1、成才之路 化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修水溶液中的离子平衡 第三章 第四节 难溶电解质的溶解平衡第三章 新知识导学探究2新思维名师讲堂3新考题随堂自测4新视点专家博客6新提升达标作业5新情境激趣入题1新情境激趣入题加 热 可 以 使 硬 水 中 的 Ca(HCO3)2 与 Mg(HCO3)2 分 解 为CaCO3与MgCO3沉淀。有的同学可能认为水垢的成分应为CaCO3与MgCO3沉淀的混合物，但实际上水垢的主要成分却是CaCO3与Mg(OH)2的混合物，你知道其中的Mg(OH)2是怎样生成的吗？在处理污水时，可以向其中加入FeS固体，以除去Cu2、Hg2、Pb2等重金属离子。
2、在此过程中发生了哪些化学反应？CaCO3、FeS和Mg(OH)2等物质是盐或碱，因而属于电解质，只是它们在水中难以溶解，所以称为难溶电解质。尽管难溶电解质难溶于水，但在水中也会建立一种动态平衡。你知道引人入胜的桂林溶洞、石笋、石柱是怎样形成的吗？请让我们一块走进教材第四节：难溶电解质的溶解平衡。新知识导学探究新知导学1沉淀溶解平衡。(1)定义：在一定温度下，当沉淀_和_的速率相等时，即达到溶解平衡。(2)表达式(以 AgCl 为例)_。溶解 生成AgCl(s)溶解沉淀 Ag(aq)Cl(aq)(3)特征动态 相等 保持不变 发生移动(4)生成难溶电解质的离子反应的限度25时，溶解性与溶解度的关
3、系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_时，沉淀就达到完全。难溶 微溶 可溶 1105mol/L2沉淀反应的应用(1)沉淀的生成生成沉淀的主要方法有：调节 pH 法加入氨水调节 pH 至 78，可除去氯化铵中的杂质氯化铁。反应的离子方程式如下：_。Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH4加沉淀剂法以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2、Hg2等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。反应的离子方程式如下：_；_；_；_。Cu2S2=CuSCu2H2S=CuS2HHg2S2=HgSHg2H2S=HgS2H(2)沉淀的溶解原理根据平衡移动原理，对于在水
4、中难溶的电解质，只要不断_溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解。减少方法A酸溶解法例如：难溶于水的CaCO3溶于盐酸中CaCO3(s)Ca2CO23HHCO3 HH2CO3CO2H2OB盐溶液溶解法例如 Mg(OH)2 固体能溶于浓 NH4Cl 溶液中：Mg(OH)2(s)Mg22OH，加入 NH4Cl 溶液时，由于发生反应_，使上述平衡正向移动，因此 Mg(OH)2 固体能逐渐溶解。NH4 OHNH3H2O(3)沉淀的转化实质溶解度小的沉淀转化成_的沉淀。两种沉淀的溶解度差别_，沉淀越容易转化。例如：AgNO3 溶液 NaCl_沉淀KI 沉淀转化为_ Na2S
5、沉淀转化为_溶解度更小 越大 白色 黄色 黑色应用锅炉除水垢水垢CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2(aq)自然界中矿物的转化原生铜的硫化物氧化、淋滤_溶液渗透，加闪锌矿ZnS和方铅矿PbS_其反应的化学方程式如下：_，_。Na2CO3 盐酸CuSO4 铜蓝(CuS)CuSO4ZnS=CuSZnSO4CuSO4PbS=CuSPbSO41(1)只有难溶电解质才存在溶解平衡吗？(2)在含有少量Ag的溶液中加入过量的NaCl溶液，溶液中是否还有Ag存在？自主探究提示：(1)不仅难溶电解质存在溶解平衡，在易溶的饱和溶液中也存在溶解平衡，如在饱和 NaCl 溶液中存在溶解和结晶平衡。(2)有。因为 A
6、gCl 在溶液中存在平衡 AgCl(s)Cl(aq)Ag(aq)，所以 Ag不可能完全沉淀。2如果要除去某溶液中的 SO24，你选择加入钙盐还是钡盐？为什么？提示：加入可溶性钡盐。因为 BaSO4 的溶解度比 CaSO4的溶解度小，用 Ba2沉淀 SO24 更完全。3游过闻名于世的桂林溶洞、北京石花洞的人都不会忘记那千姿百态的钟乳石、石笋和石柱，不会忘记那宽敞高大的岩穴、曲折迂回的通道。这些引人入胜、宛如地下龙宫的溶洞，以及其中的钟乳石是怎样形成的呢？提示：溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果，石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为微溶性的碳酸氢钙。由于石灰岩层各部分含石灰质
7、多少不同，被侵蚀的程度不同，就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞。溶有碳酸氢钙的水，当从溶洞顶滴到洞底时，由于水分蒸发或压强减小，以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。新思维名师讲堂沉淀溶解平衡教材点拨1溶解平衡的建立在一定条件下，难溶电解质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了动态平衡，叫做沉淀溶解平衡。以 AgCl 溶解为例：Ag(aq)Cl(aq)AgCl(s)。AgCl 在溶液中存在以下两个过程：一方面，在水分子的作用下，少量 Ag和 Cl脱离 AgCl 固体表面溶入
