1、第四单元 沉淀溶解平衡第1课时 沉淀溶解平衡原理必备知识自主学习一、沉淀溶解平衡原理 1难溶电解质在水中的溶解性(1)实验探究 实验步骤 实验现象 实验结论 中PbI2_于水 中产生_沉淀 PbI2水溶液中含有_，证明PbI2在水中_ _ 绝对不溶的物质是不存 在的 难溶 黄色 I 有极少量 溶解(2)沉淀溶解平衡的建立 2沉淀溶解平衡(1)含义 在一定的温度下，当_速率和_速率相等时，体系中形成饱和溶液，沉淀 的溶解达到平衡状态。溶解 沉淀(2)特征 3生成难溶电解质的离子反应的限度(1)25时，溶解性与溶解度的关系(2)反应完全的标志 一般情况下，当溶液中剩余离子的浓度小于_时，反应就达到
2、 完全。1105molL1(1)等物质的量的 AgNO3 和 NaCl 混合后，溶液中是不是不存在 Ag和 Cl？提示：不对。难溶电解质存在溶解平衡，生成 AgCl 沉淀后溶液中仍然存在 Ag和 Cl。(2)(情境思考)医院中病人喝的钡餐是用的硫酸钡，而不是碳酸钡，请尝试写出硫酸钡和碳酸钡的溶解平衡表达式。提示：BaSO4(s)Ba2(aq)SO24(aq)；BaCO3(s)Ba2(aq)CO23(aq)。二、溶度积常数 1含义 描述难溶电解质在水中的_的平衡常数称为溶度积常数，简称溶度 积，符号为_。沉淀溶解平衡 Ksp 2表示方法 对MmAn mMnnAm来说Ksp_。cm(Mn)cn(A
3、m)3影响因素 Ksp与难溶电解质的_和_有关，与浓度无关，与沉淀量无关。4意义 溶度积(Ksp)反映了物质在水中的_能力。对同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr、AgI)而言，Ksp越大的难溶电解质在水中的溶解能力越_。性质 温度 溶解 强 5应用 通过比较溶液中有关离子浓度幂的乘积浓度商与溶度积的相对大小，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)浓度商Ksp，溶液过饱和，有_析出，直至溶液_，达到新的平衡。(2)浓度商Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于_。(3)浓度商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
4、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(1)对于：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)H0 的平衡体系，改变条件：a.加热；b.加水；c.加入 AgCl(s)；d.加入 NaCl 晶体。溶解平衡怎样移动？(变化观念与平衡思想)提示：a.升高温度：平衡正向移动，溶解度增大；b.加入水：平衡正向移动；c.加入 AgCl 固体：平衡不移动；d.加入 NaCl 晶体：平衡逆向移动。(2)(情境应用)石灰吟中写道“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间”，熟石灰
5、在水溶液中存在以下平衡：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)中加入少量 Na2CO3 固体能使 c(Ca2)减小，而使 c(OH)增大吗？(变化观念与平衡思想)提示：是。发生反应 Ca2CO23=CaCO3，促使上述平衡向正反应方向进行，c(OH)增大。【典例】Mg(OH)2 固体在水中存在下列溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，欲减少 Mg(OH)2 固体的量，可以加入少量的()ANaOH 固体 BNaCl 固体CNaHSO4 固体DMgSO4 固体【解题指南】沉淀溶解平衡也属于化学平衡，解决本题需要特别注意结合勒夏特列原理。【解析】选 C。欲使 Mg(O
6、H)2 减少，应使平衡右移，NaHSO4 电离产生的 H会使平衡体系中 c(OH)减小，而使沉淀溶解平衡右移，Mg(OH)2 固体的量减小。【母题追问】(1)已知上述平衡 H0，如果升高温度，溶液 pH 如何变化？提示：升高温度平衡正向移动，c(OH)变大，所以 pH 变大。(2)如果向溶液中加入碳酸钠固体，氢氧化镁固体如何变化？提示：加入碳酸钠固体，发生反应 Mg2CO23=MgCO3，Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)平衡正向移动，氢氧化镁固体减少。某牙膏广告中的那句著名的广告语“牙好，嘿！胃口就好。身体倍儿棒，吃嘛嘛香。”可见牙齿与人体健康的密切关系。牙齿表面有一层硬的成分
