沉淀溶解平衡(1107)
沉淀溶解平衡
知识梳理
一、沉淀溶解平衡
1.概念
在一定温度下,当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时,和相等的状态。
2.沉淀溶解平衡的建立
溶液中的溶质溶解沉淀
固体溶解溶解沉淀
溶解平衡溶解沉淀
析出晶体
固体溶质
3.沉淀溶解平衡的特征
4.溶解平衡的表达方法：
m M n＋(aq)＋n A m－(aq)
M m A n(s)
注意在沉淀后用“s”标明状态，溶液中用“aq”标明状态，并用“”连接。如：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq) CaCO 3(s)Ca2＋(aq)＋CO2－3(aq)
Ag 2S(s)2Ag＋(aq)＋S2－(aq) Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)＋3OH－(aq) 思考：下列方程式各表示什么意义。
①AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
②AgCl === Ag＋＋Cl－
③AgCl Ag＋＋Cl－
④CH 3COOH CH3COO－＋H＋
5.沉淀溶解平衡的影响因素
(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。
①．浓度：加水，平衡向溶解方向移动。
②．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]。
③．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。
④．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。
以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)ΔH>0为例
二．溶度积常数（K sp）
1.定义：在一定条件下，难溶强电解质A m B n达到溶解平衡时，离子浓度幂之积为一常数，
叫做溶度积常数，简称溶度积，符号为K sp。
2.表达式：M m A n(s)m M n＋(aq)＋n A m－(aq)为例(固体物质不列入平衡常数表达式)，
K sp＝[c(M n＋)]m·[c(A m－)]n，如
AgCl(s)Cl－(aq)＋Ag＋(aq)，K sp（AgCl）＝c(Ag＋)·c(Cl－)。
Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)＋3OH－(aq) ，K sp[Fe(OH)3] ＝c(Fe3+)·c3(OH－)
注意：K sp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。
3.意义：
①K sp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，相同类型的物质，K sp的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小，也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。K sp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力相对越强。
②与平衡常数一样，K sp与温度有关。不过温度改变不大时，K sp变化也不大，常温下的计算可不考虑温度的影响。
4. 溶度积和离子积
以A m B n(s)m A n＋(aq)＋n B m－(aq)为例：
溶度积离子积
三、沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
当溶液中离子积(Q c)大于溶度积(K sp)时有沉淀生成。
(1)调节pH法:如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH至4左右,离子方程式为Fe3++3NH3·H2O Fe(OH)3↓+3N。
(2)沉淀剂法:如用H2S沉淀Cu2+,离子方程式为Cu2++H2S CuS↓+2H+。
2.沉淀的溶解
当溶液中离子积(Q c)小于溶度积(K sp)时,沉淀可以溶解。
(1)酸溶解:用离子方程式表示CaCO3溶于盐酸:
CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O。
(2)盐溶解:用离子方程式表示Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液:Mg(OH)2+2N Mg2++2NH3·H2O。
(3)配位溶解:用离子方程式表示AgCl溶于氨水:
AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O。
(4)氧化还原溶解:如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。
3.沉淀的转化
在难溶物质的饱和溶液中,溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀。
(1)实质:的移动。
(2)实例:AgNO3溶液,则K sp(AgCl)>K sp(AgBr)。
(3)应用
①锅炉除垢:将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为CaSO4+C CaCO3+S。
考点一沉淀溶解平衡及其应用
1.下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中,正确的是()。
