2019高中化学第1部分第四单元难溶电解质的沉淀溶解平衡讲义（含解析）苏教版 12页

难溶电解质的沉淀溶解平衡、1．什么是溶解度？提示：溶解度是指一定温度下，某固体物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。2．物质的溶解性与溶解度之间有何关系？提示：3．锅垢的主要成分是什么？提示：锅垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2。[新知探究]探究1　难溶电解质在水中的溶解性(1)实验探究：实验步骤实验现象实验结论①中PbI2难溶于水②中产生黄色沉淀①PbI2水溶液中含有I－，证明PbI2在水中有极少量溶解②绝对不溶的物质是不存在的(2)沉淀溶解平衡的建立：以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)为例：n探究2　沉淀溶解平衡和溶度积(1)沉淀溶解平衡：在一定的温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成饱和溶液，达到平衡状态。(2)沉淀溶解平衡特征：(3)溶度积：[必记结论]1．沉淀溶解平衡的影响因素n2．利用Ksp判断沉淀的溶解与生成若难溶电解质溶液中有关离子浓度幂的乘积为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。(1)Q＞Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。(2)Q＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。(3)Q＜Ksp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直到溶液饱和。[成功体验]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)难溶物质在水中绝对不溶。(　　)(2)物质溶于水达到饱和时，溶解过程就停止了。(　　)(3)某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0。(　　)(4)溶度积Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关。(　　)解析：绝对不溶的物质是不存在的；溶解平衡是动态平衡；通常认为离子浓度小于10－5mol·L－1时，认为沉淀完全；难溶物质一定时，Ksp只与温度有关。答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√2．(好题共享·选自鲁科版教材P97·T1)将足量AgCl分别放入：①5mL水，②10mL0.2mol·L－1MgCl2溶液，③20mL0.5mol·L－1NaCl溶液，④40mL0.1mol·L－1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：由溶度积Ksp＝(Ag＋)·(Cl－)知，溶液中(Ag＋)与(Cl－)的乘积为一常数，溶液中(Cl－)越大，(Ag＋)越小。①中无同离子效应；②中(Cl－)＝0.4mol·L－1；③中(Cl－n)＝0.5mol·L－1；④中(Cl－)＝0.1mol·L－1。所以(Ag＋)的顺序为：a>d>b>c。答案：a>d>b>c[新知探究]探究1　沉淀生成在生产、生活中的应用实例及原理沉淀剂法如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应尽快用5.0%的硫酸钠溶液给患者洗胃；离子反应为：Ba2＋＋SO===BaSO4↓精制食盐水，可加适量氢氧化钠溶液除去镁离子，离子反应为：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH2)↓调节pH法如除去硫酸铜溶液中混有的少量铁离子，可向溶液中加入氢氧化铜或碱式碳酸铜，调节pH到3～4，铁离子就会全部转化为氢氧化铁沉淀除去探究2　沉淀之间的转化(1)实验探究：实验步骤实验现象A中产生白色沉淀，B中变为黄色，C中变为黑色　离子方程式Ag＋＋Cl－===AgCl↓AgCl＋I－AgI↓＋Cl－2AgI＋S2－Ag2S↓＋2I－实验结论溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀(2)沉淀转化的实质：沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般说来，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。(3)沉淀转化的应用：①原理：难溶强酸盐→难溶弱酸盐使阳离子进入溶液。②案例：a．重晶石(BaSO4)BaCO3BaCl2n离子反应式如下：Ⅰ.BaSO4＋COBaCO3＋SO；Ⅱ.BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑。b．锅炉除水垢(CaSO4)CaCO3Ca2＋其反应的离子方程式如下：Ⅰ.CaSO4＋COCaCO3＋SO；Ⅱ.CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。探究3　溶洞中石笋的形成原理CaCO3(s)Ca2＋(aq)　　总反应的离子方程式：CaCO3＋CO2＋H2OCa2＋＋2HCO。[必记结论]沉淀溶解平衡的应用沉淀溶解平衡是一种动态平衡，当条件发生改变时，平衡也会相应的发生移动，在生产生活中根据平衡移动原理，选择适当的条件，使平衡向着需要的方向移动。