7、为 Ca5(PO4)3OH 的物质保护，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2(aq)3PO34(aq)OH(aq)。(1)饮用纯净水能否保护牙齿？为什么？提示：不能。饮用纯净水，对 Ca2、OH或 PO34的浓度没有影响，起不到保护牙齿的作用。(2)在牙膏中添加适量的 Ca2或 PO34，能否保护牙齿？为什么？提示：能，牙膏中添加适量的 Ca2或 PO34会促使 Ca5(PO4)3OH 的溶解平衡向左进行，有利于牙齿的保护。(3)已知 Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比 Ca5(PO4)3OH(s)更小，在饮用水、牙膏中加入适量氟化物添加剂，可以防止龋齿，从而起到保护
8、牙齿的作用，请分析原因。提示：在饮用水或牙膏中加入适量氟化物会在牙齿表面生成溶解度更小的Ca5(PO4)3F 而保护牙齿。【加固训练】(2021成都高二检测)除了酸以外，某些盐也能溶解沉淀。利用下表三种试剂进行实验，相关分析不正确的是()编号 分散质 Mg(OH)2 HCl NH4Cl 备注 悬浊液 1 molL1 1 molL1 A.向中加入酚酞显红色，说明物质的“不溶性”是相对的B分别向少量 Mg(OH)2 沉淀中加入适量等体积均能快速彻底溶解C、混合后发生反应：Mg(OH)2(s)2NH4(aq)Mg2(aq)2NH3H2O(aq)D向中加入少量，c(OH)减小，Mg(OH)2 溶解平衡
9、正向移动【解析】选 B。Mg(OH)2 是难溶电解质，在水中有少量的溶解，而且电离出 OH，溶液显弱碱性，所以没有绝对不溶的物质，故 A 正确；Mg(OH)2 沉淀与 HCl 发生中和反应，反应较快；Mg(OH)2 沉淀电离出来的 OH与 NH4Cl 电离的铵根离子结合生成弱电解质，反应较慢，故 B 错误；NH4 能结合 Mg(OH)2 电离出的 OH，生成弱电解质 NH3H2O，所以、混合后发生反应：Mg(OH)2(s)2 NH4(aq)Mg2(aq)2NH3H2O(aq)，故 C 正确；在 Mg(OH)2 的悬浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，所以向
10、中加入少量，c(OH)减小，Mg(OH)2 溶解平衡正向移动，故 D 正确。知识点二 溶度积的应用1比较难溶电解质在水中的溶解能力2判断给定条件下沉淀能否生成或溶解 判断依据 结论 浓度商Ksp 溶液过饱和，有沉淀析出 浓度商Ksp 溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态 浓度商Ksp 溶液未饱和，可以继续溶解 3.有关溶度积(Ksp)的计算(1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度，如 Kspa 的饱和 AgCl 溶液中 c(Ag)a molL1。(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度，如某温度下 AgCl 的 Kspa，在 0.1 molL1 的 NaCl 溶液中加入过量
11、的 AgCl 固体，达到平衡后 c(Ag)10a molL1。(3)计算反应的平衡常数，如对于反应 Cu2(aq)MnS(s)CuS(s)Mn2(aq)，Ksp(MnS)c(Mn2)c(S2)，Ksp(CuS)c(Cu2)c(S2)，而平衡常数 Kc（Mn2）c（Cu2）Ksp（MnS）Ksp（CuS）。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？为什么？(变化观念与平衡思想)提示：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 AgClAgBrAgI；而对于不同类型的物质，则不能直接比较，如 Ksp(AgCl)1.81010，K
12、spMg(OH)25.61012，不能认为 Mg(OH)2 比 AgCl 更难溶，需转化为溶解度进行比较。【典例】已知 Ksp(AgCl)1.561010，Ksp(AgBr)7.71013，Ksp(Ag2CrO4)91011。某溶液中含有 Cl、Br和 CrO24，浓度均为 0.010 molL1，向该溶液中逐滴加入 0.010 molL1 的 AgNO3 溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为()ACl、Br、CrO24 BCrO24、Br、ClCBr、Cl、CrO24DBr、CrO24、Cl【解题指南】解决本题需要注意：(1)Ksp 表达式的书写及计算。(2)沉淀时需要的离子浓度越小，越先
13、开始沉淀。【解析】选 C。根据三种难溶物的溶度积数据，在 Cl、Br和 CrO24的浓度均为0.010 molL1 时，氯离子沉淀时银离子的最小值是 1.561010/0.010 molL11.56108 molL1，溴离子沉淀时银离子的最小值是 7.71013/0.010 molL17.71011 molL1，CrO24沉淀时银离子的最小值是(91011/0.010 molL1)12 3104.5 molL1，沉淀所需银离子浓度小的先沉淀，所以三种离子沉淀的先后顺序是 Br、Cl、CrO24。【母题追问】若溶液中主要含有 I、Cl等离子。取一定量的溶液，向其中滴加 AgNO3 溶液，当 Ag