A.升高温度,AgCl的溶解度减小
B.在任何含AgCl固体的水溶液中,c(Ag+)=c(Cl-)且二者乘积是一个常数
C AgCl沉淀生成和溶解不断进行,但速率相等
D.向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl溶解的质量不变
2.试用平衡移动原理解释下列事实。
(1)BaCO3不溶于水,但却不能作钡餐。
(2)CaCO3难溶于稀H2SO4,却能溶于醋酸中。
(3)分别用等体积的蒸馏水和0.01 mol·L-1的盐酸洗涤AgCl沉淀,用水洗涤造成AgCl的损失量大于用稀盐酸洗涤的损失量。
3.以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子,通过添加过量难溶电解质MnS,可使这些金属离子形成硫化物沉淀,经过滤除去包括MnS在内的沉淀,再经蒸发、结晶,可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实,下列分析正确的是()。
A.相同条件下,MnS的溶解度小于CuS、PbS、CdS等硫化物的溶解度
B.除杂试剂MnS也可用Na2S替代
C.MnS与Cu2+反应的离子方程式是Cu2++S2-CuS↓
D整个过程中涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
4.25 ℃时,5种盐的溶度积常数(K sp)如表所示:
结合相关数据分析,下列说法不正确
．．．的是()。
A.除去溶液中的Ag+用硫化钠溶液比硫酸钠效果好
B向AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡体系中加入少量氯化钠固体,溶液中c(Ag+)不变
C.向少量溴化银悬浊液中加入足量饱和食盐水,沉淀颜色会由浅黄色变为白色
D.向生成的黄色AgI沉淀中滴加少量Na2S溶液,沉淀会变为黑色
考点二溶度积常数及其应用
1.下列说法不正确
．．．的是()。
A.K sp只与难溶电解质的性质和温度有关
B.因为K sp(ZnS)>K sp(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,K sp不变
D两种难溶电解质作比较时,K sp小的溶解度一定小
2.已知常温下K sp(AgCl)=1.8×10-10,K sp(AgBr)=5×10-13,下列有关说法错误的是()。
=360
A.在饱和AgCl、AgBr的混合溶液中:-
-
B.向AgCl悬浊液中滴加浓NaBr溶液会产生淡黄色沉淀
C AgCl在水中的溶解度及K sp均比在NaCl溶液中的大
D.欲用1 L NaCl溶液将0.01 mol AgBr转化为AgCl,则c NaCl ≥3.61 mol·L-1
3.已知lg2=0.30,K sp[Mn(OH)2]=2.0×10-13。实验室制氯气的废液中c(Mn2+)=0.1 mol·L-1,向该溶液中滴加稀氢氧化钠溶液至Mn2+完全沉淀的最小pH等于()。
A.8.15
B.9.3 C 10.15 D.11.6
4.相关物质的溶度积常数见下表(25 ℃):
下列有关说法中不正确
．．．的是()。
A.浓度均为0.2 mol·L-1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等体积混合一定产生CH3COOAg 沉淀
B 将0.001 mol·L-1 AgNO3溶液滴入0.001 mol·L-1KCl和0.001 mol·L-1 K2CrO4的混合溶液中,先产生Ag2CrO4沉淀
C.向浓度为0.11 mol·L-1 MgCl2溶液中加入氨水产生Mg(OH)2沉淀时溶液的pH为9
D.在其他条件不变的情况下,向饱和AgCl溶液中加入NaCl溶液,K sp(AgCl)不变
5.在T ℃时,铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法中不正确
．．．的是()。
A.T ℃时,在Y点和Z点,Ag2CrO4的K sp相等
B.向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点
C T ℃时,Ag2CrO4的K sp为1×10-8
D.图中a=10-4
6.某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:
p(Ba2+)=-lgc(Ba2+),p(S)=-lgc(S)。下列说法正确的是()。
A.该温度下,K sp(BaSO4)=1.0×10-24
B.a点的K sp(BaSO4)小于b点的K sp(BaSO4)
C.d点表示的是该温度下BaSO4的不饱和溶液
D 加入BaCl2可以使溶液由c点变到a点
7.常温下,取一定量的PbI2固体配成饱和溶液,t时刻改变某一条件,离子的浓度变化如图所示[注:第一次平衡时c(I-)=2×10-3 mol·L-1,c(Pb2+)=1×10-3 mol·L-1],下列有关说法正确的是()。
A.常温下,PbI2的K sp=2×10-6
B.温度不变,向PbI2饱和溶液中加入少量KI浓溶液,PbI2的溶度积变大,I-浓度不变
C 常温下K sp(PbS)=8×10-28,向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液,反应
PbI2(s)+S2-(aq)PbS(s)+2I-(aq)的化学平衡常数为5×1018
D.t时刻改变的条件是升高温度,PbI2的K sp增大
8.AlPO4在不同温度下的沉淀溶解平衡曲线如图所示(T2>T1)。下列说法正确的是()。
A.图像中四个点的K sp:a=b>c>d
