1、第3节 沉淀溶解平衡 一、沉淀溶解平衡 1.实验探究 在装有少量难溶的PbI2黄色固体的试管中,加入约3 mL蒸馏水,充分振荡后 静置。(1)若在上层清液中滴加浓的KI溶液,观察到的现象是_ _。(2)由上述实验得出的结论是_ _。必备知识素养奠基 上层清液中出现黄色 沉淀 原上层清液中含有Pb2+,PbI2在水中存在溶解 平衡 2.概念 在一定温度下,沉淀_的速率等于_的速率,固 体的质量和溶液中各离子的浓度_的状态叫作沉淀溶解平衡。3.表示方法 PbI2沉淀溶解平衡可表示为PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)。溶解成离子 离子重新结合成沉淀 保持不变【巧判断】(1)电解质的溶解开
2、始后,只有电解质的溶解过程,没有电解质的析出过程。()提示:。电解质溶解开始后,离子就已开始结合析出,只不过是析出速率小于溶解速率。(2)沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的各离子浓度相等,且保持不变。()提示:。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。二、溶度积 1.概念 在一定温度下,沉淀达到溶解平衡后的溶液为_溶液,其离子浓度_ _,溶液中各离子浓度幂之积为常数,叫作_或_,用_ 表示。饱和 不再发生 变化 溶度积常数 溶度积 Ksp 2.表达式(1)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)Ksp=_;(2)Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)K
3、sp=_;(3)AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)Ksp=_。33cFecOH平平（）（）mnnmcAcB平平（）（）c平(Ag+)c平(Cl-)3.影响因素 溶度积常数只与_有关,与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。难溶电解质的性质和温度【微思考】不同类型的物质,Ksp数值差别较小时,能不能用Ksp直接作为难溶电解质在水中溶解能力的判断依据?提示:不同类型的物质,Ksp数值差别较小时,不能用Ksp直接作为判断的依据,如AgCl的Ksp为1.810-10 mol2L-2,Mg(OH)2的Ksp为1.810-11 mol3L-3,虽然Mg(OH)2的Ksp更小,但Mg(OH)2的溶解
4、能力大于AgCl的溶解能力。三、沉淀溶解平衡的应用 1.沉淀的溶解与生成(1)溶度积规则(浓度商Q与Ksp的关系)Q _ Ksp 溶液中的离子生成沉淀,直至平衡。Q _ Ksp 沉淀溶解与离子生成沉淀处于平衡状态。Q _ Ksp 若体系中有足量固体,则固体溶解,直至平衡。=(2)应用。作“钡餐”用_而不用BaCO3 误服可溶性钡盐可用_溶液洗胃 石笋、钟乳石和石柱的形成,涉及的化学反应有 _,_。珊瑚的形成 _ 3HCOBaSO4 5%的Na2SO4 CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO2 Ca2+2 CaCO3+CO2+H2O【微思考】
5、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?提示:原因是BaCO3能溶于胃酸(主要成分为盐酸),反应原理为BaCO3(s)Ba2+(aq)+(aq);+2H+CO2+H2O。可见,胃酸消耗 ,使溶液中 的浓度降低,则Q0,当改变外界条件时,其对溶解平衡的影响如下表所示:条件改变移动方向c平(Mg2+)c平(OH-)加水正向移动不变不变升温正向移动增大增大加MgCl2(s)逆向移动增大减小加盐酸正向移动增大减小加NaOH(s)逆向移动减小增大2.外界条件对沉淀溶解平衡的影响(1)温度:升高温度,多数溶解平衡向溶解方向移动;少数溶解平衡向生
6、成沉淀方向移动,如Ca(OH)2的溶解平衡。(2)浓度:加水稀释,溶解平衡向溶解方向移动。(3)同离子:加入与难溶电解质构成中相同的离子,平衡向生成沉淀方向移动。(4)反应离子:加入可与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质,溶解平衡向溶解方向移动。【思考讨论】(1)对于固体物质来说,温度越高,溶解度越大吗?提示:升高温度,对于Ca(OH)2来说,其溶解度减小。(2)向澄清的PbI2饱和溶液中滴入KI溶液,有什么现象?试从平衡移动角度分 析。提示:上层澄清溶液又生成黄色沉淀。PbI2饱和溶液中存在平衡PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq),滴入KI溶液,溶液中c平(I-)增大。QKsp,平
7、衡逆向移动,从而 又有PbI2黄色沉淀生成。【拓展深化】(1)电解质的溶解度大小与电解质的强弱没有关系,如BaSO4是强电解质却是难溶物。(2)Ca(OH)2是微溶物,溶解度随温度的升高而减小。【案例示范】【典例】氯化银是中学化学中常见的一种物质,你知道早期在不是非常敏感的 照片软片、胶版和胶纸上常使用氯化银进行感光吗?已知AgCl在溶液中存在溶 解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),关于此溶解平衡的说法正确的是 ()A.AgCl沉淀的生成和溶解同时在不断进行,且速率相等 B.等物质的量的AgNO3和NaCl溶于水后,溶液中不存在Ag+和Cl-C.只要向含有AgCl的饱和溶液中