8、水中；另一方面，溶液中的 Ag和 Cl受 AgCl 固体表面正、负离子的吸引，回到 AgCl 表面析出沉淀。在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，便得到 AgCl 的饱和溶液，即建立起下列动态平衡：AgCl(s)溶解沉淀 Ag(aq)Cl(aq)。2溶解平衡的特征与化学平衡一样，也可以概括为“逆、动、等、定、变”五个字。(1)“逆”电解质的沉淀和溶解是可逆的。(2)“动”动态平衡，溶解速率和沉淀速率不等于零，即溶解过程和沉淀过程都在进行。(3)“等”溶解速率和沉淀速率相等。(4)“定”溶解达平衡状态时，溶液中的离子浓度保持不变。(5)“变”当改变外界条件时，溶解平衡将发生移动，达到新的平
9、衡。即勒夏特列原理也适用于判断溶解平衡移动分析。3生成难溶电解质的离子反应的限度不 同 电 解质 在 水 中的 溶 解 度差 别 很 大，例 如 AgCl和AgNO3，但难溶电解质与易溶电解质之间并无严格的界限，习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解质。对于常见的化学反应，化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1105mol/L时，沉淀就达完全。生成沉淀的离子反应之所以能够发生，是因为生成物的溶解度很小。4沉淀溶解平衡的影响因素：(1)内因：难溶电解质本身的性质(主要因素)如CaSO4微溶，CaCO3难溶。(2)外因溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)影响因
10、素移动方向Ksp升温正向增大加盐酸正向不变加 NaOH 固体逆向不变加 H2O正向不变加入 MgCl2 固体逆向不变加 NH4Cl 固体正向不变提示：难溶电解质的溶解平衡属于化学平衡，符合勒夏特列原理，外界条件改变时，平衡将会发生移动。温度升高，多数物质的溶解度增大，溶解平衡向溶解的方向移动；也有例外，如 Ca(OH)2。5沉淀溶解平衡与难溶电解质的电离沉淀溶解平衡难溶电解质的电离平衡状态已溶溶质的离子与未溶溶质之间的平衡可能存在电离平衡，如：Al(OH)3可能不存在电离平衡，如：BaSO4表示方法Al(OH)3(s)Al3(aq)3OH(aq)BaSO4(s)Ba2(aq)SO24(aq)A
11、l(OH)3Al33OHBaSO4=Ba2SO24提示：溶解平衡的电离方程式必须标明状态(s)、(aq)，而电离平衡则不用。(2015经典习题选萃)下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是()ABaSO4属于难溶物，它在水中完全不能溶解B沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等C沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变D沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解典例透析【解析】虽然难溶电解质的溶解度很小，但在水中仍有极少量的溶解，A 项不正确。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，如 Ag2SO4 沉淀溶解达到平衡时，c(Ag)2c(SO
12、24)，C 项不正确。沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，由于固体的浓度为常数，故平衡不发生移动，D 项不正确。v(沉淀)v(溶解)是溶解平衡的特征，B 项正确。【答案】B【点评】(可逆反应的)化学平衡、(弱电解质的)电离平衡、(含弱酸根或弱碱根的盐的)水解平衡、(难溶电解质的)溶解平衡是四类重要的动态平衡，它们具有相同的特征(逆、动、等、定、变)，在学习中要善于将这四类平衡联系起来并运用平衡移动原理(勒夏特列原理)进行分析理解。1有关AgCl沉淀的溶解平衡说法中，不正确的是()AAgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等BAgCl难溶于水，溶液中没有Ag和ClC升高温度，Ag
13、Cl沉淀的溶解度增大D向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解的量减少变式训练解析：沉淀溶解平衡的实质为 v(沉淀)v(溶解)0，A 对。AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)是动态平衡，任何时刻沉淀与离子共存，B 错。AgCl 沉淀溶解为吸热过程，故升高温度时，AgCl溶解度增大，C 对。加入 NaCl 固体，c(Cl)增大，AgCl 溶解平衡向左移，D 对。答案：B溶度积常数教材点拨1溶度积 Ksp 定义在一定条件下，难溶电解质 AmBn 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，叫做沉淀溶解平衡。这时，离子浓度的乘积为一常数，叫做溶度积，用 Ksp 表示。