B AlPO4在b点对应的溶解度大于c点
C.AlPO4(s)Al3+(aq)+P(aq)ΔH<0
D.升高温度可使d点移动到b点
12月9日课后作业
1.下列说法正确的是()。
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
B.K sp越小,难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱
C K sp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
2.下列化学原理的应用,主要是利用沉淀溶解平衡原理来解释的是()。
①热纯碱溶液洗涤油污的能力强②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③溶洞、珊瑚的形成④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能⑤泡沫灭火器灭火的原理
A ②③④ B.①②③ C.③④⑤ D.①②③④⑤
3.已知室温时K sp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,则此温度下Mg(OH)2在pH=12的NaOH溶液中的最大溶解浓度为()。
A 1.8×10-7 mol·L-1 B.1.0×10-5 mol·L-1
C.1.0×10-7 mol·L-1
D.1.8×10-9 mol·L-1
4.在25 ℃时,碳酸钙在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知25 ℃时硫酸钙的
K sp=9.1×10-6。下列说法不正确
．．．的是()。
A.除去锅炉水垢中硫酸钙的方法可以转化为碳酸钙,然后用酸去除
B.图中b点碳酸钙的结晶速率大于其溶解速率
C 通过蒸发,可使溶液由a点变化到c点
D.在25 ℃时,反应CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq)的平衡常数K=3250
5.t ℃时,卤化银(AgX,X=Cl,Br)的2条溶解平衡曲线如图所示,已知AgCl、AgBr的K sp依次减小,且p(Ag+)=-lgc(Ag+),p(X-)=-lgc(X-),利用pX-pAg的坐标系可表示出AgX的溶度积与溶液
中的c(Ag+)和c(X-)的相互关系。下列说法错误
．．的是()。
A t ℃时,c点可表示AgCl的不饱和溶液
B.曲线B表示的是AgBr
C.取a、b两点处溶液等体积混合,维持t ℃不变,混合溶液中一定无白色沉淀生成
D.在t ℃时,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈104
6.常温下,金属离子(M n+)浓度的负对数值随溶液pH变化关系如图所示[已知:pM=-lgc(M n+),当c(M n+)≤10-5 mol·L-1时认为该金属离子已沉淀完全]。下列说法正确的是()。
A.常温下,K sp[Mg(OH)2] B.可以通过调节溶液pH的方法分步沉淀Cu2+和Fe2+ C 除去Cu2+中少量Fe3+,可控制溶液3≤pH<4 D.pM与K sp之间的关系式为pM=lgK sp-nlgc(OH-) 7.一定温度下,难溶电解质A m B n在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,其平衡常数K sp=c m(A n+)·c n(B m-)称为难溶电解质的溶度积。已知下表数据: 下列关于含有等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法正确的是()。 A.向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到的是蓝色沉淀 B 该混合溶液中c(S)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5∶4 C.向该混合溶液中加入适量氯水,调节pH到4~5后过滤,可获得纯净的CuSO4溶液 D.向该混合溶液中加入适量氨水,调节pH到9.6后过滤,将所得沉淀灼烧,可得到等物质的量的CuO、FeO、Fe2O3三种固体的混合物 8.硫酸锶(SrSO4)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.温度一定时,K sp(SrSO4)随c(S)的增大而减小 B.三个不同温度中,363 K时K sp(SrSO4)最大 C 283 K时,图中a点对应的溶液是不饱和溶液 D.283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液 9.某小组同学研究合成氨反应及氨水的性质如下: (1)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH =-92.4 kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-483.6 kJ·mol-1则氨气完全燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式为。 (2)合成氨反应平衡混合气中NH3的体积分数随温度或压强变化的曲线如图所示,图中L(L1、L2)、x代表温度或压强。其中x代表的是(填“温度”或“压强” 判断L1、L2的大小关系:L1(填“<”或“>” L2。 (3)已知:在硫酸铜溶液中加入浓氨水,首先析出蓝色的碱式硫酸铜沉淀,氨水过量时此沉淀溶解,得到深蓝色的四氨合铜(Ⅱ)络离子,发生的离子反应如下: a.2Cu2++2NH3·H2O+S2N+Cu2(OH)2SO4↓ b.Cu2(OH)2SO4+8NH32[Cu(NH3)4]2++S+2OH- 某小组设计如下实验: ①试管ⅰ中反应的离子方程式为。 ②试管ⅱ中的深蓝色晶体是[Cu(NH3)4]SO4·H2O,该实验现象反映出该晶体的性质是。 ③请结合方程式解释试管ⅲ加入少量NaOH后产生蓝色沉淀和气体的原因:。 【答案】(1)4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1266 kJ·mol-1 (2)压强< (3)①[Cu(NH3)4]2++S2-CuS↓+4NH3↑ ②相同温度下,该晶体在水中的溶解度大于在乙醇中的溶解度 ③Cu2(OH)2SO4+8NH32[Cu(NH3)4]2++S+2OH-,加入NaOH,使c(OH-)增大,平衡逆向移动,析出蓝色沉淀并生成气体 7 沉淀-溶解平衡习题解答(p180-182) 1. 解答：(1)解：AgI (2)解：Mg(OH)2 2. 解答：(1) CaF 2 ? Ca 2+ + 2F - s+0.0010 2s K sp =(s+0.0010)(2s)2≈4?0.0010s 2 (2) Ag 2CrO 4 ? 2Ag + + CrO 42- 2s+0.010 s K θsp =(2s+0.010)2?s ≈0.0102?s 3. 解答： M 2X = 2M + + X 2- X 2-有酸效应： 4. 解答：(1) CaF 2 ? Ca 2+ + 2F - (2) BaSO 4 ? Ba 2+ + SO 42- (3) CuS ? Cu 2+ + S 2- ) L mol (104.1)L mol ()5.077.234104.1(11612 62 ----??=???==s K sp ) L m ol (102.1)L m ol ()32.581105.8(44)2(11113 33 2 ----??=????==?=s s s K sp 1 5111 L mol 102.8L mol 0010.04107.20.00104----??=???= ?= θsp K s 1 82 12 2L mol 100.2010.0100.2010.0---??=?==θ sp K s 19 2 12 2X(H)100.1Ka Ka ][H Ka ][H 1?=++=++α) L (mol 100.14100.1100.44)2(1103 19 493 X(H) sp X(H) sp 'sp 2---??=???=?= ?==?ααθθ θK s K K s s ) L (mol 102.14)10(107.24 )2(1010 8.6101][1133 2 2.1113 2 ) (2 ) (22 .14 2 ) (-----+??=??= ?= ?=?=?+=+=H F sp H F sp a H F K s K s s K H αααθθ) L (mol 104.110101.11010 2.10 .21][1142.210)() (22 .22 ) (24 24 224----+??=??=?=?==?+=+=--- H SO sp H SO sp a H SO K s K s K H αααθθ ) L (mol 102.21010610][][1189.1936)() (29 .192 ) (222 122---++??=??=?=?==++=--- H S sp H S sp a a a H S K s K s K K H K H αααθθ 一．固体物质的溶解度 1.溶解度：在一定温度下，某固体物质在100g 溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。符号：S ，单位：g ，公式：S=（m 溶质/m 溶剂 ）×100g 2.不同物质在水中溶解度差别很大，从溶解度角度，可将物质进行如下分类： 3.绝大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大，少数物质的溶解度随温度变化不明显，个别物质的溶解度随温度的升高而减小。 二?沉淀溶解平衡 1.溶解平衡的建立 讲固态物质溶于水中时，一方面，在水分子的作用下，分子或离子脱离固体表面进入水中，这一过程叫溶解过程；另一方面，溶液中的分子或离子又在未溶解的固体表面聚集成晶体，这一过程叫结晶过程。当这两个相反过程速率相等时，物质的溶解达到最大限度，形成饱和溶液，达到溶解平衡状态。 2.沉淀溶解平衡 绝对不溶解的物质是不存在的，任何难溶物质的溶解度都不为零。以AgCl 为例：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，便得到饱和溶液，即建立下列动态平衡： AgCl(s) Ag ＋(aq)＋Cl － (aq) 3.溶解平衡的特征 1）动：动态平衡 2）等：溶解和沉淀速率相等 3）定：达到平衡，溶液中离子浓度保持不变 4）变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。 三．沉淀溶解平衡常数——溶度积 1）定义：在一定温度下，难溶性物质的饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡，其平衡常数叫溶度积常数。 2）表达式：以MmAn(s) mMn +(aq)+nAm -(aq)为例： Ksp=[c(Mn+)]m ·[c(Am-)]n 3）意义：反应了物质在水中的溶解能力。对于阴阳离子个数比相同的电解质，Ksp 数值越大，电解质在 水中的溶解能力越强。 4）影响因素：与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。 四．