1、第四节 难溶电解质的溶解平衡学 习 目 标 思 维 脉 络 1.知道沉淀溶解平衡的定义及其影响因素。2.能用平衡移动原理分析沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质,并会解决生产、生活中的实际问题。3.明确溶度积和离子积的关系,学会判断反应进行的方向。自主阅读 自主检测 一、溶解平衡 1.溶解平衡的定义 在一定温度下,当沉淀溶解和生成的速率相等时,即达到溶解平衡。2.溶解平衡的建立 以AgCl溶解平衡为例,表达式:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。自主阅读 自主检测 3.溶解平衡的特征 4.反应完全的标志 对于常量的化学反应来说,化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于110-5 molL
2、-1时,反应就达完全。自主阅读 自主检测 5.溶度积(1)定义:在一定温度下,难溶强电解质MmNn溶于水形成饱和溶液时,溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡,这时的离子浓度幂的乘积是一个常数,叫做溶度积常数,简称溶度积。符号为Ksp。(3)意义:溶度积Ksp反映了物质在水中的溶解能力。(4)影响Ksp的因素:温度。绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程,升高温度,向溶解方向移动,Ksp增大。少数难溶电解质的溶解是放热过程,升高温度,向生成沉淀的方向移动,Ksp减小,如Ca(OH)2。(2)表达式:MmNn(s)mMn+(aq)+nNm-(aq)Ksp=c(Mn+)mc(Nm-)n例如:AgCl(
3、s)Ag+(aq)+Cl-(aq)Ksp=c(Ag+)c(Cl-)自主阅读 自主检测 6.溶度积Ksp与离子积Qc的关系 通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积离子积Qc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)QcKsp,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和达到新的平衡;(2)Qc=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态;(3)QcAgBrAgI;而对于不同类型的物质,则不能直接比较,如 Ksp(AgCl)=1.810-10,KspMg(OH)2=1.810-11,不能认为 Mg(OH)2 比 AgCl 更难溶,需转化为溶解度进行比较。(2)由于沉淀的饱和溶液
4、浓度很小,其密度可近似认为是 1gmL-1。根据 Ksp(BaSO4)=1.110-10,得 c(Ba2+)=c(SO42-)=sp=1.110-5 molL-1,则 1 L 溶液中(即 1 L 水中)溶解的 BaSO4 为 1.110-5 mol。S(BaSO4)=1.110-5mol 233 gmo l-11 000 g100 g2.410-4g。重难点一 重难点二 情景导入知识点拨典例引领1.Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力,当化学式所表示的组成中阴离子与阳离子个数比相同时,Ksp数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强。2.Ksp只与温度有关,有的沉淀溶解平衡是吸热的,升高温度,
5、Ksp增大;有的沉淀溶解平衡是放热的,升高温度,Ksp减小。重难点一 重难点二 情景导入知识点拨典例引领3.溶解平衡影响因素。(1)内因:溶质本身的性质。绝对不溶的物质是没有的;同是微溶物质,溶解度差别也很大;易溶溶质的饱和溶液中也存在溶解平衡。(2)外因:包括浓度、温度等,遵循勒夏特列原理。浓度:加水,平衡向溶解方向移动。温度:升温,多数平衡向溶解方向移动;少数平衡向生成沉淀的方向移动如Ca(OH)2的溶解平衡。同离子效应:向平衡体系中加入相同的离子,使平衡向生成沉淀的方向移动。化学反应:向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶的物质或气体的离子时,平衡向溶解方向移动。重难点一 重难
6、点二 情景导入知识点拨典例引领例题现向含AgBr的饱和溶液中:(1)加入固体AgNO3,则c(Ag+)(填“变大”“变小”或“不变”,下同);(2)加入更多的AgBr固体,则c(Ag+);(3)加入AgCl固体,则c(Br-),c(Ag+);(4)加入Na2S固体,则c(Br-),c(Ag+)。解析:(1)向AgBr饱和溶液中加入AgNO3,溶解平衡逆向移动,但c(Ag+)变大。(2)加入AgBr固体,对溶解平衡无影响,c(Ag+)不变。(3)因AgCl溶解度大于AgBr,加入AgCl固体时,c(Ag+)变大,溶解平衡向左移动,c(Br-)变小。(4)因Ag2S溶解度小于AgBr,加入Na2S
7、固体时,生成Ag2S,溶解平衡向右移动,c(Br-)变大,但c(Ag+)变小。重难点一 重难点二 情景导入知识点拨典例引领答案:(1)变大(2)不变(3)变小 变大(4)变大 变小 重难点一 重难点二 情景导入知识点拨典例引领成功体验 将足量AgCl分别放入:5 mL水,10 mL 0.2 molL-1的MgCl2溶液,20 mL 0.5 molL-1的NaCl溶液,40 mL 0.1 molL-1的盐酸中溶解至溶液饱和,各溶液中Ag+的浓度分别为a、b、c、d,它们由大到小的排列顺序是 。解析:AgCl在溶液中存在溶解平衡AgCl(s)Cl-(aq)+Ag+(aq),所以氯离子浓度越大,Ag