mAn＋(aq)＋nBm－(aq)[成功体验]3．向5mLNaCl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，再滴加一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变为黑色。根据上述变化过程，分析三种沉淀物的溶解度关系是(　　)A．AgCl＝AgI＝Ag2S　　　　　B．AgClAgI>Ag2SD．AgI>AgCl>Ag2S解析：选C　化学反应向着生成溶解度更小的物质的方向进行。4．(好题共享·选自人教版教材P67·T5)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0.010mol/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。答案：(1)在FeS的饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡FeS(s)Fe2＋(aq)＋S2－(aq)，当加入稀盐酸时，2H＋＋S2－===H2S↑，使c(S2－)减小，从而平衡右移，使FeS最终溶解。n(2)CaCO3的溶解度小于CaSO4，在CaCO3的饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡：CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，当加入稀硫酸时，生成的CaSO4微溶，又沉积在CaCO3表面，阻碍反应的进行，从而使CaCO3难溶于稀硫酸；当加入CH3COOH时，2CH3COOH＋CO===H2O＋CO2↑＋2CH3COO－，使CO浓度减小，且(CH3COO)2Ca溶于水，从而使CaCO3的沉淀溶解平衡右移，使CaCO3慢慢溶于醋酸中。(3)在BaSO4饱和溶液中存在如下沉淀溶解平衡：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，用水冲洗沉淀时，使c(Ba2＋)和c(SO)减小，平衡右移，从而促进BaSO4溶解，而用0.010mol·L－1硫酸洗涤时，增大了溶液中c(SO)，可以抑制BaSO4溶解，故BaSO4损失的量少。——————————————[关键语句小结]————————————————1．在一定的温度下，难溶电解质的溶解速率和沉淀速率相等时，形成饱和溶液，达到平衡状态，称为沉淀溶解平衡，其特征是一种动态平衡。2．难溶电解质的沉淀溶解平衡常数称为溶度积常数，简称溶度积，对于MmAnmMn＋＋nAm－，Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Am－)。Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，相同类型的难溶电解质，Ksp越小，其在水中溶解能力越小。Ksp只受温度影响。3．若难溶电解质的离子积为Qc，当Qc>Ksp时有沉淀生成，Qc＝Ksp为饱和溶液，当QcKsp(CaCO3)，c(Mg2＋)·c(CO)＝0.050×0.001＝5×10－5>Ksp(MgCO3)，由于Ksp(CaCO3)Ksp[Mg(OH)2]，c(Ca2＋)·c2(OH－)＝0.010×(10－3)2＝1×10－8Ksp[Mg(OH)2]，c(Ca2＋)·c2(OH－)＝0.010×(0.105)2＝1.10×10－4>Ksp[Ca(OH)2]，由于Ksp[Mg(OH)2]Ksp[MgF2]时，Mg(OH)2沉淀将转化为MgF2沉淀。一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀，这是一般规律，并不意味着溶解度小的沉淀不能转化为溶解度大的沉淀，沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。如BaSO4比BaCO3更难溶解，但将BaSO4沉淀加入饱和的Na2CO3溶液中，只要c(Ba2＋)·c(CO)＞Ksp(BaCO3)，BaSO4即可缓慢转化为BaCO3。向含有AgI固体的饱和溶液中：(1)加入固体AgNO3，则c(I－)________(填“变大”“变小”或“不变”，下同)，c(Ag＋)________。(2)若改加更多的AgI，则c(Ag＋)将________。(3)若改加AgBr固体，则c(I－)__________，而c(Ag＋)__________。(4)若改加Na2S固体，则c(I－)________，c(Ag＋)__________。解析：含有AgI的饱和溶液中存在如下沉淀溶解平衡：AgI(s)Ag＋(aq)＋I－(aq)。(1)加入固体AgNO3，c(Ag＋)变大，平衡逆向移动，则c(I－)变小。(2)若向含有AgI的饱和溶液中改加更多的AgI，对平衡没有影响，则c(Ag＋)不变。(3)若改加AgBr固体，则c(Ag＋)变大，平衡逆向移动，则c(I－)变小。(4)加入Na2S固体，S2－结合Ag＋生成溶解度更小的Ag2S，平衡正向移动，c(Ag＋)减小，c(I－)增大。答案：(1)变小　变大　(2)不变　(3)变小　变大(4)变大　变小n[课堂双基落实]1．有关AgCl沉淀的溶解平衡的说法中，不正确的是(　　)A．AgCl沉淀的生成和溶解不断进行，但速率相等B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－C．升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大D．