影响沉淀溶解平衡的因素 1）内因：难溶电解质本身的性质 2）外因：①浓度：加水稀释，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动 ②温度：多数难溶性电解质溶解于水是吸热的，所以升高温度，沉淀溶解平衡向溶解的方向 移动。 ③同离子效应：向沉淀溶解平衡体系中，加入相同的离子，使平衡向沉淀方向移动。 ④其他：向体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或气体的离子，使平衡向溶解方 向移动。 五．溶度积规则 通过比较溶度积Ksp 与溶液中有关离子的离子积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?对AgCl 而言,其Qc=c(Ag +)·c(Cl -),该计算式中的离子浓度不一定是平衡浓度,而 Ksp 计算式中的离子浓度一定是平衡浓度? 1)若Qc>Ksp,则溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡? 2)若Qc=Ksp,则溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态? 溶解 沉淀 第四单元难溶电解质的沉淀溶解平衡 第二课时沉淀溶解平衡原理的应用教学设计 （一）三维目标 知识与技能目标 1、使学生能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化过程进行分析。 2、知道沉淀转化的本质并能够对相关实验的现象以及生活中的一些相关问题进行解 释。 过程与方法目标 初步建立解决沉淀溶解平衡问题的一般思路，尝试运用微粒观、动态观、定量观分析沉淀溶解平衡的相关问题。 情感态度价值观目标 通过对生产、生活中与沉淀溶解平衡有关的某些现象的讨论，使学生体会到化学对于提高人类生活质量、促进社会发展的作用，激发学生学习化学的热情。 （二）教学重点 1．沉淀的转化的基本原理； 2．解决沉淀溶解平衡相关问题的基本思路； ( 三)教学难点 用微粒观、动态观、定量观分析水溶液中的平衡问题。 ( 四)教学过程 【教师】上一节课我们学习了难溶电解质的沉淀溶解平衡，我们要求大家要学会描述沉淀溶解平衡的建立，这里我们以AgCl悬浊液为例，请一位同学来描述一下在这个体系中，沉淀溶解平衡是如何建立的？ 【学生】微观上说，在AgCl悬浊液体系，一方面，在水分子的作用下，少量的Ag+和Cl-脱离AgCl表面进入水中，这是沉淀溶解过程；另一方面，溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl表面析出，这是沉淀生成过程。在一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，达到平衡状态，形成AgCl饱和溶液，这种平衡就是沉淀溶解平衡。 【教师】我们可以用平衡表示式表示沉淀溶解平衡。 【教师】 【教师】为了便于分析，我们省略相关标注。 【教师】沉淀溶解平衡是一个动态平衡，也会因影响因素的变化而发生移动。影响沉淀溶解平衡的因素有温度、离子浓度、pH等。根据平衡移动原理，如果改变影响平衡的条件，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。例如，当AgCl悬浊液体系达到沉淀溶解平衡时，增大体系中Cl-的浓度，平衡就会向生成AgCl沉淀的方向移动；反之，如果减小体系中Cl-的浓度，那么平衡就会向AgCl沉淀溶解的方向移动。因此，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。这就是沉淀溶解平衡的应用。 【板书】第2课时沉淀溶解平衡原理的应用 [讲述] 那么现在我们就通过实验来初步体会沉淀溶解平衡的应用。 (学生完成第90页的“活动与探究”) [学生] 滴加AgNO3溶液后出现白色沉淀，滴加KI溶液后，变成黄色沉淀，滴加Na2S 溶液，变成黑色沉淀。 [引导思考]那么，如何解释这种现象呢？这里我们提供给同学们关于难溶物颜色的资料。刚才看到的不同颜色的沉淀应该分别是哪些呢？发生了什么样的变化。 [PPT演示] AgCl、AgI、Ag2S的颜色 [引导学生表述] 根据所给数据结合已学知识，白色沉淀应该是AgCl，黄色沉淀是AgI，黑色沉淀是Ag2S沉淀。刚才的现象说明了向AgCl溶液中滴加KI溶液，AgCl会转化为AgI；而继续滴加Na2S溶液，则沉淀转化为Ag2S黑色沉淀。 [讲述] 这就是沉淀溶解平衡的一个重要应用——沉淀的转化。 [板书] 一、沉淀的转化 [设疑] 为什么会发生上述沉淀的转化？沉淀转化有什么一般性的规律呢？我在上面给 大家上述沉淀的溶解度数据，大家可以参考这些数据，然后和小组的同学一起讨论。 [组织] 请同学以前后两桌4~6个人为一组进行讨论，然后请各组同学派代表来回答问题。开始讨论！ [PPT演示] AgCl、AgI、Ag2S的溶解度(25℃) [学生讨论，老师参与讨论，并适当引导学生得出较为准确的结论] [学生汇报讨论结果，教师及时给予引导] 向NaCl溶液加AgNO3溶液，生成白色的AgCl 沉淀生成。由于AgCl是难溶电解质，在溶液中存在沉淀溶解平衡。(利用已写板书，不再进行书写) 。 沉淀溶解平衡的应用、溶度积的相关计算及溶解图像 （解析版） 一、单选题（本大题共22小题，每题1分，共22分） 1.一定温度下，三种碳酸盐MCO 3 (M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：pM＝－lg c(M)，p(CO2－3)＝－lg c(CO2－3)。下列说法正确的是 ( ) A．MgCO 3、CaCO 3 、MnCO 3 的K sp依次增大 B．