1、学案48难溶电解质的溶解平衡 考纲要求1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.了解难溶电解质的沉淀转化的本质。知识点一溶解平衡和溶度积常数1溶解平衡的建立固体溶质溶解沉淀溶液中的溶质(1)v溶解_v沉淀，固体溶解(2)v溶解_v沉淀，溶解平衡(3)v溶解_v沉淀，析出晶体2溶解平衡的特点3电解质在水中的溶解度20 时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：4溶度积常数及其应用(1)表达式对于溶解平衡MmAn(s)mMn(aq)nAm(aq)，Ksp_。Ksp仅受_的影响。(2)溶度积规则某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度的乘积Qc(离子积)与Ksp的关系问题思考1AgCl(s)Ag(
2、aq)Cl(aq)；AgCl=AgCl。两方程式所表示的意义相同吗？2怎样用难溶电解质的浓度积Ksp来比较在水中的溶解能力？知识点二沉淀溶解平衡的影响因素1内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。2外因(1)浓度：加水稀释，平衡向_方向移动，但Ksp_。(2)温度：绝大多数难溶盐的溶解是_过程，升高温度，平衡向_方向移动，Ksp_。(3)其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。问题思考3利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的离子？知识点三沉淀溶解平衡的应用1沉淀的生成(1)调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3
3、杂质，可加入氨水调节pH至78，离子方程式为：_。(2)沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2，离子方程式为：_。2沉淀的溶解(1)酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为_。(2)盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为_。(3)氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。(4)配位溶解法如AgCl溶于氨水，离子方程式为_。3沉淀的转化(1)实质：_的移动(沉淀的溶解度差别_，越容易转化)。(2)应用：锅炉除垢、矿物转化等。问题思考4为什么不能用BaCO3作钡餐？一、沉淀溶解平衡1沉淀的溶解平衡是怎样建立的？勒夏特列原理是否适用于该平衡？2难溶电解质溶解能力的大小，
4、通常怎样表示？其大小受哪些因素的影响？3影响沉淀溶解平衡的因素有哪些？各怎样影响？典例导悟1下表是五种银盐的溶度积常数(25 )：化学式AgClAg2SO4Ag2SAgBrAgI溶度积1.81010 mol2L21.4105mol3L36.31050mol3L35.41013mol2L28.31017mol2L2下列说法不正确的是()A五种物质在常温下溶解度最大的是Ag2SO4B将氯化银溶解于水后，向其中加入Na2S，则可以生成黑色沉淀C氯化银、溴化银和碘化银三种物质在常温下的溶解度逐渐增大D沉淀溶解平衡的建立是有条件的，外界条件改变时，平衡也会发生移动听课记录：变式演练1下列叙述不正确的是(
5、)ACaCO3能够溶解在CO2的水溶液中BMg(OH)2可溶于盐酸，不溶于NH4Cl溶液CAgCl可溶于氨水DMgSO4溶液中滴加Ba(OH)2得到两种沉淀典例导悟2(2008山东理综，15)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()提示BaSO4(s)Ba2(aq)SO(aq)的平衡常数Kspc(Ba2)c(SO)，称为溶度积常数。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Cd点无BaSO4沉淀生成Da点对应的Ksp大于c点对应的Ksp听课记录：二、溶度积的计算和有关判断思考：(1)已知Ksp(AgCl)1.81010 mol
6、2L2，则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液，溶液中的c(Ag)是多少？(2)已知KspMg(OH)21.81011 mol3L3，则将Mg(OH)2放入蒸馏水中形成饱和溶液，溶液的pH为多少？(3)在0.01 molL1的MgCl2溶液中，逐滴加入NaOH溶液，刚好出现沉淀时，溶液的pH是多少？当Mg2完全沉淀时，溶液的pH值为多少？典例导悟3(2011泰安月考)已知Ksp(AgCl)1.81010 mol2L2，Ksp(Ag2CrO4)1.91012 mol3L3，现在向0.001 molL1 K2CrO4和0.01 molL1 KCl混合液中滴加0.01 molL1 AgNO3溶液，通过
7、计算回答：(1)Cl、CrO谁先沉淀？(2)刚出现Ag2CrO4沉淀时，溶液中Cl浓度是多少？(设混合溶液在反应中体积不变)变式演练2一定温度下的难溶电解质AmBn在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，其平衡常数Kspcm(An)cn(Bm)，称为难溶电解质的溶度积。已知下表数据：物质Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3Ksp/25 8.01016 mol3L32.21020 mol3L34.01038 mol4L4完全沉淀时的pH范围9.66.434对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法，不科学的是()A向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀
8、B该溶液中c(SO)c(Cu2)c(Fe2)c(Fe3)54C向该溶液中加入适量氯水，并调节pH至34后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液D在pH5的溶液中Fe3不能大量存在思维升华一种沉淀剂能分离多种离子吗？题组一溶解平衡与溶度积常数1(2010山东理综，15)某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是()AKspFe(OH)3KspCu(OH)2B加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点Cc、d两点代表的溶液中c(H)与c(OH)乘积相等DFe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、
9、c两点代表的溶液中达到饱和2.(2009浙江理综，10)已知：25 时，KspMg(OH)25.611012，KspMgF27.421011 。下列说法正确的是()A25 时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2)大B25 时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2)增大C25 时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 molL1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01molL1 NH4Cl溶液中的Ksp小D25 时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后， Mg(OH)2不可能转化为MgF2题组二溶解平衡的应用3判断正误(1)常温下，向
10、饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸，有气泡产生，说明常温下，Ksp(BaCO3)AgIAg2CrO4 BAgClAg2CrO4AgICAg2CrO4AgClAgI DAg2CrO4AgIAgCl5(2009江苏，9改编)下列化学实验事实及其解释都正确的是()A向碘水中滴加CCl4，振荡静置后分层，CCl4层呈紫红色，说明可用CCl4从碘水中萃取碘B向SO2水溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明BaSO3难溶于盐酸C向0.1 molL1 FeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，说明Fe2具有氧化性D向2.0 mL浓
11、度均为0.1 molL1的KCl、KI混合溶液中滴加12滴0.01 molL1 AgNO3溶液，振荡，沉淀呈黄色，说明AgCl的Ksp比AgI的Ksp小题号1245答案6.(1)若把固体TiO2nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25 时，KspFe(OH)32.791039，该温度下反应Fe(OH)33HFe33H2O的平衡常数K_。2011福建理综24(3)(2)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常温下Mg(OH)2的Ksp1.81011，若溶液中c(OH)3.0106 mol/L，则溶液中c(Mg2)_。2010江苏20(1)7(2011天津理综，1
12、0)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。常用的处理方法有两种。方法1：还原沉淀法该法的工艺流程为CrOCr2OCr3Cr(OH)3其中第步存在平衡：2CrO(黄色)2HCr2O(橙色)H2O(1)若平衡体系的pH2，该溶液显_色。(2)能说明第步反应达平衡状态的是_。aCr2O和CrO的浓度相同b2v(Cr2O)v(CrO)c溶液的颜色不变(3)第步中，还原1 mol Cr2O，需要_mol FeSO47H2O。(4)第步生成的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)
13、3的溶度积Kspc(Cr3)c3(OH)1032，要使c(Cr3)降至105 molL1，溶液的pH应调至_。方法2：电解法该法用Fe作电极电解含Cr2O的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀。(5)用Fe作电极的原因为_。(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)_，溶液中同时生成的沉淀还有_。题组一溶解平衡1(2011聊城模拟)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
14、淀物，将促进溶解2下列说法正确的是()A难溶电解质的溶度积Ksp越小，则它的溶解度越小B任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡，溶解度大小都可以用Ksp表示C溶度积常数Ksp与温度有关，温度越高，溶度积越大D升高温度，某沉淀溶解平衡逆向移动，说明它的溶解度是减小的，Ksp也变小3(2011大连模拟)室温时，CaCO3在水中的溶解平衡曲线如图所示，已知：25 其溶度积为2.8109 mol2L2，下列说法不正确的是()Ax数值为2105Bc点时有碳酸钙沉淀生成C加入蒸馏水可使溶液由d点变到a点Db点与d点对应的溶度积相等4已知KspCu(OH)22.21020 mol3L3、KspFe(OH)34.