14、Cl 开始沉淀时，溶液中 c（I）c（Cl）为_。已知 Ksp(AgI)8.51017 提 示：当 AgCl 开 始 沉 淀 时，溶 液 中 c（I）c（Cl）c（I）c（Ag）c（Cl）c（Ag）Ksp（AgI）Ksp（AgCl）8.510171.561010 5.4107。一定温度下，卤化银 AgX(X：Cl、Br、I)的沉淀溶解平衡曲线如图中甲、乙、丙所示。已知 pAglg c(Ag)，pXlg c(X)。下列有关叙述正确的是()A甲、乙、丙三种卤化银的溶度积 Ksp 依次增大B甲一定是 AgI 的沉淀溶解平衡曲线C对三种卤化银而言，a 点均为饱和溶液Db、c 两点均达到溶解平衡状态，且
15、溶液中 c(Ag)c(X)【解析】选 C。根据题目信息中对于 pAg 和 pX 的定义可知，各点的坐标值越大，则其对应的离子浓度越小，根据图像信息可知，甲、乙、丙三种卤化银的溶度积Ksp 依次减小，故甲、乙、丙分别为 AgCl、AgBr、AgI 的沉淀溶解平衡曲线，A项、B 项错误；a 点坐标值小，对三种卤化银而言，离子浓度较大，均达到饱和状态，C 项正确；甲、乙、丙三条线上的点对于 AgCl、AgBr、AgI 而言，均达到溶解平衡状态，但 c 点的 c(Ag)Ksp 时有沉淀生成，QcKsp 为饱和溶液，当 QcKsp 无沉淀生成。课堂检测素养达标1一定温度下，在 Ba(OH)2 的悬浊液中
16、，存在 Ba(OH)2 固体与其电离的离子间的溶解平衡关系：Ba(OH)2(s)Ba2(aq)2OH(aq)，向此体系中再加入少量的BaO 粉末，如果保持温度不变，则下列说法正确的是()Ac(Ba2)增大 B溶液中 Ba2数目减少C溶液 pH 减小D溶液 pH 增大【解析】选 B。Ba(OH)2(s)Ba2(aq)2OH(aq)，加入少量的 BaO 粉末，BaO与 H2O 反应消耗了水，溶液中有部分沉淀析出，且溶液仍为饱和溶液，c(Ba2)、c(OH)、pH 均不变。2难溶盐 CaCO3 在下列溶液中溶解度最大的是()A0.1 molL1 CH3COOHB0.10 molL1CaSO4C纯水D
17、1.0 molL1Na2CO3【解析】选 A。CaCO3(s)Ca2(aq)CO23(aq)，B、D 分别使溶液中 Ca2、CO23浓度增大，沉淀溶解平衡逆向移动，CaCO3 溶解度减小；加水可使 CaCO3溶解量增多，但溶解度不变；加入 CH3COOH 后 CO232CH3COOH=2CH3COOCO2H2O，使溶液中 CO23浓度减小，沉淀溶解平衡正向移动，CaCO3 溶解度增大。3已知 25 时，AgCl 的溶度积 Ksp1.81010，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BAgNO3 溶液与 NaCl 溶液混合后的溶液中，一定有 c(Ag)c(Cl
18、)C温度一定时，当溶液中 c(Ag)c(Cl)Ksp 时，此溶液中必有 AgCl 的沉淀析出DKsp(AgI)Ksp(AgCl)，所以 S(AgI)Ksp(CuS)，所以 ZnS 沉淀在一定条件下可转化为 CuS 沉淀C其他条件不变，离子浓度改变时，Ksp 不变D两种难溶电解质作比较时，Ksp 小的溶解度一定小【解析】选 D。溶度积常数只与电解质本身的性质和温度有关，A 正确；由于Ksp(ZnS)Ksp(CuS)，在 ZnS 饱和溶液中加入含 Cu2的溶液，可生成 CuS 沉淀，B正确；难溶物确定时，Ksp 只受温度的影响，与浓度无关，C 正确；对于阴、阳离子的个数比相同即同一类型的难溶电解质
19、，Ksp 的数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强，即溶解度越大，对于阴、阳离子的个数比不同即不同类型的难溶电解质，不能直接用 Ksp 的大小比较它们的溶解度，必须通过计算进行比较，D错误。4已知：Ksp(CaSO4)7.1105，Ksp(CaCO3)5.0109。室温下，反应 CaSO4(s)CO23(aq)CaCO3(s)SO24(aq)达到平衡时，下列说法错误的是()ACaCO3 的质量不再变化B溶液中c（SO24）c（CO23）1.42104C增加溶液中 CO23的浓度，平衡右移D加入少量盐酸，CO23的浓度一定减小【解析】选 D。A 项，沉淀溶解达到平衡后，v 沉淀v 溶解，各离子
20、浓度不变，固体质量不变，所以 CaCO3 的质量不变，正确；B 项，溶液中c（SO24）c（CO23）c（SO24）c（Ca2）c（CO23）c（Ca2）Ksp（CaSO4）Ksp（CaCO3）7.11055.0109 1.42104，正确；增加溶液中 CO23的浓度，平衡向减弱这种改变的方向进行，即正向进行，故 C 正确；D 项，加入少量盐酸，但溶液中 SO24浓度不变，由于c（SO24）c（CO23）1.42104，故 c(CO23)也不变，错误。【加固训练】(2021衡阳高二检测)已知 25 时，电离常数 Ka(HF)3.6104，溶度积常数Ksp(CaF2)1.461010。现向 1
