1、第3节沉淀溶解平衡目标与素养：1.了解沉淀溶解平衡的建立过程及特点。(变化观念与平衡思想)2.理解溶度积的概念，能用溶度积规则判断沉淀的产生和溶解。(证据推理)3.能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成和转化进行分析，并能解释一些生活问题。(科学探究)1沉淀溶解平衡与溶度积(1)溶解平衡状态定义：在一定温度下的水溶液里，沉淀溶解速率和离子生成沉淀速率相等，固体的量和溶液中各离子浓度不再改变时的状态。表示方法：如PbI2的沉淀溶解平衡可表示为PbI2(s)Pb2(aq)2I(aq)。特点：沉淀溶解平衡符合化学平衡的特点。“动”动态平衡。“等”离子生成沉淀速率和沉淀溶解速率相等。“定”沉淀的量及
2、溶液中离子浓度保持不变。“变”条件改变，平衡发生移动。(2)溶度积定义：沉淀溶解平衡的平衡常数叫溶度积常数或溶度积，通常用符号Ksp来表示。表达式：当难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时，建立沉淀溶解平衡：AmBn(s)mAn(aq)nBm(aq)，其溶度积的表达式为KspAnmBmn。影响因素：Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关。意义：Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。微点拨：(1)溶液中离子浓度的变化只能使平衡发生移动，并不改变溶度积。(2)Ksp与溶解度(S)都可用来
3、表示物质的溶解能力，但是Ksp小的物质溶解度不一定也小。2沉淀的溶解与生成(1)原理：通过改变条件使溶解平衡移动，最终使溶液中的离子转化为沉淀或沉淀转化为溶液中的离子。(2)判断：在难溶电解质溶液中，当QKsp时，就会有沉淀生成。当QKsp时，处于平衡状态。当QKsp时，就会使沉淀溶解。(3)应用利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。用来解释某些生活现象。如溶洞中石笋、钟乳石的形成，所涉及的化学反应有CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2CaCO3H2OCO2。3沉淀的转化(1)实质：是沉淀溶解平衡的移动。(2)特点通常一种沉淀可以转化为另一种更难溶的沉淀。两种难
4、溶物的溶解能力差别越大，越容易转化。(3)应用除去废水中的Cu2、Hg2、Pb2等，常用FeS、MnS等难溶物作沉淀剂。如可用FeS等难溶杂质作为沉淀剂除去废水中的重金属离子Hg2，沉淀转化反应为FeS(s)Hg2(aq)Fe2(aq)HgS(s)。微点拨：沉淀转化虽然是利用的沉淀溶解平衡的移动，但是因为沉淀能够完全转化，所以反应方程式用“=”，不用“”。1判断对错(对的在括号内打“”，错的在括号内打“”。)(1)当溶液中阴、阳离子浓度相等时，沉淀溶解达到平衡状态。()(2)外界条件发生变化，沉淀溶解平衡不一定发生移动。()(3)Ksp越大的难溶物其溶解能力越强。()(4)难溶物只能转化为溶解
5、度更小的物质。()(5)加热时，沉淀溶解平衡一定向沉淀溶解的方向移动。()提示(1)溶液中阴、阳离子浓度相等时，沉淀溶解不一定达到平衡状态。(2)(3)同种类型的难溶电解质Ksp越小，溶解度越小。(4)当QKsp时，难溶物可以转化为溶解度更大的物质。(5)升高温度，沉淀溶解平衡向吸热方向移动，但有些沉淀溶解时放热，如Ca(OH)2。2下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的是()热纯碱溶液洗涤油污的能力强误将钡盐BaCl2、Ba(NO3)2当作食盐食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒溶洞的形成碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能泡沫灭火器灭火ABCD全部A利用的是水解原理，利用两种离子水解
6、的相互促进作用，体现的均是沉淀溶解平衡原理。3在含有Mg(OH)2沉淀的饱和溶液中加入固体NH4Cl后，则Mg(OH)2沉淀()A溶解 B增多 C不变D无法判断AMg(OH)2沉淀的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，加入NH4Cl固体后，NHOH=NH3H2O，使OH减小，平衡正向移动。外界条件对沉淀溶解平衡的影响影响因素平衡移动方向Ksp变化温度升高温度向吸热方向移动，多数为溶解方向多数增大降低温度向放热方向移动，多数为沉淀方向多数减小浓度加水向溶解方向移动不变加入相同离子向生成沉淀方向移动不变加入与体系中离子发生反应的离子向溶解方向移动不变【例1
