高中化学 第三章 第四节 难溶电解质的溶解平衡学案 新人教版选修4Word文档下载推荐.docx

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因

温度

温度升高，多数溶解平衡向溶解的方向移动

稀释

向溶解方向移动

同离子效应

加入相同离子，向生成沉淀的方向移动

（1）难溶电解质可以是强电解质（如BaSO4），也可以是弱电解质[如Al（OH）3]。

（2）向沉淀溶解平衡体系中加入可与体系中某些离子反应，生成更难溶物质或气体的离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动。

　一定温度下，将足量的AgCl分别加入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是（　　）

①20mL0.01mol·

L－1KCl溶液

②30mL0.02mol·

L－1CaCl2溶液

③40mL0.03mol·

L－1HCl溶液

④10mL蒸馏水

⑤50mL0.05mol·

L－1AgNO3溶液

A．①>

②>

③>

④>

⑤B．④>

①>

⑤

C．⑤>

③D．④>

⑤>

①

[解析]　AgCl（s）

Ag＋（aq）＋Cl－（aq），溶液中c（Cl－）或c（Ag＋）越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解度就越小。

AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag＋或Cl－的浓度有关，而与溶液的体积无关。

①c（Cl－）＝0.01mol·

L－1；

②c（Cl－）＝0.04mol·

③c（Cl－）＝0.03mol·

④c（Cl－）＝0mol·

⑤c（Ag＋）＝0.05mol·

L－1。

Ag＋或Cl－浓度由小到大的排列顺序为④<

①<

③<

②<

⑤，故AgCl的溶解度由大到小的排列顺序为④>

⑤。

[答案]　B

解答本题要注意以下3点：

（1）溶液中存在平衡：

AgCl（s）

（2）Ag＋或Cl－都抑制氯化银的溶解平衡且二者物质的量浓度相等时对平衡的抑制程度相同。

（3）加水促进氯化银的溶解。

沉淀溶解平衡概念及特征

1．下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（　　）

A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等

B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等

C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变

D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解

A项，反应开始时，各离子的浓度没有必然的关系。

C项，沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度保持不变，但不一定相等。

D项，沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，由于固体的浓度为常数，故平衡不发生移动。

2．（2016·

绵阳高二检测）将一定量的硫酸钡放入水中，对此有关的叙述正确的是（　　）

A．硫酸钡不溶于水，硫酸钡固体质量不会改变

B．最终会得到BaSO4的极稀的饱和溶液

C．因为Ba2＋＋SO

===BaSO4↓很容易发生，所以不存在BaSO4（s）

Ba2＋（aq）＋SO

（aq）的反应

D．因为BaSO4难溶于水，所以改变外界条件也不会改变BaSO4的溶解性

BaSO4不溶于水并不是绝对不溶，它存在溶解平衡，当沉淀溶解和生成的速率相等时，得到了BaSO4的饱和溶液，即建立了动态平衡BaSO4（s）

（aq），A、C项错误，B项正确；

升高温度，BaSO4溶解度增大，D项错误。

沉淀溶解平衡的影响因素

3．在有固态CaCO3存在的饱和溶液中，存在着如下平衡CaCO3（s）

Ca2＋（aq）＋CO

（aq），加入下列溶液能使CaCO3质量增加的是（　　）

A．CaCl2溶液B．KNO3溶液

C．NH4Cl溶液D．NaCl溶液

选A。

加入KNO3溶液和NaCl溶液相当于加入了H2O，使平衡向右移动，CaCO3质量减少；

加入NH4Cl溶液，由于NH

水解显酸性，消耗了CO

，使平衡向右移动，促进了CaCO3的溶解；

而加入CaCl2溶液，增大了钙离子的浓度，使平衡左移，CaCO3质量增加。

4．25℃时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2（s）

Pb2＋（aq）＋2I－（aq），加入KI溶液，下列说法正确的是（　　）

A．溶液中PbI2溶解量不变

B．PbI2固体质量不变

C．沉淀溶解平衡向左移动

D．溶液中Pb2＋浓度增大

选C。

加入KI溶液，c（I－）增大，平衡左移，c（Pb2＋）减小，PbI2固体质量增加，溶液中PbI2溶解量减小。

知识点二　溶度积常数

阅读教材P65～P66，思考并填空。

1．定义

一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之积为常数，称之为溶度积常数，用Ksp表示。

2．表达式

AmBn（s）

mAn＋（aq）＋nBm－（aq），Ksp＝[c（An＋）]m·

[c（Bm－）]n。

例如：

Ag2SO4的溶度积常数Ksp（Ag2SO4）＝c2（Ag＋）·

c（SO

）。

3．影响因素

已知在Ca3（PO4）2的饱和溶液中c（Ca2＋）＝2.0×

10－6mol/L，c（PO

）＝1.58×

10－6mol/L，则Ca3（PO4）2的Ksp是多少？

Ca3（PO4）2的Ksp＝[c（Ca2＋）]3·

[c（PO

）]2＝（2.0×

10－6）3×