8、加入盐酸,一定会有沉淀生成 D.“”说明AgCl没有完全电离,AgCl是弱电解质【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)明确影响沉淀溶解平衡的因素。(2)注意辨析不同的影响因素对沉淀溶解平衡移动的影响程度。【解析】选A。沉淀溶解平衡是一个动态平衡,A项正确;沉淀溶解平衡存在,则 肯定存在Ag+和Cl-,B项错误;如果加入盐酸后溶液中Cl-的浓度小于原饱和溶液 中的Cl-浓度,则不产生沉淀,C项错误;“”说明AgCl是极少部分溶解,但 溶解部分完全电离,AgCl是强电解质,D项错误。【母题追问】(1)若向AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)的平衡体系中加入NaCl固体,平衡向哪移动?提示
9、:加入NaCl固体,增加Cl-的浓度,平衡逆向移动。(2)若向AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)的平衡体系中加水,平衡向哪个方向移动,Ksp有无变化?提示:加水,向溶解方向移动,但Ksp无变化。【迁移应用】1.(2020杭州高二检测)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()A.NaOH固体 B.NaCl固体 C.NaHSO4固体 D.MgSO4固体【解析】选C。欲使Mg(OH)2减少,应使平衡右移,NaHSO4电离产生的H+会使平衡 体系中c平(OH-)减小,而使沉淀溶解平衡右移
10、,Mg(OH)2固体的量减小。2.(2020潍坊高二检测)向饱和澄清石灰水中加入少量CaC2,充分反应后恢复到原来的温度,所得溶液中()A.c平(Ca2+)、c平(OH-)均增大 B.c平(Ca2+)、c平(OH-)均保持不变 C.c平(Ca2+)、c平(OH-)均减小 D.c平(OH-)增大、c平(H+)减小【解析】选B。碳化钙溶于水与水反应生成氢氧化钙和乙炔,反应的化学方程式为CaC2+2H2OCa(OH)2+HCCH。由于原溶液是饱和溶液,因此生成的氢氧化钙不可能再溶解。另一方面溶剂水被消耗,导致原溶液中氢氧化钙析出,但温度不变,析出后的溶液仍然是饱和溶液,因此溶液中离子的浓度均保持不变
11、,答案选B。知识点二 溶度积及其应用【重点释疑】1.溶度积的应用(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关系溶液性质有无沉淀析出QKsp过饱和有沉淀析出Q=Ksp饱和沉淀溶解平衡QKsp(AgBr)Ksp(AgI)可知饱和溶液中c平(Ag+):AgClAgBrAgI。(2)已知CaCO3的Ksp=2.810-9 mol2L-2,现将浓度为210-4 molL
12、-1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 于多少?提示:由沉淀形成的条件可知,要产生沉淀必须满足Q=c平(Ca2+)c平()2.810-9 mol2L-2,因两种溶液等体积混合后c平()=110-4 molL-1,故混合后溶液中c平(Ca2+)应大于2.810-5 molL-1,则混合前c平(CaCl2)至少 应大于5.610-5 molL-1。23CO 23CO【规律方法】溶度积及应用(1)溶度积Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力,Ksp的大小和溶质的溶解度不同,它只与温度有关,与浓度无关。利用溶度积Ksp可以判断沉淀的生成、溶
13、解情况以及沉淀溶解平衡移动方向。(2)沉淀的转化是一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质的过程,其实质是沉淀溶解平衡的移动。【案例示范】【典例】(2020滁州高二检测)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2.810-9mol2L-2,下列说法不正确的是()A.x数值为210-5 B.c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 D.b点与d点对应的溶度积相等【解题指南】解答应注意以下两点:(1)在曲线上的每一点都是在同一温度下的饱和溶液,Ksp相同。(2)c点可相对于b、d分析。【解析】选C。在d点c平()=1.410-4 molL-1,因室温时
14、,CaCO3的溶度积 Ksp=2.810-9 mol2L-2,所以c平(Ca2+)=210-5 molL-1,故x的数值为2 10-5,A正确;在c点c平(Ca2+)210-5 molL-1,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,加入蒸馏水后如仍为饱和溶液,则 c平(Ca2+)、c平()都不变,如为不饱和溶液,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。23CO 23CO【母题追问】(1)B项c点改为a点是否正确?提示:不正确。a点在曲线下面,为不饱和溶液,无沉淀生成。(2)升温能否使溶液