15、01038 mol4L4，Cu2和Fe3完全生成氢氧化物沉淀时的pH分别为6.7和3.2。现在向pH0、浓度均为0.04 molL1的Cu2、Fe3溶液中加入某一固体，以中和H调节pH(设溶液体积不变)，该过程中Cu2、Fe3的浓度与pH关系正确的是()5在FeS饱和溶液中存在FeS(s)Fe2(ag)S2(ag)，c(Fe2)c(S2)Ksp。常温下Ksp8.11017 mol2L2。(1)理论上FeS的溶解度为_。(2)又知FeS饱和溶液中c(H)与c(S2)之间存在以下限量关系：c2(H)c(S2)1.01022 mol3L3，为了使溶液里c(Fe2)达到1 molL1，现将适量FeS投
16、入其饱和溶液中，应调节溶液中的c(H)为_。题组二沉淀溶解平衡的应用6为除去CuSO4溶液中的Fe2，可以采用的方法是()A直接加碱，调整溶液pH9.6B加纯铜粉，将Fe2还原出来C先将Fe2氧化成Fe3，再调整pH在34D通入硫化氢，使Fe2直接沉淀7(2009广东，18改编)硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是()A温度一定时，Ksp(SrSO4)随c(SO)的增大而减小B三个不同温度中，313 K时Ksp(SrSO4)最大C283 K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液D283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液8已知25 时，几种物质的溶
17、度积常数为AgCl：1.81010 mol2L2；AgBr：7.71013 mol2L2，AgI：8.511016 mol2L2，下列有关说法错误的是()A三种物质在常温下溶解度最小的是AgIB饱和AgCl溶液中，c(Ag)1.34105 molL1C将氯化银置于饱和KI溶液中，固体慢慢会由白色转化为黄色D将浓度均为1106 molL1的AgNO3溶液、KBr溶液等体积混合会生成沉淀题号1234678答案题组三综合探究9金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S，molL1)如图所示。(1)pH3时溶液
18、中铜元素的主要存在形式是_(写化学式)。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3，应该控制溶液的pH为_。A6(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2杂质，_(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是_。(4)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水，生成Cu(NH3)42，写出反应的离子方程式：_。(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：某工业废水中含有Cu2、Pb2、Hg2，最适宜向此工业废水中加入过量的_除去它们(选填序号)。ANaOH BFeS CNa2S学案48难溶电解质的溶解平衡【课前准备区】知识点一1(1)(2)(3)2不变溶解平衡3难溶微溶可
19、溶易溶4(1)cm(Mn)cn(Am)温度(2)知识点二2(1)溶解不变(2)吸热溶解增大知识点三1(1)Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH(2)H2SCu2=CuS2H2(1)CaCO32H=Ca2H2OCO2(2)Mg(OH)22NH=Mg22NH3H2O(4)AgCl2NH3H2O=Ag(NH3)2Cl2H2O3(1)沉淀溶解平衡越大问题思考1不同。式表示难溶电解质AgCl在水溶液中的溶解平衡方程式；式表示强电解质AgCl在水溶液中的电离方程式。2Ksp越大，说明难溶电解质在水中的溶解能力越强；Ksp越小，说明难溶电解质在水中的溶解能力越弱。(说明：两种难溶电解质的组成和结构要相
20、似)3不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1105 molL1时，沉淀已经完全。4由于胃酸的酸性很强，若口服BaCO3，胃酸可与CO反应生成CO2和水，使CO的浓度降低，从而使BaCO3的溶解平衡正向移动，Ba2浓度增大，引起人体中毒：BaCO3(s)Ba2(aq)CO(aq)【课堂活动区】一、1.难溶电解质的溶解度虽然很小，但不可能为零(完全不溶解)，溶液中的离子结合成难溶电解质时，也不可能完全进行到底。故难溶电解质在水中会建立如下平衡：MmAn(s)溶解沉淀mMn(aq)nAm(aq)。勒夏特列原理同样适用于溶解平衡。2对于溶解平衡：AmBn(s)mAn
21、(aq)nBm(aq)，Kspcm(An)cn(Bm)，对于相同类型的物质，Ksp的大小，反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小，也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。与平衡常数一样，Ksp与温度有关。不过温度改变不大时，Ksp变化也不大，常温下的计算可不考虑温度的影响。3(1)内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。(2)外因：浓度：加水冲稀，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。二、(1)由AgCl(s
22、)Ag(aq)Cl(aq)知c(Ag)c(Cl)所以Ksp(AgCl)1.81010 mol2L2c(Ag)c(Cl)c2(Ag)所以c(Ag)1.3105molL1(2)由Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)知KspMg(OH)21.81011 mol3L3c(Mg2)c2(OH)c2(OH)解得c(OH)3.3104molL1所以c(H)3.01011molL1所以pH10.5(3)由KspMg(OH)21.81011 mol3L3c(Mg2)c2(OH)0.01c2(OH)c(OH)4.2105molL1c(H)2.41010molL1所以pH9.6，即当pH9.6时，开始出