a点可表示MnCO 3 的饱和溶液，且c(Mn2＋)＝c(CO2－3) C．b点可表示CaCO 3 的饱和溶液，且c(Ca2＋) 难溶电解质的溶解平衡 一．固体物质的溶解度 1.溶解度：在一定温度下，某固体物质在100g 溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。符号：S ，单位：g ，公式：S=（m 溶质/m 溶剂 ）×100g 2.不同物质在水中溶解度差别很大，从溶解度角度，可将物质进行如下分类： 3.解度随温度的升高而减小。 二?沉淀溶解平衡 1.溶解平衡的建立 讲固态物质溶于水中时，一方面，在水分子的作用下，分子或离子脱离固体表面进入水中，这一过程叫溶解过程；另一方面，溶液中的分子或离子又在未溶解的固体表面聚集成晶体，这一过程叫结晶过程。当这两个相反过程速率相等时，物质的溶解达到最大限度，形成饱和溶液，达到溶解平衡状态。 溶质溶解的过程是一个可逆过程： ? ?? ??→<→=→>????→→晶体析出 溶解平衡固体溶解 结晶溶液中的溶质溶解固体溶质结晶溶解结晶溶解结晶溶解v v v v v v 2.沉淀溶解平衡 绝对不溶解的物质是不存在的，任何难溶物质的溶解度都不为零。以AgCl 为例：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，便得到饱和溶液，即建立下列动态平衡： AgCl(s) Ag ＋(aq)＋Cl － (aq) 3.溶解平衡的特征 1）动：动态平衡 2）等：溶解和沉淀速率相等 3）定：达到平衡，溶液中离子浓度保持不变 4）变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。 三．沉淀溶解平衡常数——溶度积 1）定义：在一定温度下，难溶性物质的饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡，其平衡常数叫溶度积常数。 2）表达式：即：AmBn(s) mA n+(aq)＋nB m － (aq) Ksp =[A n+]m ·[B m － ]n 例如：常温下沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag +(aq)＋Cl － (aq)， Ksp(AgCl)=[Ag +][Cl － ] ＝1.8×10 －10 常温下沉淀溶解平衡：Ag 2CrO 4(s) 2Ag +(aq)＋CrO 42-(aq)， Ksp(Ag 2CrO 4)=[Ag +]2 [CrO2- 4] ＝1.1×10 －12 3）意义：反应了物质在水中的溶解能力。对于阴阳离子个数比相同的电解质，Ksp 数值越大，电解质在 溶解 沉淀 1．(1)已知K sp(AgBr)＝4.9×10－13，则将AgBr放在蒸馏水中形成饱和溶液，溶液中的c(Ag＋)是多少？ (2)已知常温时，K sp[Mg(OH)2]＝4.0×10－12mol3·L－3， 则将Mg(OH)2放入蒸馏水中形成饱和溶液，溶液的pH 为多少？ (3)在0.01 mol·L－1的MgCl2溶液中，逐滴加入NaOH 溶液，刚好出现沉淀时，溶液的pH是多少？当Mg2＋完全沉淀时，溶液的pH为多少？ 2．已知K sp(AgCl)＝1.8×10－10mol2·L－2， K sp(Ag2CrO4)＝1.6×10－12mol3·L－3， 现在向0.001 m ol·L－1 K2CrO4和0.01 mol·L－1 KCl混合液中滴加0.01 mol·L－1 AgNO3溶液，通过计算回答： (1)Cl－、CrO2－4谁先沉淀？ (2)刚出现Ag2CrO4沉淀时，溶液中Cl－浓度是多少？(设滴加过程中体积不变) 3．(2009·广东，18改编) 硫酸锶(SrSO4)在水中的 沉淀溶解平衡曲线如图。 下列说法正确的是( ) A．温度一定时，K sp(SrSO4) 随c(SO2－4)的增大而减小 B．三个不同温度中，313 K时K sp(SrSO4)最大 C．283 K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液 D．283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液 9. 已知：pAg＝－lg[c(Ag＋)]， K sp(AgCl)＝1×10－12mol2·L－2。 如图是向10 mL AgNO3溶液中 逐渐加入0.1 mol·L－1的NaCl 溶液时，溶液的pAg随着加入 NaCl溶液的体积(单位mL)变化的图像(实线)。根据图像所得下列结论正确的是( ) A．原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L－1 B．图中x点的坐标为(100,6) C．图中x点表示溶液中Ag＋被恰好完全沉淀 D．把0.1 mol·L－1的NaCl换成0.1 mol·L－1 NaI 则图像在终点后变为虚线部分 考点1：盐类水解平衡及其应用 一、盐类水解的定义和实质 1. 盐类水解的定义 强酸弱碱盐和强碱弱酸盐溶于水时，电离产生的阴离子或阳离子可分别与水电离出来的或生成弱电解质— 弱酸或弱碱。盐与水发生的这种作用叫做盐类的水解。 2. 盐类水解的实质 盐类的水解是盐跟水之间的化学反应，水解反应的实质是生成弱电解质使水的电离平衡被破坏而建立起新的电离平衡。 3. 盐类水解反应离子方程式的书写 一般盐类水解的程度很小，水解产物也很少，通常不生成沉淀和气体，书写水解方程式时，一般不用“↑”、“↓”。盐类水解是可逆反应，除发生强烈双水解的盐外，一般盐类水解的离子方程式中不写“=”而写“”。 二、盐类水解的影响因素及其应用 1. 内因：盐本身的性质 （1）弱碱越弱，其阳离子的水解程度就越大，溶液酸性越强。 （2）弱酸越弱，其阴离子的水解程度就越大，溶液碱性越强。 