1、第3章 物质在水溶液中的行为第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)自 主 预 习 探 新 知 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_。离子浓度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
2、态平衡。“等”相等。“定”沉淀的量及溶液中离子浓度 。“变”条件改变，平衡 。离子生成沉淀速率和沉淀溶解速率发生移动保持不变(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。Ksp影响因素：Ksp 只与难溶电解质的 和 有关，而与 无关。意义：Ksp 反映了难溶电解质在水中的 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 。性质温度沉淀的量溶解越强微点拨：(1
3、)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 转化为 或 转化为溶液中的离子。(2)判断：在难溶电解质溶液中，当 Q Ksp 时，就会有沉淀生成。当 Q Ksp 时，处于平衡状态。当 Q Ksp 时，就会使沉淀溶解。离子沉淀沉淀(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)2Ca(HCO3)2
4、=CaCO3H2OCO23沉淀的转化(1)实质：是 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。两种难溶物的 差别越大，越容易转化。溶解能力沉淀溶解平衡(3)应用除去废水中的 Cu2、Hg2、Pb2等，常用等难溶物作沉淀剂。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、MnSFeS(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
5、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)
6、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 BCD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。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，NH4 OH=NH3H2O，使OH减小，平衡正向移动。核 心 突 破 攻 重 难 外界条件对沉淀溶解平衡
7、的影响影响因素平衡移动方向Ksp 变化 升高温度向吸热方向移动，多数为溶解方向多数增大温度降低温度向放热方向移动，多数为沉淀方向多数减小 加水向溶解方向移动不变浓度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】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D A 项，加热时 Ca
8、(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，CO23 Ca2=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(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
9、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 AgCl 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
10、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
11、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
12、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，Ca2SO24 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 等于 c 点对应的 KspDb 点将有沉淀生成，平衡后溶液中SO24 等于 3103 molL1D CaSO4 溶解在水中形成的是饱和溶液，存在Ca2SO24 Ksp，所以Ca2SO24 Ksp3103 molL1，A 对；d 点与 c点相比较，SO24 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Ca2SO24 Ksp 就有可能有沉淀析出，B对；a
13、 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，SO24 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 SO24 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，SO24 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
14、溶，向 CaSO4 悬浊液中加入Na2CO3，CaSO4 转化为 CaCO3，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某温度下向含 AgCl 固体的 AgCl 饱和溶液中加少量稀盐酸，下列说法正确的是()AAgCl 的溶解度、Ksp 均减小BAgCl 的溶解度、Ksp 均不变CAgCl 的溶解度减小、Ksp 不变DAgCl 的溶解度不变、Ksp 减小C 在含 AgCl 固体的 AgCl 饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，当加入少量稀盐酸时，c(Cl)增大，平衡逆向移动，c(Ag)减小，溶解的氯化银质量减小
15、，AgCl 的溶解度减小；AgCl 的 Ksp 只受温度影响，温度不变，AgCl 的 Ksp 不变。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Mg25.61010molL1C pH13.0，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，
16、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Mg2KspOH25.610121012 molL15.61010molL1，故 D 项正确。当 堂 达 标 提 素 养 1下列说法中正确的是()A难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，沉淀和溶解即停止BKsp 越小，难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱CKsp 的大小与离子浓度无关，只与难溶电解质的性质和温度有关D相同温度下，AgCl 在水中的溶解能力与在 NaCl 溶液中的相同C 难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，沉淀和溶解继续进行，A 项错误；Ksp 可用来判断相同类型的难溶电解质在水中溶解能力的大小
17、，对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶电解质，不能直接通过比较 Ksp 的大小来确定其溶解能力的大小，B 项错误；相同温度下，在 NaCl 溶液中，存在大量的 Cl，会使 AgCl 的沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动，即 AgCl 在水中的溶解能力大于在 NaCl 溶液中的溶解能力，D 项错误。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()A2.8102molL1 B1.4105molL1C2.8105molL1D5.6105molL1D
18、 由沉淀形成的条件可知，要产生沉淀必须满足 Qc(Ca2)c(CO23)2.8109mol2L2，因两种溶液等体积混合后CO23 1104molL1，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
19、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。下列说法正确的是()A含有大量 SO24 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C Ag2SO4 在水溶液中存在溶解平衡：Ag2SO4(s)2Ag(aq)SO24(aq)，含有大量 SO24 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
20、溶解平衡点，此点处Ag2102molL1，SO24 5102molL1，根据 KspAg2SO24(2102molL1)25102molL12105mol3L3，故 B 项正确；由于Q(0.01 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
21、.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)AgI AgI=AgI AgI 的 Ksp 最小，使溶解平衡 AgI(s)Ag(aq)I(aq)向左移，所需Ag最小(2)AgCl AgCl=AgCl点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!