向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度降低解析：选B　AgCl固体在溶液中达到溶解平衡后，溶解速率与沉淀速率相等，但不为0，一般说来，升高温度，有利于固体物质的溶解，A、C正确；AgCl难溶于水，但溶解的部分电离出Ag＋和Cl－，B错误；向AgCl沉淀中加入NaCl固体，增大了Cl－浓度，促使溶解平衡向左移动，降低了AgCl的溶解度，D正确。2．一定温度下，在氢氧化钡的悬浊液中，存在氢氧化钡固体与其电离出的离子间的溶解平衡关系：Ba(OH)2(s)Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)。向此悬浊液中加入少量的氧化钡粉末，下列叙述正确的是(　　)A．溶液中钡离子数目减少B．溶液中钡离子浓度减小C．溶液中氢氧根离子浓度增大D．pH减小解析：选A　原溶液已饱和，加入的BaO粉末与水反应生成的Ba(OH)2不会再溶解，但由于消耗了水，使得平衡逆向移动，Ba2＋与OH－的数目减少，但浓度不变，pH也不变。3．下表是五种银盐的溶度积常数Ksp(25℃)，下列说法不正确的是(　　)化学式AgClAg2SO4Ag2SAgBrAgI溶度积1.4×10－101.4×10－56.3×10－507.7×10－138.51×10－16A.25℃时五种银盐的饱和溶液中，c(Ag＋)最大的是Ag2SO4溶液B．在氯化银的悬浊液中加入Na2S溶液可以生成黑色的Ag2SC．25℃时，在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2n两溶液中加入足量的AgCl固体形成饱和溶液，则两溶液中AgCl的溶度积相同，且两溶液中c(Ag＋)也相同D．AgBr沉淀可以转化成AgI沉淀，而AgI沉淀在一定条件下也可以转化成AgBr沉淀解析：选C　A项，Ag2SO4的Ksp最大，且1mol的Ag2SO4含2mol的Ag＋，故c(Ag＋)最大的是Ag2SO4。B项，沉淀总有向更难溶的方向转化，在氯化银的悬浊液中加入Na2S溶液，只要c2(Ag＋)·c(S2－)>Ag2S的Ksp，可以生成黑色的Ag2S。C项，AgCl的溶度积相同，即c(Ag＋)c(Cl－)的乘积相同，但因为两种溶液中的氯离子浓度不同，两溶液中c(Ag＋)不同。D项，沉淀的转化是可逆的，在一定条件下，AgBr和AgI可以相互转化。4．某温度下，难溶物FeR的水溶液中存在平衡：FeR===Fe2＋＋R2－，其沉淀溶解平衡曲线如下图所示。下列说法正确的是(　　)A．可以通过升温实现由c点变到a点B．d点可能有沉淀生成C．a点对应的Ksp等于b点对应的KspD．该温度下，Ksp＝4×10－18解析：选C　通过温度变化改变难溶物的溶解度，难溶物的阴、阳离子应同时增大或减小，A项错误；溶解平衡曲线上方表示过饱和溶液，有沉淀生成，曲线以下表示不饱和溶液，所以d点没有沉淀生成，B项错误；温度不变，Ksp不变，C项正确；该温度下，Ksp＝2×10－18，D项错误。5．医学上在进行胃肠疾病的检查时，利用X射线对BaSO4穿透能力较差的特性，常用BaSO4做内服造影剂，这种检查手段称为钡餐透视。Ⅰ.请写出BaSO4能作为钡餐透视的另外一个理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.请用文字叙述和离子方程式说明钡餐透视时为什么不用BaCO3?________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅲ.某课外活动小组为探究BaSO4的溶解度，分别将足量BaSO4放入：①5mL水　②20mL0.5mol·L－1的Na2SO4溶液　③40mL0.2mol·L－1的Ba(OH)2溶液　④40mL0.1mol·Ln－1的H2SO4溶液中，溶解至饱和。(1)以上各溶液中，c(Ba2＋)的大小顺序正确的是____________，BaSO4的溶解度的大小顺序为______(填序号)。A．③＞①＞④＞②B．③＞①＞②＞④C．①＞④＞③＞②D．①＞③＞④＞②(2)已知25℃时，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，上述条件下，溶液③中的c(SO)为________________，溶液②中c(Ba2＋)为________________。(3)某同学取同样的溶液③和溶液④直接混合，则混合溶液的pH为________(假设混合后溶液的体积为混合前两溶液的体积之和)。解析：BaSO4既不溶于水，也不溶于酸，同时可经人体排出，不会引起Ba2＋中毒，胃酸与BaCO3反应生成Ba2＋引起人体中毒，BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑，②④由于c(SO)增大，BaSO4溶解度降低但②中的c(SO)大于④中的，③中c(Ba2＋)增大，BaSO4溶解度降低，其浓度在②④之间，故c(Ba2＋)大小应为③＞①＞④＞②，溶解度应是①＞④＞③＞②，③中c(SO)＝＝5.5×10－10mol·L－1。②中c(Ba2＋)＝＝2.2×10－10mol·L－1；当③④混合，发生反应Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H2O，由于Ba(OH)2过量，故显碱性，其c(OH－)＝mol·L－1＝0.1mol·L－1，c(H＋)＝＝10－13mol·L－1，pH＝13。答案：Ⅰ.BaSO4既不溶于水，也不溶于酸，可经人体排出体外，不会引起Ba2＋中毒Ⅱ.BaCO3遇到胃酸生成Ba2＋，会使人体中毒，BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑Ⅲ.(1)A　C　(2)5.5×10－10mol·L－12．2×10－10mol·L－1　(3)13