1、第3节沉淀溶解平衡基础课时19沉淀溶解平衡学习任务1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，了解沉淀溶解平衡的建立过程，能运用化学平衡理论描述溶解平衡。培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。2知道溶度积常数，能运用溶度积规则判断沉淀的产生、溶解；认识沉淀溶解平衡在生产生活中的应用。养成解决实际问题的能力，培养科学态度与社会责任的化学核心素养。一、沉淀溶解平衡与溶度积1溶解平衡状态(1)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。(2)表示方法：如PbI2的沉淀溶解平衡可表示为PbI2(s)Pb2(aq)2I(aq)。(3)特
2、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(1)定义：沉淀溶解平衡的平衡常数叫作溶度积常数或溶度积，通常用Ksp来表示。(2)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Kspc(An)c(Bm)。(3)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。(4)意义：Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解程度。通常，对于相同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr和AgI
3、)，Ksp越大，难溶电解质在水中的溶解程度就越高。(正确的打“”，错误的打“”)(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越大的难溶电解质在水中的溶解程度越高。()(4)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)对于相同类型的难溶电解质，Ksp越大，难溶电解质在水中的溶解程度越高。(4)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。二、沉淀溶解平衡的应用1沉淀的溶解与生成(1)原理：通过改
4、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。2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更难溶的沉淀。两种难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、
5、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)BaCO3和BaSO4都难溶于水，在医学上常用BaSO4作钡餐透视，而不能用BaCO3的原因是什么？(2)家用水壶、暖水瓶里长了水垢，将醋倒入壶中烧煮，可以有效去除水垢。水垢的主要成分是碳酸钙、氢氧化镁等，如何形成的？ 将醋倒入壶中烧煮，可以有效去除水垢。原理是什么？提示：(1)原因是BaCO3能溶于胃酸(主要成分为盐酸)，反应
6、原理为BaCO3(s)Ba2(aq)CO(aq)；CO2HCO2H2O。可见，胃酸消耗CO，使溶液中CO的浓度降低，则QKsp，从而使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使Ba2浓度增大而引起人体重金属中毒。(2)水垢的形成：水中溶解的碳酸氢镁和碳酸氢钙等，在沸腾的水里分解，释放出二氧化碳，变成难溶解的碳酸钙沉淀，持续加热可以使水中部分溶解的MgCO3转化为更难溶的Mg(OH)2。难溶解的沉淀能溶于醋酸可以有效去除水垢，如2CH3COOHCaCO3=(CH3COO)2CaH2OCO2。沉淀溶解平衡的影响因素及Ksp的应用影响PbI2(s)Pb2(aq)2I(aq)平衡的因素：1你预测一下将观察到
7、什么现象？提示：产生黄色沉淀。2影响沉淀溶解平衡的外界因素有哪些？提示：温度、离子浓度。3请你用平衡移动的理论和Ksp与Q之间的关系，解释你的预测。提示：平衡移动理论方面：滴加KI浓溶液，I的浓度增大，使平衡PbI2(s)Pb2(aq)2I(aq)向左移动，产生PbI2沉淀。利用Ksp与Q之间的关系：Kspc平(Pb2)c(I)，滴加KI浓溶液，I的浓度增大，QKsp，平衡向左移动，产生PbI2固体。1沉淀溶解平衡的影响因素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
8、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2溶度积(Ksp)的应用(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，溶解程度就越高。(2)利用Ksp和Q判断沉淀的溶解与生成；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。【例1
9、】CaSO4有很多用途，例如制豆腐就用到石膏(主要成分是CaSO4)，CaSO4微溶于水，溶于水的部分可以形成CaSO4饱和溶液，其饱和溶液中存在平衡：CaSO4(s)Ca2(aq)SO(aq)，分别采取下列措施，能使溶液中c(Ca2)增大的是()A降温B加入CaSO4C加入BaCl2 D加水C降温时溶解度减小，钙离子浓度减小，故A错误；CaSO4饱和溶液中再加入硫酸钙，不再溶解，钙离子浓度不变，故B错误；加入BaCl2时，钡离子与硫酸根离子生成更难溶的硫酸钡沉淀，平衡正向移动，钙离子浓度增大，故C正确；加水稀释时，钙离子浓度减小，故D错误。 借题发挥(1)降温时该平衡的Ksp如何变化？(2)
10、加水时该平衡的Ksp如何变化？提示：(1)减小。(2)不变。Ksp只受温度影响，温度不变，Ksp不变。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c(I)增大，使PbI2的沉淀溶解平衡逆向移动，因此溶液中c(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：25 时，CaCO3的Ksp2.8109 mol2L2，现将浓度为2104 molL1的Na2CO3溶
11、液与某浓度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()A2.8102 molL1 B5.6105 molL1C2.8105 molL1 D1.4105 molL1BNa2CO3溶液的浓度为2104 molL1，与某浓度CaCl2溶液等体积混合后溶液中c平(CO)1104 molL1，根据Kspc平(CO)c平(Ca2)2.8109 mol2L2可知，若要产生沉淀，混合后溶液中c平(Ca2) molL12.8105 molL1，故将溶液等体积混合前，原CaCl2溶液的最小浓度为22.8105 molL15.6105 molL1，故B正确。3已知Ksp(AgCl