（1.58×

10－6）2≈2.0×

10－29。

溶度积Ksp与离子积Qc的关系

通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解：

（1）Qc＞Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。

（2）Qc＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。

（3）Qc＜Ksp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液达到饱和。

（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的离子浓度无关，它反映了难溶电解质在水中的溶解能力。

（2）阴、阳离子个数比相同的难溶电解质，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。

若阴、阳离子个数比不相同，则不能用溶度积直接比较物质的溶解性，需要转化为溶解度（或饱和溶液中离子浓度）来比较大小。

（3）不仅难溶电解质存在溶解平衡，在易溶的饱和溶液中也存在溶解平衡，如在NaCl饱和溶液中，加入NaCl固体，晶体溶解和析出的速率相等，存在动态平衡，这样的情况也是溶解平衡。

　已知Ksp（AgCl）＝1.56×

10－10，Ksp（AgBr）＝7.7×

10－13，Ksp（Ag2CrO4）＝9.0×

10－12。

某溶液中含有Cl－、Br－和CrO

，浓度均为0.010mol·

L－1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·

L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为（　　）

A．Cl－、Br－、CrO

　　　　B．CrO

、Br－、Cl－

C．Br－、Cl－、CrO

D．Br－、CrO

、Cl－

[解析]　设加入一定体积的AgNO3溶液时，溶液中Cl－、Br－和CrO

的浓度均为cmol·

L－1，则形成AgCl、AgBr、Ag2CrO4沉淀所需Ag＋浓度分别是

mol·

L－1、

L－1，比较Ksp数值可知，Br－形成沉淀时所需Ag＋浓度最小，即最先产生沉淀；

CrO

形成沉淀时所需Ag＋浓度最大，即最后产生沉淀。

[答案]　C

　例2中，能否直接根据Ksp大小来推测生成沉淀的先后顺序？

不能。

AgCl、AgBr两物质的组成形式相同，可由Ksp大小直接判断生成沉淀的先后顺序，但Ag2CrO4中阴、阳离子的组成比例与AgCl、AgBr的不同，则必须由Ksp计算出生成沉淀所需Ag＋的最小浓度来推断。

（1）相同温度下，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。

（2）不同类型的物质，Ksp差距不大时不能直接作为比较依据。

例如（25℃）：

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。

溶度积的理解及计算

1．已知25℃时，AgCl的溶度积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值变大

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．该温度下，饱和AgCl溶液中c（Ag＋）＝

×

10－5mol·

L－1

选D。

Ksp只与温度有关，A项错误；

B项混合后可能AgNO3或NaCl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。

2．已知常温下BaSO4的溶解度为2.33×

10－4g，则其Ksp为（　　）

A．2.33×

10－4B．1×

10－5

C．1×

10－10D．1×

10－12

BaSO4（s）

（aq），根据BaSO4的溶解度为2.33×

10－4g，求得BaSO4饱和溶液中c（Ba2＋）＝c（SO

）＝1×

10－5mol/L，因此Ksp（BaSO4）＝c（Ba2＋）·

10－10。

溶度积的综合应用

3．某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点

B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点

C．d点无BaSO4沉淀生成

D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp

硫酸钡饱和溶液中存在：

（aq），一定温度时Ksp＝c（Ba2＋）·

）为常数。

c（Ba2＋）～c（SO

）图像为双曲线的一支。

加入Na2SO4使平衡左移，c（SO

）增大，c（Ba2＋）减小，图中a点和b点的c（Ba2＋）相等，A不正确；

蒸发d点溶液时c（Ba2＋）、c（SO

）应同时增大，B不正确；

d点为不饱和溶液，无BaSO4沉淀生成，C正确；

对同一难溶电解质，其溶度积只与温度有关，所以a点、c点对应的Ksp相等，D不正确。

4．

（1）工业废水中常含有一定量的Cr2O

和CrO

，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。

Cr（OH）3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：

Cr（OH）3（s）

Cr3＋（aq）＋3OH－（aq）。

常温下，Cr（OH）3的溶度积Ksp＝c（Cr3＋）·

c3（OH－）＝10－32，要使c（Cr3＋）降低为10－5mol·

L－1，溶液的pH应调至________。

（2）在0.1mol·

L－1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH＝8时，c（Cu2＋）＝________mol·