14、2表达式对于 AmBn(s)mAn(aq)nBm(aq)Kspc(An)mc(Bm)n。3影响因素：Ksp 只与难溶电解质的性质、温度有关，而与沉淀的量无关，并且溶液中的离子浓度的变化只能使平衡移动，并不改变溶度积。4意义：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相对越强；可以利用 Ksp 来计算饱和溶液中某种离子的浓度。5判断沉淀生成与否的原则溶度积规则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：QcKsp，溶液过饱和，有沉淀析出，直
15、至溶液饱和，达到新的平衡。QcKsp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。QcKsp(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：只有相同类型的难溶电解质作比较时，Ksp小的，溶解度一定小，D错误。答案：D2(2015深圳一模)(双选)当氢氧化钙固体在水中达到溶解平衡 Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)时，为使 Ca(OH)2 固体的量减少，需加入少量的()ANH4NO3BNaOHCCaCl2DNaHSO4解析：A 项，NH4NO3 电离出的 NH4 与 Ca(OH)2 溶解
16、平衡中的 OH反应，NH4 OHNH3H2O，平衡右移，固体质量减少；B 项，加入 NaOH，增大了 c(OH)，平衡左移，固体质量增多；C 项，加入 CaCl2，增大了 c(Ca2)，平衡左移，固体质量增多；D 项，加入 NaHSO4，会发生 HOHH2O，c(OH)减小，平衡右移，固体质量减少。答案：AD3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2.8109 mol2L2，下列说法不正确的是()Ax数值为2105Bc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Db点与d点对应的溶度积相等答案：C解析：根据溶度积和 c(CO23)1.4104 mol/
17、L，可以计算出 x2105；c 点 QcKsp，故有沉淀生成；加入蒸馏水后d 点各离子浓度都减小，不可能变到 a 点保持 c(Ca2)不变；溶度积只与温度有关，b 点与 d 点对应的溶度积相等。4(2015四川临水中学月考)已知 CuSO4 溶液分别与Na2CO3 溶液、Na2S 溶液的反应情况如下：(1)CuSO4 与 Na2CO3 反应主要：Cu2CO23 H2O=Cu(OH)2CO2次要：Cu2CO23=CuCO3(2)CuSO4 与 Na2S 反应主要：Cu2S2=CuS次要：Cu2S22H2O=Cu(OH)2H2S下列几种物质的溶解度大小的比较中，正确的是()ACuSCu(OH)2C
18、u(OH)2CuCO3CCu(OH)2CuCO3CuSDCu(OH)2CuCO3CuS解析：根据沉淀转化的一般规律：溶解度小的沉淀易转化为溶解度更小的沉淀。答案：A5(2015扬州中学测试)试利用平衡移动原理解释下列事实：(1)FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中；(2)CaCO3难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中；(3)分别用等体积的蒸馏水和0.010 mol/L硫酸洗涤BaSO4沉淀，用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量。解析：平衡移动原理也适用于溶解平衡，如果促进难溶物质的溶解平衡，则固体逐渐溶解；如果抑制难溶物质的溶解平衡，则有固体生成或固体不溶解。答案：(1)FeS(s)Fe
19、2(aq)S2(aq)，加入稀盐酸后，S22HH2S，破坏了 FeS 的溶解平衡，使上述平衡向正反应方向移动，故 FeS 溶解。(2)CaCO3(s)CO23(aq)Ca2(aq)，在稀硫酸中生成的CaSO4 微溶，附着在 CaCO3 的表面，很难破坏 CaCO3 的溶解平 衡，故 难 溶 于 稀H2SO4。而 在 醋 酸 中，CO 232CH3COOH=2CH3COOH2OCO2，破坏了 CaCO3 的溶解平衡，故 CaCO3 能溶于醋酸。(3)BaSO4(s)Ba2(aq)SO24(aq)，用水洗涤使 BaSO4的溶解平衡向正反应方向移动，造成 BaSO4的损失；而用 H2SO4洗涤，有
20、H2SO4=2HSO24 的存在抑制了 BaSO4 的溶解，使 BaSO4 损失量减少。新提升达标作业（点此链接）新视点专家博客含氟牙膏与预防龋齿牙膏是生活必需品之一。牙膏有很多种，如中草药牙膏，预防龋齿的含氟牙膏等。含氟牙膏为什么可以预防龋齿呢？实践证明，氟化物与牙齿接触后，使牙齿组织中易被酸溶解的羟(基)磷灰石形成不易溶的氟磷灰石，从而提高了牙齿的抗腐蚀能力。有研究证明，常用这种牙膏，龋齿发病率降低 40%左右。虽然含氟牙膏对预防龋齿有一定的作用，但要知道氟是一种有毒物质，如果人体吸收过多会引起氟中毒。国家规定，加氟牙膏游离氟应在 4001 200 pm 之间，特别注意，34 岁前的儿童不宜使用，因为 1/81/4 的牙膏可能被他们吞入胃中，对身体造成危害。