15、由d 点变到c点?提示:不能。升温CaCO3的溶度积增大,c平(Ca2+)、c平()都增大。23CO【迁移应用】1.(2020三明高二检测)已知25 时,AgCl的溶度积Ksp=1.810-10 mol2L-2,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平(Ag+)=c平(Cl-)C.温度一定时,当溶液中c平(Ag+)c平(Cl-)=Ksp时,此溶液中必有AgCl沉淀析出 D.Ksp(AgI)Ksp(AgCl),所以S(AgI)Ksp,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对;b点
16、与c点相比较,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 浓度,D 错。spK24SO 24SO 24SO 24SO 24SO 24SO【补偿训练】(2020吉林高二检测)Cu(OH)2在水中存在着如下沉淀溶解平衡:Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),在常温下,Ksp=210-20 mol3L-3。某CuSO4溶液中,c平(Cu2+)=0.02 molL-1,在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,需要向CuSO4溶液 中加入碱来调节pH,使溶液的pH大于()A.2 B.3 C.4 D.5【解析】选D。
17、在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,则Q=c平(Cu2+)(OH-)KspCu(OH)2=210-20 mol3L-3,所以 (OH-),c平(OH-)10-9 molL-1,故应调节pH大于5。2c平2c平203312 10 mol L0.02 mol L【课堂回眸】课堂检测素养达标 1.(改编题)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 A.B.C.D.全部【解析】选A。利用的是水解原理,利用两种离子水解的
18、相互促进作用,体现的均是沉淀溶解平衡原理。2.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【解析】选A。Mg(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,+OH-=NH3H2O,使c平(OH-)减小,平衡正向移动。4NH3.方解石的化学成分为CaCO3(碳酸钙),因含微量元素Mn、Fe、Zn、Co等而呈现 丰富的颜色。已知,在有固态CaCO3存在的饱和溶液中,存在着如下平衡CaCO3(s)Ca2+(aq)+(aq),加入下列溶液能使CaCO
19、3质量增加的是()A.CaCl2溶液 B.KNO3溶液 C.NH4Cl溶液 D.NaCl溶液 23CO【解析】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,使 CaCO3质量减少;加入NH4Cl溶液,由于 水解显酸性,消耗了 ,使平衡向右 移动,促进了CaCO3的溶解使其质量减少;而加入CaCl2溶液,增大了钙离子的浓 度,使平衡左移,使CaCO3质量增加。4NH23CO 4.已知Ksp(AgCl)=1.810-10 mol2L-2,Ksp(AgI)=8.310-17 mol2L-2。下列关于难溶物之间转化的说法中错误的是()A.AgCl不溶于水,不能转化为AgI B
20、.两种难溶物的Ksp相差越大,难溶物就越容易转化为更难溶的物质 C.AgI比AgCl更难溶于水,所以AgCl可以转化为AgI D.常温下,要使AgCl在NaI溶液中转化为AgI,则NaI的浓度必须不低于 10-12 molL-1 8.31.8【解析】选A。Ksp(AgI)Ksp,故I-的浓度必须不低于 molL-1=10-12 molL-1。1.8175 8.3 101.8 108.31.85.重晶石(主要成分为BaSO4)是制备钡的化合物的重要原料,由重晶石制备BaCl2的大致流程如图。【思考交流】(1)由重晶石生成BaCO3时,所加试剂a是什么物质?该步转化为什么能实现?提示:试剂a是饱和
21、Na2CO3溶液。BaSO4(s)+Na2CO3(aq)BaCO3(s)+Na2SO4(aq),若要使BaCO3形成沉淀,应使溶液中c平(Ba2+)c平()Ksp(BaCO3)。虽然BaSO4溶液中c平(Ba2+)很小,但可通过增大c平()来达 到目的。23CO 23CO(2)由BaCO3 BaCl2转化过程中,试剂b是什么物质?操作具体指什么操作?提示:试剂b为稀盐酸,BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2+H2O。从BaCl2溶液中获得BaCl2固体可采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤的操作。(3)能否用BaCO3代替BaSO4用作钡餐?说明理由。提示:不能。BaCO3(s)Ba2+(aq)+(aq),在胃酸(盐酸)作用下,BaCO3沉淀溶解平衡正向移动,生成Ba2+使人体中毒。(4)若误食Ba2+(BaCl2等)引起重金属盐中毒,如何处理?提示:尽快用5%的Na2SO4溶液洗胃,随后导泻使钡盐尽快排出。23CO