L－1{Ksp[Cu（OH）2]＝2.2×

10－20}。

若在0.1mol·

L－1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2＋完全沉淀为CuS，此时溶液中的H＋浓度是________mol·

（1）Ksp＝c（Cr3＋）·

c3（OH－）＝10－32，则c（OH－）＝

＝

L－1＝10－9mol·

L－1，c（H＋）＝

L－1＝10－5mol·

L－1，pH＝－lgc（H＋）＝－lg10－5＝5。

（2）pH＝8时c（OH－）＝10－6mol·

L－1，由硫酸铜的溶度积常数可知：

Ksp＝2.2×

10－20＝（10－6）2×

c（Cu2＋），得c（Cu2＋）＝2.2×

10－8mol·

使Cu2＋沉淀完全，已知c（Cu2＋）＝0.1mol·

L－1，根据反应关系式：

Cu2＋～2H＋得c（H＋）＝0.2mol·

（1）5　

（2）2.2×

10－8　0.2

知识点三　沉淀溶解平衡的应用

阅读教材P62～P65，思考并填空。

1．沉淀的生成

（1）调节pH法

加入氨水调节pH至7～8，可除去氯化铵中的杂质氯化铁。

反应的离子方程式：

Fe3＋＋3NH3·

H2O===Fe（OH）3↓＋3NH

。

（2）加沉淀剂法

以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。

反应离子方程式如下：

Cu2＋＋S2－===CuS↓，Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋；

Hg2＋＋S2－===HgS↓，Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋。

2．沉淀的溶解

（1）酸溶解法

CaCO3沉淀溶于盐酸中

CO2气体的生成和逸出，使CaCO3溶解平衡体系中的CO

浓度不断减小，平衡向沉淀溶解的方向移动。

（2）盐溶液溶解法

实验操作

实验现象

实验结论

沉淀不溶解

Mg（OH）2沉淀不仅能被盐酸溶解，还能被NH4Cl溶液溶解

沉淀溶解

3.沉淀的转化

（1）实验探究

①难溶性银盐之间的转化

实验

步骤

现象

白色沉淀

黄色沉淀

黑色沉淀

化学

方程

式

NaCl＋AgNO3===

AgCl↓＋NaNO3

AgCl＋KI

===

AgI＋KCl

2AgI＋Na2S===

Ag2S＋2NaI

结论

溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀

②Mg（OH）2与Fe（OH）3的转化

产生白色沉淀

白色沉淀转

化为红褐色

方程式

MgCl2＋2NaOH===

Mg（OH）2↓＋2NaCl

3Mg（OH）2＋2FeCl3===

2Fe（OH）3＋3MgCl2

Fe（OH）3的溶解度比Mg（OH）2小

（2）应用

①锅炉除水垢：

水垢[CaSO4（s）]

CaCO3（s）

Ca2＋（aq）。

②自然界中矿物的转化：

原生铜的硫化物

CuSO4溶液

铜蓝（CuS）。

1．

（1）工业废水处理过程中，重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。

写出用FeS除去Hg2＋的离子方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）写出锅炉除水垢过程中有关反应的化学方程式：

（3）原生铜硫化物的转化为原生铜硫化物

CuSO4（溶液）

CuS（铜蓝）。

写出CuSO4转化为铜蓝的化学方程式：

（1）FeS（s）＋Hg2＋（aq）===HgS（s）＋Fe2＋（aq）

（2）CaSO4（s）＋Na2CO3（aq）===CaCO3（s）＋Na2SO4（aq），

CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

（3）CuSO4（aq）＋ZnS（s）===CuS（s）＋ZnSO4（aq），

CuSO4（aq）＋PbS（s）===CuS（s）＋PbSO4（s）

2．硬水煮沸形成的水垢主要成分是CaCO3和Mg（OH）2，它们是怎样形成的？

水垢的形成过程涉及到沉淀转化，加热硬水时，Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2分别分解生成CaCO3、MgCO3沉淀。