2. 外因 （1）温度：升高温度，水解平衡正向移动，水解程度增大。 （2）浓度： ① 增大盐溶液的浓度，水解平衡正向移动，水解程度减小，但水解产生的离子浓度增大；加水稀释，水解平衡正向移动，水解程度增大，但水解产生的离子浓度减小。 ② 增大，促进强碱弱酸盐的水解，抑制强酸弱碱盐的水解；增大，促进强酸弱碱盐的水解，抑制强碱弱酸盐的水解。 三、盐类水解的规律 有弱才水解，都弱都水解，越弱越水解，谁强显谁性。 1. 组成盐的弱碱阳离子能水解，相应盐溶液显酸性；组成盐的弱酸阴离子能水解，相应盐溶液显碱性。 2. 盐对应的酸（或碱）越弱，水解程度越大，相应盐溶液碱性（或酸）性越强。 3. 多元弱酸跟的正酸根离子比酸式酸根离子水解程度大得多，如同浓度的 比的水解程度大得多。 四、溶液中的几个守恒关系 1. 电荷守恒：电解质溶液呈电中性，即所有阳离子所带的正电荷总数与所有阴离子所带的负电荷总数代数和为零。 2. 物料守恒（原子守恒）：即某种原子在变化过程（水解、电离）中数目不变。 高二选修化学反应原理单元练习之二十七 沉淀溶解平衡的应用 一、选择题 1．类似于水的离子积，难溶盐AmBn也有离子积K sp且 Ksp＝〔C（A n+）〕m·〔C（B mˉ）〕n，已知常温下BaSO4的溶解度为2.33×10ˉ4g，则其K sp为： A．2.33×10ˉ4B．1×10ˉ5C．1×10ˉ10D．1×10ˉ12 2．在100ml0.01 mol·Lˉ1KCl溶液中，加入1ml0.01 mol·Lˉ1AgNO3溶液，下列说法正确的是（AgCl的Ksp＝1.8×10ˉ10）： A．有AgCl沉淀析出B．无AgCl沉淀 C．无法确定D．有沉淀，但不是AgCl 3．铝和镓的性质相似，如M(OH)3都是难溶的两性氢氧化物。在自然界镓常以极少量分散于铝矿，如Al2O3中。用NaOH溶液处理铝矿（Al2O3）时，生成NaAlO2、NaGaO2；而后通入适量CO2，得Al(OH)3沉淀，而NaGaO2留在溶液中（循环多次后成为提取镓的原料）。发生后一步反应是因为 A．镓酸酸性强于铝酸B．铝酸酸性强于镓酸 C．镓浓度小，所以不沉淀D．Al(OH)3是难溶物 4．将100mL 0.1 mol·Lˉ1的AgNO3溶液加入足量的NaCl和NaF的混合溶液中，产生1.435g沉淀，则下列说法正确的是 A．产生的沉淀为AgCl B．产生的沉淀为AgF C．产生的沉淀为AgF和AgCl D．AgF溶于水 5．石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2 OHˉ(aq)；加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是 A．Na2CO3溶液B．AlCl3溶液C．NaOH溶液D．CaCl2溶液 二、填空题 6．向含有AgI的饱和溶液中，分别进行如下操作： （1）加入固体AgNO3，则C(Iˉ) 沉淀溶解平衡的计算： 1:已知一定温度下，Mg(OH)2在水中的溶解度为5.8 ×10-3g/L。 (1)求Mg(OH)2饱和溶液中的溶度积K sp (2)求Mg(OH)2饱和溶液中的pH和[OH-] (3)求Mg(OH)2在0.001mol/L的NaOH溶液中的溶解度。 (4)求Mg(OH)2在0.001mol/L的MgCl2溶液中的溶解度。 2．(1)已知25 ℃时，K sp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下： 25 ℃时，在Mg(OH)2____________。 (2)向50 mL 0.018 mol·L－1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L－1的盐酸，生成沉淀。已知该温度下AgCl 的K sp＝1.0×10－10，忽略溶液的体积变化，请计算： ①完全沉淀后，溶液中c(Ag＋)＝__________。②完全沉淀后，溶液的pH＝__________。 ③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L－1的盐酸，是否有白色沉淀生成？ ________________(填“是”或“否”)。 (3)在某温度下，K sp(FeS)＝6.25×10－18，FeS饱和溶液中c(H＋)与c(S2－)之间存在关系：c2(H＋)·c(S2－)＝ 1.0×10－22，为了使溶液里c(Fe2＋) 达到1 mol·L－1，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的 c(H＋)约为__________________。 沉淀溶解平衡的应用： 例1：已知：Cu(OH)2： Ksp为2.2×10-20， Fe(OH)3： Ksp为1.6×10-39 现有浓度均为0.1mol/L的 Cu2+、Fe3+的混合溶液， 1.6×10-39则： ⑴Fe3+开始沉淀时的c(OH-)=_____，完全沉淀时的c(OH-)=_____ ， （离子浓度小于10-5时可看成完全沉淀） Cu2+开始沉淀时的c(OH-)=_____ 。 ⑵若要除去Fe3+，应将pH调节至____________ 例2锅炉水垢既会降低燃料的利用率，造成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿命，还可能形成安全隐患，因此要定期除去锅炉水垢。水垢中含有CaSO4，用酸很难除去。思考：如何去除CaSO4 ？写出相应方程式。 例3：BaSO4的Ksp比 BaCO3小，你认为能实现这一转化吗？已知常温下， BaCO3的K SP = 5.1×10-9 mol2?L-2，BaSO4的K SP =1.0×10-10 mol2?L-2 。