21、L 0.2 molL1 HF 溶液中加入 1 L 0.2 molL1 CaCl2溶液，则下列说法中正确的是()A25 时，0.1molL1 HF 溶液的 pH1BKsp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化C该体系中 Ksp(CaF2)1Ka（HF）D该体系中有 CaF2 沉淀产生【解析】选 D。氟化氢为弱酸，在水溶液中不能完全电离，则 25时，0.1 molL1 HF 溶液的 pH1，A 错误；Ksp 只与温度有关，则 Ksp(CaF2)只是温度的函数，与浓度无关，B 错误；温度不变时，电离常数和溶度积常数均不变，Ka(HF)3.6104，Ksp(CaF2)1.461010，Ka(HF)Ksp
22、(CaF2)1，C 错误；两溶液混合后，钙离子浓度为 0.1 molL1，c(F)Ka（HF）c（HF）6103 molL1，则 c2(F)c(Ca2)(6103)20.13.6106Ksp(CaF2)，说明沉淀生成，D 正确。5t 时，已知：Ksp(AgCl)1010，Ag2CrO4 的沉淀溶解平衡曲线如图所示，则下列说法正确的是()At 时，Ag2CrO4 的 Ksp 数量级为 109B无法计算 Y 点与 Z 点的 KspCAg2CrO4(s)2Cl(aq)2AgCl(s)CrO24(aq)的平衡常数：K108D在饱和 Ag2CrO4 溶液中加入 K2CrO4，可使溶液由 Y 点变到 X
23、点最终变到 Z点【解析】选 C。A 项，曲线上的点满足沉淀溶解平衡，Ag2CrO4 的沉淀溶解平衡为 Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO24(aq)，则 Kspc2(Ag)c(CrO24)(103)21061012，错误；B 项，沉淀溶解平衡曲线上任何一点的 Ksp 均相同，所以 Y点与 Z 点的 Ksp 相同，均为 Ksp1012，错误；C 项，Ag2CrO4(s)2Cl(aq)2AgCl(s)CrO 24(aq)的平衡常数 Kc（CrO24）c2（Cl）Ksp（Ag2CrO4）K2sp（AgCl）1012（1010）2 108，正确；D 项，在饱和 Ag2CrO4 溶液中加入 K2C
24、rO4，c(CrO24)增大，c(Ag)减小，但仍为饱和溶液，点仍在曲线上，所以在饱和 Ag2CrO4 溶液中加入 K2CrO4，不能使溶液由 Y 点变为 X 点，错误。6在 0.10 molL1 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 pH8 时，c(Cu2)_molL1(KspCu(OH)22.21020)。若在 0.1 molL1 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_molL1。【解析】pH8 时，c(OH)106 molL1，由氢氧化铜的溶度积常数可知：Ksp2.210201012c(Cu2)，得
25、 c(Cu2)2.2108 molL1；使 Cu2沉淀完全，已知 c(Cu2)0.1 molL1，根据反应关系式：Cu22H得 c(H)0.2 molL1。答案：2.2108 0.2素养新思维7痛风是以关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病。关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠(NaUr)晶体，有关平衡如下：HUr(尿酸，aq)Ur(尿酸根，aq)H(aq)(37时，Ka4.0106)NaUr(s)Ur(aq)Na(aq)(1)37时，1.0 L 水中最多可溶解 8.0103mol 尿酸钠，此温度下尿酸钠的 Ksp为_。(2)关节炎发作多在脚趾和手指的关节处，这说明温度降低时，尿酸钠
26、的Ksp_(填“增大”“减小”或“不变”)，生成尿酸钠晶体的反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。(3)37时，某尿酸结石病人尿液中尿酸分子和尿酸根离子的总浓度为 2.0103molL1，其中尿酸分子的浓度为 5.0104molL1，该病人尿液的 c(H)为_，pH_7(填“”“”或“”)。【解析】(1)尿酸钠的 Kspc(Na)c(Ur)8.01038.01036.4105。(2)由题给信息，关节炎是因为形成了尿酸钠晶体，说明反应的平衡向逆反应方向移动，Ksp 减小。温度降低，平衡逆向移动，说明生成尿酸钠晶体的反应是放热反应。(3)c(HUr)5.0104molL1，c(Ur)2.0103molL15.0104molL11.5103molL1，根据：Kac（H）c（Ur）c（HUr），c(H)4.01065.01041.5103molL11.33106molL1。答案：(1)6.4105(2)减小 放热(3)1.33106molL1