但MgCO3又与CO

水解生成的OH－结合为更难溶的Mg（OH）2，故水垢的主要成分不是CaCO3、MgCO3，而是CaCO3、Mg（OH）2。

1．沉淀的生成和溶解这两个方向相反的过程相互转化的条件是离子浓度，控制离子浓度，可以使反应向我们需要的方向转化。

2．根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。

如常用强酸溶解CaCO3、FeS、Al（OH）3、Cu（OH）2等难溶电解质。

3．一般而言，Ksp较小的难溶电解质能转化为Ksp更小的难溶电解质，故AgCl

AgI

Ag2S，CaSO4转化为CaCO3，ZnS转化为CuS等。

4．两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。

　已知AgCl为难溶于水和酸的白色固体，Ag2S为难溶于水和酸的黑色固体。

常温下，Ksp（AgCl）＝1.8×

10－18，Ksp（Ag2S）＝6.3×

10－50。

取AgNO3溶液，加NaCl溶液，静置，过滤，洗涤后，再加Na2S溶液，预测实验现象，并写出反应的离子方程式。

[解析]　AgCl（s）存在溶解平衡：

Ag＋（aq）＋Cl－（aq）；

Ag2S（s）存在溶解平衡：

Ag2S（s）

2Ag＋（aq）＋S2－（aq）。

加入S2－，使Qc（Ag2S）增大，Qc（Ag2S）>

Ksp（Ag2S）时，生成Ag2S沉淀，AgCl沉淀溶解平衡向右移动而逐渐溶解。

[答案]　现象：

白色沉淀（AgCl）转化成黑色沉淀（Ag2S）；

离子方程式：

Ag＋＋Cl－===AgCl↓，S2－（aq）＋2AgCl（s）===Ag2S（s）＋2Cl－（aq）。

　在沉淀的转化中，可以由Ksp小的物质转化为Ksp更小的物质，Ksp小的物质能否转化成Ksp较大些的物质？

可以。

在沉淀的转化中，一般为Ksp小的物质转化为Ksp更小的物质，且Ksp相差越大，越有利于转化，且转化较完全。

但也可以由Ksp小的物质转化为Ksp较大些的物质，如虽然Ksp（BaSO4）<

Ksp（BaCO3），但向BaSO4的沉淀溶解平衡溶液中加入浓度较大的Na2CO3溶液，BaSO4也可以转化成BaCO3。

沉淀转化的一般原则

（1）溶解度较小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀。

（2）当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀。

（3）如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。

沉淀溶解平衡的应用

1．某pH＝1的ZnCl2和HCl的混合溶液中含有FeCl3杂质，为了除去FeCl3杂质，需将溶液调至pH＝4，在调节溶液pH时，应选用的试剂是（　　）

A．NaOH　　　　　　　　　B．ZnO

C．Na2CO3D．Fe2O3

加入的物质应该能消耗溶液中的H＋而促使Fe3＋成为沉淀，过滤除去，但同时要注意不能引入新的杂质离子，故选B。

2．已知在25℃的水溶液中，AgX、AgY、AgZ均难溶于水，且Ksp（AgX）＝1.8×

10－10，Ksp（AgY）＝1.0×

10－12，Ksp（AgZ）＝8.7×

10－17。

（1）根据以上信息，判断AgX、AgY、AgZ的溶解度S（AgX）、S（AgY）、S（AgZ）的大小顺序为________________。

（2）若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体，则c（Y－）________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（3）在25℃时，若取0.188g的AgY（相对分子质量为188）固体放入100mL水中（忽略溶液体积的变化），则溶液中Y－的浓度为________________。

（4）由上述Ksp判断，在上述（3）的体系中，________（填“能”或“不能”）实现AgY向AgZ的转化，理由为________________________________________________________________________

（1）由于AgX、AgY、AgZ的阴、阳离子个数之比相同，所以其溶解度大小可以根据Ksp的大小来确定，因为Ksp（AgX）>

Ksp（AgY）>

Ksp（AgZ），所以S（AgX）>

S（AgY）>

S（AgZ）。

（2）向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体，由于AgX的溶解度大于AgY的，溶液中的c（Ag＋）增大，AgY的溶解平衡向着形成沉淀的方向移动。

（3）AgY的饱和溶液中，c（Ag＋）＝

L－1＝

L－1＝1.0×

10－6mol·

L－1，假设0.188gAgY固体完全溶解，则c（Ag＋）＝0.01mol·

L－1>

1.0×

L－1，故0.188gAgY不能完全溶解，其溶液中c（Y－）＝1.0×

（4）因Ksp（A