学年高中化学 第三章 水溶液中的离子平衡 第四节 难溶电解质的溶解平衡第1课时.docx

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学年高中化学第三章水溶液中的离子平衡第四节难溶电解质的溶解平衡第1课时

第1课时　沉淀溶解平衡与溶度积

[目标导航]　1.知道沉淀溶解平衡的概念及其影响因素。

2.明确溶度积和离子积的关系，学会判断反应进行的方向。

一、难溶电解质的溶解平衡

1．固体物质的溶解度（S）与溶解性的关系

溶解性

难溶

微溶

可溶

易溶

S的范围

S＜0.01g

0.01g＜S＜1g

1__g＜S＜10__g

S＞10g

2.溶解平衡状态

在一定温度下，固体溶质在水中形成饱和溶液时，溶液中溶质质量保持不变的状态，该状态下，固体溶质溶解的速率和溶液中溶质分子结晶的速率达到相等，但溶解和结晶仍在进行。

3．沉淀溶解平衡

（1）概念

在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了动态平衡，叫做难溶电解质的溶解平衡。

如AgCl溶于水的溶解平衡表示为AgCl（s）Ag＋（aq）＋Cl－（aq）。

（2）特征

4．影响沉淀溶解平衡的因素

（1）内因

难溶电解质本身的性质，这是决定因素。

（2）外因

以AgCl（s）Ag＋（aq）＋Cl－（aq）　ΔH＞0为例

外界条件

移动方向

平衡后

c（Ag＋）

平衡后c（Cl－）

Ksp

升高温度

正向

增大

增大

增大

加水稀释

正向

减小

减小

不变

加入少量AgNO3

逆向

增大

减小

不变

通入HCl

逆向

减小

增大

不变

通入H2S

正向

减小

增大

不变

【合作探究】

1．根据对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识，生成沉淀的离子反应能否真正进行到底？

答案　不能进行到底。

从溶解度来看，所谓难溶是指溶解度小于0.01g，并非溶解度为0；任何化学反应都具有可逆性，可逆反应达到平衡状态时，反应物和生成物的浓度不再变化，从而使生成沉淀的离子反应不能进行到底。

2．从物质类别、变化过程角度分析沉淀溶解平衡与弱电解质的电离平衡有何区别？

答案　

（1）从物质类别看，难溶电解质可以是强电解质，也可以是弱电解质[如BaSO4是强电解质，而Al（OH）3是弱电解质]，而难电离物质只能是弱电解质。

（2）从变化的过程来看，沉淀溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化达到平衡状态。

二、溶度积常数

1．在一定温度下，沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液，其离子浓度不再发生变化，溶液中各离子浓度幂之积为常数，叫做溶度积常数（简称溶度积），用Ksp表示。

2．写出下列沉淀溶解平衡的溶度积常数的表达式

（1）AgCl（s）Ag＋（aq）＋Cl－（aq）

Ksp＝c（Ag＋）·c（Cl－）。

（2）Fe（OH）3（s）Fe3＋（aq）＋3OH－（aq）

Ksp＝c（Fe3＋）·c3（OH－）。

（3）AmBn（s）mAn＋（aq）＋nBm－（aq）

Ksp＝[c（An＋）]m·[c（Bm－）]n。

【合作探究】

1．溶解度较小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀，而溶解度小的沉淀不能向溶解度大的沉淀转化，这种认识对吗？

答案　不对。

只要离子积Qc＞Ksp，溶解度小的沉淀也可以转化为溶解度大的沉淀。

2．同温条件下，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强，这种认识对吗？

答案　不对，对于同类型物质而言，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强，如AgCl＞AgBr＞AgI；而对于不同类型的物质，则不能直接比较，如Ksp（AgCl）＝1.8×10－10，Ksp[Mg（OH）2]＝1.8×10－11，不能认为Mg（OH）2比AgCl更难溶，需转化为溶解度进行比较。