8、+的浓度就越小。中氯离子的浓度分别是0.4 molL-1、0.5 molL-1、0.1 molL-1,所以顺序是adbc。答案:adbc 重难点一 重难点二 情景导入知识点拨典例引领沉淀溶解平衡 实验目的:实现由AgClAgIAg2S的沉淀转化。实验步骤和现象:步骤 NaCl 和AgNO3 溶液混合 向所得固液混合物中滴加KI 溶液 向新得固液混合物中滴加 Na2S溶液 现象 产生白色沉淀 白色沉淀慢慢转化为黄色沉淀 黄色沉淀慢慢转化为黑色沉淀 重难点一 重难点二 情景导入知识点拨典例引领理论分析:在AgCl沉淀溶解平衡体系中加入KI溶液后,Ag+与I-结合成溶解度更小的AgI,促进AgCl的
9、沉淀溶解平衡右移,最终AgCl转化为AgI,总反应为AgCl+I-AgI+Cl-。同理,AgI中加入Na2S溶液,可转化为Ag2S,总反应为2AgI+S2-Ag2S+2I-。AgCl(s)Ag+Cl-2AgI(s)2Ag+2I-+KII-+K+Na2SS2-+2Na+AgI(s)Ag2S(s)重难点一 重难点二 情景导入知识点拨典例引领讨论探究 (1)若先将Na2S与AgNO3两溶液混合,再向其中加入NaCl会有AgCl沉淀生成吗?(2)已知溶度积Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgBr)=5.010-13,现将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,能否有沉淀析出,若有沉淀析出
10、,可能是什么?探究提示:(1)不会。因为溶解度:Ag2S1.810-9 molL-1,所以先形成 AgCl 沉淀。答案:B1 2 3 4 51.下列说法中正确的是()A.只有易溶电解质在溶液中才存在溶解平衡 B.难溶电解质在溶液中只存在溶解平衡,不存在电离平衡 C.溶解平衡只能通过电解质溶解于水时建立 D.溶解平衡时,电解质表面上的离子或分子脱离电解质的速率与溶液中的离子或分子回到电解质表面的速率相等 解析:溶解平衡发生在固体表面,是在一定条件下离子向溶剂中扩散和溶剂中离子在固体表面析出建立的平衡。溶解平衡时以上两种速率相等。答案:D 1 2 3 4 52.下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是(
11、)A.Ksp(AB2)小于Ksp(CD),则AB2的溶解度小于CD的溶解度 B.在氯化银的沉淀溶解平衡体系中,加入蒸馏水,氯化银的Ksp增大 C.在氯化银的沉淀溶解平衡体系中,加入碘化钾固体,氯化银沉淀可转化为碘化银沉淀 D.在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中,通入CO2气体,溶解平衡不移动 解析:AB2与CD类型不同,不能用Ksp直接比较大小,A项错误;溶度积与温度有关,与物质的量浓度无关,加水稀释,平衡向溶解方向移动,但Ksp不变,B项错误;碘化银的溶解度更小,由溶解度小的沉淀可转化为溶解度更小的沉淀知,在氯化银的沉淀溶解平衡体系中,加入碘化钾固体,因生成碘化银而促进氯化银的溶解,C项正确;在碳
12、酸钙的沉淀溶解平衡体系中通入CO2气体,会消耗,使碳酸钙溶解平衡右移,D项错误。答案:C CO32-1 2 3 4 53.某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是()A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点 B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点 C.d点无BaSO4沉淀生成 D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp 解析:硫酸钡饱和溶液中 BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq),温度一定时Ksp=c(Ba2+)c(SO42-)为常数。c(Ba2+)c(SO42-)图像为双曲线的一支。加入 Na2SO4 使平衡左移,c(SO42-)增大,c(Ba2
13、+)减小,图中 a 点和 b 点的 c(Ba2+)相等,A 不正确;蒸发 d 点溶液时 c(Ba2+)、c(SO42-)应同时增大,B 不正确;d 点为不饱和溶液,无 BaSO4 沉淀生成,C 正确;溶度积只与温度有关,所以 a 点、c 点对应的 Ksp 相等,D 不正确。答案:C1 2 3 4 54.向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液,出现白色沉淀,继续滴加一滴KI溶液并振荡,沉淀变为黄色,再滴入一滴Na2S溶液并振荡,沉淀又变成黑色,根据上述变化过程,分析此三种沉淀物的溶解度关系为()A.AgCl=AgI=Ag2S B.AgClAgIAgIAg2S D.AgIAgClAg2S
14、 解析:沉淀溶解平衡总是向更难溶的方向转化,由转化现象可知三种沉淀物的溶解度关系为AgClAgIAg2S。答案:C 1 2 3 4 55.工业上制取纯净的CuCl22H2O的主要过程是:将粗制氧化铜(含少量FeO)溶解于稀盐酸中,加热、过滤;对所得滤液(pH为3)按下列步骤进行操作:已知Cu2+、Fe2+在pH为45时不水解,Fe3+却几乎完全水解形成沉淀。请回答下列问题:(1)X是 (填化学式),其反应的离子方程式是 。(2)Y物质应具备的条件是,生产中Y可选 。(3)溶液乙在蒸发结晶时应注意。1 2 3 4 5解析:(1)根据框图,加入氧化剂X可把Fe2+氧化为Fe3+,而没有增加新杂质,所以X为Cl2或H2O2等。(2)结合题中信息,调节pH至45,使Fe3+全部沉淀,同时不引进新杂质,所以Y最好为CuO、Cu(OH)2等。(3)CuCl2溶液在蒸发结晶过程中发生水解Cu2+2H2O Cu(OH)2+2H+,可加入盐酸以抑制其水解,在蒸发时要不断搅拌且不能蒸干。答案:(1)Cl2 2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-(或H2O2 2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O)(2)调节溶液酸碱性,使pH为45,且不引进新杂质 CuO、Cu(OH)2等(3)通入HCl气体(或加入盐酸),并不断搅拌且不能蒸干