23、现Mg(OH)2沉淀。由于一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1105molL1时，沉淀已经完全。故Mg2完全沉淀时有：1105c2(OH)1.81011 mol3L3所以c(OH)1.34103molL1c(H)7.461012 molL1pH11.1典例导悟1C由表知，A正确；因为Ag2S的Ksp小于AgCl，故B正确；由表中溶度积知，AgCl、AgBr、AgI的溶解度在常温时依次减小；由平衡移动理论知D项正确。2Ca点在平衡曲线上，此时溶液中存在溶液平衡，加入Na2SO4会增大SO浓度，平衡左移，Ba2浓度应降低，A项错；d点时溶液不饱和，蒸发溶液，c(SO)、c(Ba2)均增大，B项错；
24、d点表示溶液的QcKsp(BaSO4)，由于Na2CO3溶液浓度大，导致了BaSO4转化为BaCO3。(2)解析相同浓度的CaCl2溶液中的c(Cl)是NaCl溶液中c(Cl)的2倍，因此AgCl在CaCl2溶液中的溶解度是NaCl中的1/2。4C因为AgCl和AgI的结构相似，由Ksp可知AgCl的c(Ag)大于AgI的；AgCl中的c2(Ag)Ksp1.81010，Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO(aq)的Kspc2(Ag)c(CrO)c3(Ag)2.01012，所以Ag2CrO4中c(Ag)大于AgCl中的。5A6(1)2.79103(2)2.0 mol/L解析(1)根据氢氧化铁
25、的平衡常数表达式：KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)，而该反应的平衡常数K的表达式为Kc(Fe3)/c3(H)，又由于25 时水的离子积为KW11014，从而推得KKspFe(OH)3/(KW)3，即K2.791039/(11014)32.79103。(2)常温下Mg(OH)2的Kspc(Mg2)c2(OH)c(Mg2)(3.0106)21.81011，求得c(Mg2)2.0 mol/L。7(1)橙(2)c(3)6(4)5(5)阳极反应为Fe2e=Fe2，提供还原剂Fe2(6)2H2e=H2Fe(OH)3解析(1)平衡体系的pH2时，溶液c(H)较大，平衡2CrO2HCr2OH2O向
26、正反应方向移动，溶液显橙色。(2)反应达到平衡状态时，c(Cr2O)与c(CrO)均不变但不一定相等；达到平衡状态时，有2v正(Cr2O)v逆(CrO)；平衡时，Cr2O和CrO的浓度不变，溶液的颜色不变。(3)Cr2O与Fe2发生氧化还原反应，生成Cr3和Fe3，1 mol Cr2O被还原时，转移6 mol电子，要消耗6 mol FeSO47H2O。(4)由Cr(OH)3的溶度积Kspc(Cr3)c3(OH)1032，则有c(OH)。欲使c(Cr3)降至105 molL1，则应有c(OH) molL1109 molL1。溶液的pHlgc(H)lglg5。(5)铁作阳极发生反应：Fe2e=Fe
27、2，产生还原剂Fe2，可使Cr2O还原成Cr3，最终生成Cr(OH)3沉淀。(6)阴极发生反应：2H2e=H2，溶液中c(H)降低，溶液的pH升高。由于Fe(OH)2极易被氧化生成Fe(OH)3，故溶液中还生成Fe(OH)3沉淀。考点集训1B反应开始时，各离子的浓度没有必然的关系，A项不正确；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，C项不正确；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，D项不正确。2D本题易错选A或B。同类型的难溶电解质Ksp越小，溶解度越小，不同类型的电解质无法由溶度积比较溶解度大小，如CuS与Ag2S，故
28、A错；B选项错在“任何难溶物”，应该是“难溶电解质”。3C根据溶度积数值可以计算出x数值为2105；c点QcKsp，故有沉淀生成；加入蒸馏水后d点各离子浓度都减小，不可能变到a点保持钙离子浓度不变；溶度积只与温度有关，b点与d点对应的溶度积相等。4B5(1)7.92108g(2)1.11103 molL1解析(1)由FeS(s)Fe2S2c(Fe2)molL19109 molL1即1 L水中可溶解9109 mol的FeS由100 gS1 000 g(910988) g所以S7.92108 g(2)c(Fe2)1 molL1，则c(S2) molL18.11017 molL1。又c2(H)c(S
29、2)1.01022 mol3L3，所以c(H) molL1 molL11.11103 molL1。6C要除去溶液中的Fe2，A中pH9.6时，Cu2也沉淀了；B中铜粉不能将Fe2还原出来；D中的Fe2和H2S不反应，故选C。7B温度一定，Ksp(SrSO4)不变，A错误；由题中沉淀溶解平衡曲线可看出，313 K时，c(Sr2)、c(SO)最大，Ksp最大，B正确；a点c(Sr2)小于平衡时c(Sr2)，故未达到饱和，沉淀继续溶解，C不正确；从283 K升温到363 K要析出固体，依然为饱和溶液。8D9(1)Cu2(2)B(3)不能Co2和Ni2沉淀的pH范围相差太小(4)Cu(OH)24NH3H2O=Cu(NH3)422OH4H2O(5)B解析(1)由图可知，在pH3时，溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀。(2)要除去Fe3的同时必须保证Cu2不能沉淀，因此pH应保持在4左右。(3)从图示关系可看出，Co2和Ni2沉淀的pH范围相差太小，操作时无法控制溶液的pH。(4)Cu(OH)2(s)Cu2(aq)2OH(aq)，加入氨水后生成难电离的Cu(NH3)42，促进了Cu(OH)2的溶解。(5)要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使它们转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他离子。