一、影响沉淀溶解平衡的因素

【例1】　把氢氧化钙放入蒸馏水中，一段时间后达到如下平衡：

Ca（OH）2（s）Ca2＋（aq）＋2OH－（aq），加入以下溶液，可使Ca（OH）2减少的是（　　）

A．Na2S溶液B．AlCl3溶液

C．NaOH溶液D．CaCl2溶液

解析　Na2S水解显碱性，增大了溶液中OH－的浓度；NaOH会提供大量OH－；CaCl2会增大Ca2＋的浓度，所以A、C、D选项都会使溶解平衡向左移动，使Ca（OH）2增多。

AlCl3中的Al3＋可与OH－发生反应生成Al（OH）3沉淀，使平衡向右移动，促进Ca（OH）2的溶解。

答案　B

【归纳总结】　影响沉淀溶解平衡的因素

（1）内因

溶质本身的性质。

绝对不溶的物质是没有的；同是微溶物质，溶解度差别也很大；易溶溶质只要是饱和溶液也存在溶解平衡。

（2）外界条件改变对溶解平衡的影响

①温度升高，多数溶解平衡向溶解的方向移动。

②加水稀释，浓度减小，溶解平衡向溶解的方向移动。

③加入与难溶电解质构成微粒相同的物质，溶解平衡向生成沉淀的方向移动。

④加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，溶解平衡向溶解的方向移动。

变式训练1　将AgCl分别投入下列溶液中：

①40mL0.03mol·L－1的HCl溶液

②50mL0.03mol·L－1的AgNO3溶液

③30mL0.02mol·L－1的CaCl2溶液

④10mL蒸馏水

AgCl的溶解度由大到小的顺序是________。

答案　④>①＝②>③

解析　在水中AgCl存在溶解平衡AgCl（s）AgCl（aq）===Ag＋（aq）＋Cl－（aq）

（注：

s表示未溶解的固体，aq表示已被溶解但未电离的AgCl）。

当溶液中存在Ag＋或Cl－时，溶解平衡逆向移动，AgCl的溶解度减小。

溶液中Ag＋或Cl－的浓度越大，逆向移动的程度越大，溶解度就越小。

以中性的水为参照，溶解度大小顺序为④>①＝②>③。

二、溶度积的意义及应用

【例2】　已知25℃时，AgCl的溶度积常数Ksp＝1.8×10－10，则下列说法正确的是（　　）

A．向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp变大

B．AgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中，一定有c（Ag＋）＝c（Cl－）

C．温度一定时，当溶液中c（Ag＋）·c（Cl－）＝Ksp时，此溶液中必有AgCl沉淀析出

D．将AgCl加入到较浓的KI溶液中，部分AgCl转化为AgI，因为AgCl的溶解度大于AgI

解析　Ksp只与温度有关，A项不正确；B项混合后可能c（Ag＋）或c（Cl－）有剩余，不一定有c（Ag＋）＝c（Cl－）；C项Qc＝Ksp时达到溶解平衡，没有AgCl沉淀析出；D项符合沉淀转化的规律。

答案　D

【归纳总结】　溶液积的意义及应用

（1）Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。

（2）同温条件时，对于同类型物质，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。

如由Ksp数值可知，溶解能力：

AgCl＞AgBr＞AgI，Cu（OH）2＜Mg（OH）2。

（3）不同类型的物质，Ksp差距不大时不能直接作为比较依据。

如（25℃）：

AgCl（s）Ag＋（aq）＋Cl－（aq），Ksp＝1.8×10－10，Mg（OH）2（s）Mg2＋（aq）＋2OH－（aq），Ksp＝1.8×10－11，虽然Mg（OH）2的Ksp较小，但不能认为Mg（OH）2比AgCl更难溶。

变式训练2　已知25℃时，Ksp（AgCl）＝1.8×10－10，Ksp（AgI）＝8.5×10－17。

请回答下列问题：

（1）25℃时，若向50mL0.018mol·L－1的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol·L－1的盐酸，混合后溶液中的c（Ag＋）为________mol·L－1，pH为________。

（2）25℃时，取一定量含有I－、Cl－的溶液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl和AgI同时沉淀时，溶液中为________。

