下，F(xiàn)e(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤簆H，金屬陽離子濃度的變化如圖所示。據(jù)圖分析，下列判斷錯誤的是(　　) A.Ksp[Fe(OH)3]T2 B.加入BaCl2固體，可使溶液由a點變到c點 C.c點時，在T1、T2兩個溫度下均有固體析出 D.a點和b點的Ksp相等 答案　D 解析　因為硫酸鋇在水中溶解時吸收熱量，則溫度升高硫酸鋇的Ksp增大，T2時硫酸鋇的Ksp大于T1時的硫酸鋇的Ksp，故T2>T1，A錯誤；硫酸鋇溶液中存在著溶解平衡，a點在平衡曲線上，加入BaCl2，Ba2＋的濃度增大，平衡左移，SO的濃度應降低，所以不能使溶液由 a點變到c點，B錯誤；在T1時c點溶液的Q>Ksp，有沉淀析出，在T2時c點溶液的Qy，Ag2CrO4的溶解度大于AgCl的溶解度。 (3)設Mg(OH)2飽和溶液的物質的量濃度為x，則4x3＝4.010－12 mol3L－3，x＝1.010－4 molL－1，[OH－]＝2.010－4 molL－1，[H＋]＝ molL－1＝510－11 molL－1，pH＝－ lg(510－11)＝11－lg 5＝10.3。 所以能使石蕊溶液變藍色。 考點　溶度積常數(shù) 題點　飽和溶液中溶度積常數(shù)、離子濃度、pH、溶解度等換算 15.在Cl－和CrO濃度都是0.100 molL－1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液(忽略體積改變)時，AgCl和Ag2CrO4哪一種先沉淀？當Ag2CrO4開始沉淀時，溶液中Cl－濃度是多少？ 已知：Ksp(AgCl)＝1.810－10 mol2L－2 Ksp(Ag2CrO4)＝9.010－12mol3L－3。 答案　AgCl先沉淀；當Ag2CrO4開始沉淀時，溶液中Cl－濃度是1.8910－5 molL－1。 解析　AgCl開始沉淀所需[Ag＋]＝＝ molL－1＝1.810－9 molL－1， Ag2CrO4開始沉淀所需[Ag＋]＝ ＝ molL－1≈9.510－6 molL－1， 因此，AgCl先沉淀。 當Ag2CrO4開始沉淀時：[Ag＋]＝9.510－6 molL－1 此時，[Cl－]＝＝ molL－1 ≈1.8910－5 molL－1。 考點　溶度積常數(shù) 題點　溶度積的表達式和簡單計算