7、】把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)。下列叙述正确的是()A给溶液加热，溶液的pH升高B恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高C向溶液中加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2固体增多D向溶液中加入少量的NaOH固体，Ca(OH)2固体增多DA项，加热时Ca(OH)2溶解度减小，平衡逆向移动，OH减小，pH减小；B项，CaOH2O=Ca(OH)2，由于保持恒温，Ca(OH)2溶解度不变，OH不变，因此pH不变；C项，COCa2=CaCO3，使平衡正向移动，Ca(OH)2固体减少；D项，加入NaOH固体时，OH增大，平衡逆向移动，因此Ca
8、(OH)2固体增多。(1)温度升高，难溶电解质的溶解度都增大吗？(2)在相同温度下，Ca(OH)2在水中和在NaOH溶液中的溶解度相同吗？答案(1)不是。大多数难溶电解质的溶解度随温度升高而增大，但是有些物质，如氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低。(2)不相同。由于NaOH中的OH对Ca(OH)2的溶解起到抑制作用，因此Ca(OH)2在NaOH中的溶解度小于在水中的溶解度。已知常温下，AgCl的Ksp1.81010 mol2L2，AgBr的Ksp5.01013 mol2L2。现向AgCl的悬浊液中：(1)加入AgNO3固体，则Cl_(填“变大”“变小”或“不变”，下同)；(2)若改加更多的AgC
9、l固体，则Ag_；(3)若改加更多的KBr固体，则Ag_；Cl_。解析向AgCl悬浊液中加AgNO3固体，会增大Ag，使Cl下降；加AgCl固体，Ag、Cl都不会改变；若加KBr，因AgBr的Ksp小于AgCl的Ksp，会使AgCl转化为AgBr，Ag下降，Cl增大。答案(1)变小(2)不变(3)变小变大溶度积及其应用1利用Ksp比较难溶电解质的溶解度的大小：相同温度下，同种类型的难溶电解质，Ksp越大，溶解能力越强。2利用Ksp判断沉淀的溶解与生成：定义难溶电解质溶液中有关离子浓度幂的乘积(浓度商)为Q。通过比较Ksp和Q的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下能否溶解。Q与Ksp关系溶液
10、性质有无沉淀析出QKsp过饱和有沉淀析出QKsp饱和沉淀溶解平衡QKsp不饱和无沉淀析出3.由Ksp计算溶液中某离子的浓度：Ksp是难溶电解质在水溶液中达到饱和后各离子浓度的关系，在某难溶电解质的溶液中，若已知其中一种离子的浓度，就可以根据Ksp计算另一种离子的浓度。微观探析：Ksp应用易错3点(1)判断溶解度大小：阴、阳离子比值相同的根据Ksp大小判断，阴、阳离子比值不同的根据Ksp计算出离子浓度判断。(2)沉淀快慢：同一溶液可能产生多种沉淀时，不一定Ksp小的最先沉淀，如向含有Br、I的溶液中滴加AgNO3，不一定I先沉淀，与Br、I的浓度也有关。(3)难溶碱pH的计算：难溶碱根据Ksp计
11、算pH时，利用Ksp先计算出OH，再求pH。【例2】常温下，Ksp(CaSO4)9106 mol2L2，常温下CaSO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图。下列说法不正确的是()ACaSO4溶解在水中，Ca2SO3103 molL1B在d点溶液中加入一定量的CaCl2可能会有沉淀析出Ca点对应的Ksp等于c点对应的KspDb点将有沉淀生成，平衡后溶液中SO等于3103 molL1DCaSO4溶解在水中形成的是饱和溶液，存在Ca2SOKsp，所以Ca2SO3103 molL1，A对；d点与c点相比较，SO浓度相同，Ca2浓度较c点小，所以溶液未达到饱和，加入CaCl2后，如果Ca2SOKsp就有可
12、能有沉淀析出，B对；a点和c点在同一条线上，所以Ksp相等，C对；b点与c点相比较，SO浓度相同，Ca2浓度偏大，相当于在CaSO4的平衡中增大Ca2浓度，平衡向生成沉淀方向进行，且Ca2浓度大于SO浓度，D错。(1)由a点到c点可以采取的措施为_。(2)向CaSO4悬浊液中加入Na2CO3，CaSO4的沉淀溶解平衡移动方向为_(填“正向”“逆向”或“不移动”)。解析(1)向溶液中加入Na2SO4固体。由a点到c点Ca2浓度减小，SO浓度增大，所以可以向a点的溶液中加入Na2SO4固体。(2)因为CaSO4微溶，CaCO3难溶，向CaSO4悬浊液中加入Na2CO3，CaSO4转化为CaCO3，