12、)1.561010 mol2L2，Ksp(AgBr)7.71013 mol2L2，Ksp(Ag2CrO4)91011 mol3L3。某溶液中含有Cl、Br和CrO，浓度均为0.01 molL1，向该溶液中逐滴加入0.01 molL1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为 ()ACl、Br、CrO BCrO、Br、ClCBr、Cl、CrO DBr、CrO、ClC设Cl、Br、CrO刚开始产生沉淀时，银离子的浓度分别为x molL1、y molL1、z molL1，滴加少量AgNO3溶液时，对原溶液中阴离子浓度几乎无影响，则根据Ksp可得：0.01x1.561010，0.01y7.71
13、013，0.01z291011，可分别解出x1.56108，y7.71011，z3104.5，可知yxKsp。(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液，此时Q2105molL1，即相当于增大c平(Ca2)，平衡左移，有CaCO3生成，B正确；d点为饱和溶液，加入蒸馏水后，则二者浓度都减小，故不可能使溶液由d点变成a点，C错误；b点与d点在相同的温度下，溶度积相等，D正确。借题发挥(1)B项c点改为a点是否正确？(2)升温能否使溶液由d点变到c点？提示：(1)不正确。a点在曲线下面，为不饱和溶液，无沉淀生成。(2)不能。升温CaCO3的溶度积增大，c平(Ca2)、c平(CO)都增大。1已知t 时，K
14、sp(AgCl)41010mol2L2，该温度下AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是()A.图中a点对应的是t 时AgBr的不饱和溶液B向AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点变为b点Ct 时，AgBr的Ksp为4.91013mol2L2Dt 时，AgCl(s)Br(aq)AgBr(s)Cl(aq)的平衡常数K816B由t 时AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线可知，a点对应的是AgBr的不饱和溶液，A项正确；在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体时，可促使平衡：Ag(aq)Br(aq)AgBr(s)正向移动，c平(Ag)减小，B项错误；由图中数据确定AgBr的K
15、sp71077107 mol2L24.91013mol2L2，C项正确；该反应的平衡常数K816，D项正确。2已知25 时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100 mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400 mL 0.01 molL1的Na2SO4溶液，针对此过程的下列叙述正确的是 ()A溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中c(SO)较原来大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)较原来大D由题图可知该条件下CaSO4的溶度积常数Ksp9.0106
16、mol2L2，饱和溶液中c平(Ca2)c平(SO)3.0103 molL1，加入400 mL 0.01 molL1的Na2SO4溶液，溶液体积变为500 mL，c(Ca2)6.0104 molL1，c(SO)8.6103 molL1，所以此时c(Ca2)c(SO)5.16106 mol2L23.0103 molL1，D正确。3化学上常认为残留在溶液中的离子浓度1105 molL1时，沉淀就已达完全。已知：常温下KspM(OH)211021 mol3L3。则溶液中M2沉淀完全时的pH最小值为()A7B4C5D6DKspM(OH)2c平(M2)c(OH)11021 mol3L3，当M2沉淀完全时c
17、平(M2)1105 molL1，c平(OH) molL11108 molL1，常温下c平(H) molL11106 molL1，pH6，D正确。1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ABC D全部A利用的是水解原理，利用两种离子水解的相互促进作用，体现的均是沉淀溶解平衡原理。225 时，已知Ksp(AgCl)1.81010mol2L2，Ksp(AgBr)7.81013mol2L2。现向等浓度NaCl和NaBr的混合溶
18、液中逐滴加入稀AgNO3溶液，先沉淀的是()AAgCl BAgBrC同时沉淀 D无法判断B由于25 时，Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)，向等浓度的NaCl和NaBr混合溶液中逐滴加入稀AgNO3溶液，先达到AgBr的溶度积，故先析出AgBr沉淀，B项正确。3(双选)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，c平(Ca2)c平(SO)3103 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大于c点对应的KspDb点将有沉淀生成，平衡后溶液中c平(SO)
19、等于3103 molL1CDCaSO4溶解在水中形成的是饱和溶液，存在c平(Ca2)c平(SO)Ksp，所以c平(Ca2)c平(SO)3103 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c(Ca2)c(SO)Ksp就有可能有沉淀析出，B对；a点和c点在同一条线上，所以Ksp相等，C错误；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错误。4根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：(1)在Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)
20、2CO3溶液后过滤，若测得滤液中c平(CO)103molL1，则Ca2是否沉淀完全？_(填“是”或“否”)。已知c平(Ca2)105molL1时可视为沉淀完全；Ksp(CaCO3)4.96109mol2L2(2)25 时，Mg(OH)2饱和溶液_(填“能”或“不能”)使石蕊溶液变蓝色。(已知KspMg(OH)24.01012mol3L3，lg 50.7)(3)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，该浓缩液中主要含有I、Cl等离子。取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中为_。已知Ksp(AgCl)1.81010mol2L2，Ksp(AgI)8.51017mol2L2解析(1)根据Ksp(CaCO3)c平(Ca2)c平(CO)4.96109mol2L2，得c平(Ca2)molL14.96106molL1105molL1，可视为沉淀完全。(2)设Mg(OH)2饱和溶液的物质的量浓度为x molL1，则4x34.01012，x1.0104，c平(OH)2.0104molL1，c平(H)molL151011molL1，pHlg(51011)11lg 510.3。所以能使石蕊溶液变蓝色。(3)当AgCl开始沉淀时，溶液中4.7107。答案(1)是(2)能(3)4.7107