答案　

（1）1.8×10－7　2　

（2）4.7×10－7

解析　

（1）反应后剩余的c（Cl－）＝＝0.001mol·L－1，c（Ag＋）＝＝1.8×10－7mol·L－1。

反应后溶液中的c（H＋）＝＝0.010mol·L－1，pH＝2。

（2）＝＝≈4.7×10－7。

1．下列物质的溶解度随温度升高而减小的是（　　）

①KNO3　②Ca（OH）2　③BaSO4　④CO2

A．①②B．②④C．①③D．①④

答案　B

解析　Ca（OH）2的溶解度比较特殊，随温度的升高而减小，其他绝大多数物质随温度升高，溶解度增大（气体除外）。

2．下列对“难溶”的理解正确的是（　　）

A．在水中难溶的物质，在其他溶剂中也是难溶的

B．难溶就是绝对不溶

C．难溶就是溶解度相对较小，没有绝对不溶于水的电解质

D．如果向某溶液中加入足量另一种试剂时，生成了难溶性的电解质，则说明原溶液中的相应离子已沉淀完全

答案　C

解析　难溶是指物质在水中的溶解度小于0.01g。

3．下列有关AgCl沉淀的溶解平衡状态的说法中，正确的是（　　）

A．AgCl沉淀的生成和溶解不断进行，但速率相等

B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－

C．升高温度，AgCl的溶解度不变

D．向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl的溶解度不变

答案　A

解析　AgCl固体在溶液中存在溶解平衡，所以溶液中有Ag＋和Cl－，B错；升高温度，AgCl溶解度增大，C错；向平衡体系中加入NaCl固体，增大了c（Cl－），溶解平衡左移，AgCl溶解度减小，D错。

4．下列说法中，正确的是（　　）

A．两种难溶盐电解质，其中Ksp小的溶解度一定小

B．溶液中存在两种可以与同一沉淀剂生成沉淀的离子，则Ksp小的一定先生成沉淀

C．难溶盐电解质的Ksp与温度有关

D．同离子效应使难溶盐电解质的溶解度变小，也使Ksp变小

答案　C

解析　Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关。

5．已知25℃时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400mL0.01mol·L－1Na2SO4溶液，下列叙述正确的是（　　）

A．溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中c（SO）比原来的大

B．溶液中无沉淀析出，溶液中c（Ca2＋）、c（SO）都变小

C．溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中c（Ca2＋）、c（SO）都变小

D．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c（SO）比原来的大

答案　D

解析　本题是一道考查沉淀溶解平衡的图像题。

由题意知，Ksp（CaSO4）＝c（Ca2＋）·c（SO）＝3.0×10－3×3.0×10－3＝9×10－6，

CaSO4饱和溶液中c（Ca2＋）＝c（SO）＝3.0×10－3mol·L－1。

加入400mL0.01mol·L－1Na2SO4溶液后，c（Ca2＋）＝＝6×10－4（mol·L－1），c（SO）＝＝8.6×10－3（mol·L－1），

Qc＝c（Ca2＋）·c（SO）＝6×10－4×8.6×10－3＝5.16×10－6＜Ksp（CaSO4），所以溶液中无CaSO4沉淀产生，则D正确。

6．在BaSO4饱和溶液中加入少量的BaCl2溶液产生BaSO4沉淀，若以Ksp表示BaSO4的溶度积常数，则平衡后溶液中（　　）

A．c（Ba2＋）＝c（SO）＝（Ksp）

B．c（Ba2＋）·c（SO）>Ksp，c（Ba2＋）＝c（SO）

C．c（Ba2＋）·c（SO）＝Ksp，c（Ba2＋）＞c（SO）

D．c（Ba2＋）·c（SO）≠Ksp，c（Ba2＋）＜c（SO）

答案　C

解析　在BaSO4饱和溶液中加入少量的BaCl2溶液，平衡BaSO4（s）Ba2＋（aq）＋SO（aq）左移，则此时c（Ba2