13、所以CaSO4的沉淀溶解平衡向正反应方向移动。答案(1)加入Na2SO4固体(2)正向1一定温度下，在100 mL 0.01 molL1的KCl溶液中，加入1 mL 0.01 molL1的AgNO3溶液，下列说法正确的是(该温度下AgCl的Ksp1.81010 mol2L2)()A有AgCl沉淀析出B无AgCl沉淀析出C无法确定是否有沉淀析出D有沉淀析出但不是AgCl沉淀A由于Qc(Ag)c(Cl) molL10.01 molL11106mol2L2Ksp，故应有AgCl沉淀析出。2已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp5.61012mol3L3，取适量的MgCl2溶液，加入一定量
14、的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡，测得pH13.0，则下列说法不正确的是()A所得溶液中的H1013molL1B所得溶液中由水电离出的OH1013molL1C所加烧碱溶液的pH13.0D所得溶液中的Mg25.61010molL1CpH13.0，即所得溶液中的H1013molL1，故A项正确；溶液呈碱性，水的电离被抑制，所得溶液中由水电离产生的OHH1013molL1，故B项正确；所加烧碱溶液的pH大于13.0，故C项错误；所得溶液中的Mg2molL15.61010molL1，故D项正确。125 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固体，下列
15、说法正确的是()A溶液中Pb2和I的浓度都增大B溶度积常数Ksp增大C沉淀溶解平衡向右移动D溶液中Pb2的浓度减小D加入KI固体时，溶液中I增大，使PbI2的沉淀溶解平衡逆向移动，因此溶液中Pb2减小，但由于溶液的温度未发生改变，故PbI2的溶度积常数Ksp不变。2已知CaCO3的Ksp2.8109mol2L2，现将浓度为2104 molL1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所用CaCl2溶液的浓度至少应大于()A2.8102molL1B1.4105molL1C2.8105molL1D5.6105molL1D由沉淀形成的条件可知，要产生沉淀必须满足Qc(Ca2)c(
16、CO)2.8109mol2L2，因两种溶液等体积混合后CO1104molL1，故混合后溶液中Ca2应大于2.8105molL1，则混合前CaCl2至少应大于5.6105molL1。3向ZnSO4溶液中加入Na2S溶液，得到白色沉淀，然后向白色沉淀中滴加CuSO4溶液，发现沉淀变为黑色，则下列说法不正确的是()A白色沉淀为ZnS，黑色沉淀为CuSB上述现象说明ZnS的Ksp小于CuS的KspC利用该原理可实现一种沉淀转化为更难溶的沉淀D该过程破坏了ZnS的溶解平衡B由题意可知ZnS转化为CuS，则Ksp(ZnS)Ksp(CuS)。4某温度时，Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列
17、说法正确的是()A含有大量SO的溶液中肯定不存在AgB该温度下，Ag2SO4的溶度积常数(Ksp)为1103 mol3L3C该温度下，0.02 molL1的AgNO3溶液与0.2 molL1的Na2SO4溶液等体积混合，不会生成沉淀Da点可能表示Ag2SO4的饱和溶液CAg2SO4在水溶液中存在溶解平衡：Ag2SO4(s)2Ag(aq)SO(aq)，含有大量SO的溶液中仍可存在极少量的Ag，故A项不正确；曲线上的b点是溶解平衡点，此点处Ag2102molL1，SO5102molL1，根据KspAg2SO(2102molL1)25102molL12105mol3L3，故B项正确；由于Q(0.01
18、 molL1)20.1 molL11105mol3L3Ksp，故两种溶液等体积混合后不会生成Ag2SO4沉淀，C项正确；由于a点处Q(2102molL1)21102molL14106mol3L3Ksp，即溶液未达到饱和状态，故D项不正确。5含有Cl、Br、I的某溶液中三种离子的浓度均为0.1 molL1，已知AgCl、AgBr、AgI的溶度积分别为1.61010mol2L2、4.11015mol2L2、1.51016mol2L2，现向该溶液中逐滴加入AgNO3溶液，回答下列问题：(1)首先析出的沉淀是_，析出沉淀的离子方程式为_，用沉淀溶解平衡理论解释首先析出此沉淀的原因：_。(2)最后析出的沉淀是_，析出沉淀的离子方程式为_。解析(1)由于AgI的Ksp最小，故先析出AgI沉淀。(2)由于AgCl的Ksp最大，故加入AgNO3溶液后，先析出AgI，再析出AgBr，最后析出AgCl。答案(1)AgIAgI=AgIAgI的Ksp最小，使溶解平衡AgI(s)Ag(aq)I(aq)向左移，所需Ag最小(2)AgClAgCl=AgCl