现将0.233g BaSO4固体放入100mL水中（忽略溶液体积变化），则： ①溶液中c(Ba2+)= ， ②若在上述体系中，实现BaSO4向BaCO3转化， CO32-浓度的取值范围是。 第3节沉淀溶解平衡知识点 核心知识点及知识点解读 一、沉淀溶解平衡和溶度积 1、沉淀溶解平衡的建立：一定条件下，强电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉 淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。 2、沉淀溶解平衡常数－－溶度积 （1）定义：在一定条件下，难溶性物质的饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡，其平衡常数叫 做溶度积常数或溶度积。 （2）表达式：以PbI2(s)溶解平衡为例： PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)K sp＝[Pb2+][I-]2=7.1×10-9mol3L-3 （3）意义 溶度积反映了物质在水中的溶解能力。对于阴阳离子个数比相同的电解质，K sp的数值越大，电解质在水中的溶解能力越强。 （4）影响K sp的因素 K sp与其他化学平衡常数一样，只与难溶性电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和 溶液中离子的浓度无关。 3、沉淀溶解的特征：等、动、定、变。 等——v溶解 = v沉淀（结晶） 动——动态平衡， v溶解 = v沉淀≠0 定——达到平衡时，溶液中离子浓度不再改变。 变——当外界条件改变，溶解平衡将发生移动。 4、影响溶解平衡的因素 （1）内因：电解质本身的性质 ①绝对不溶的电解质是没有的。 ②同是难溶电解质，溶解度差别也很大。 ③易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。 （2）外因：遵循平衡移动原理 ①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。 ②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。 ③同离子效应：向沉淀溶解平衡体系中，加入相同的离子，使平衡向沉淀方向移动，但K sp 不变。 ④其他：向沉淀溶解平衡体系中，加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或气体的离 子，使平衡向溶解的方向移动，K sp不变。 二、沉淀溶解平衡的应用 1、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－－浓度商Q C的现对大小，可以判断难溶 电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解： Q C>K sp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。 Q C=K sp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。 Q C 考点十八沉淀溶解平衡曲线知识点讲解 溶度积（K sp） 1. 概念：一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数，这 个常数称为该难溶电解质的溶度积，用符号Ksp表示。 2. 表达式：对于沉淀溶解平衡：M m A n（s）mM n+(aq)+nA m-(aq)， 溶度积常数：K sp = c（M n+）m c（A m-）n 3. 溶度积规则：比较K sp与溶液中有关离子浓度幂的乘积（离子积Q c）判断难溶电解质 在给定条件下沉淀能否生成或溶解。 Q c＞K sp时，生成沉淀； Q c＝K sp时，达到溶解平衡； Q c＜K sp时，沉淀溶解。 4. 影响溶度积的因素： K sp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关，并且溶液中的离子浓度的 变化能使平衡移动，并不改变K sp。 5. 溶度积的物理意义： K sp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、阳离子个数比 相同时，K sp数值越大则难溶电解质在水中的溶解能力越强。但对化学式所表示的组成中阴、 阳离子个数比不相同的电解质，则不能直接由它们的溶度积来比较溶解能力的大小，必须通 过具体计算确定。 6. 难溶电解质的溶度积以及溶解能力的比较 沉淀溶解平衡K sp（18～25℃）溶解能力比较AgCl（s）Cl-（aq）＋Ag＋（aq） 1.8×10-10mol2. L-2 AgCl> AgBr > AgI AgBr（s）Br-（aq）＋Ag＋（aq） 5.0×10-13mol2.L-2 AgI（s）I-（aq）＋Ag＋（aq）8.3×10-17mol2.L-2 Mg(OH)2（s）Mg 2+（aq）＋2OH-（aq） 1.8×10-11mol3.L-3Mg(OH)2 > Cu(OH)2 Cu(OH)2（s）Cu 2+（aq）＋2OH-（aq） 2.2×10-20mol3.L-3 典例1（2018课标III）用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 mol·L-1 Cl-溶液的 一?固体物质的溶解度 1.溶解度：在一定温度下，某固体物质在lOOg溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这 种溶剂里的溶解度。符号：S,单位：g,公式：S=(m溶质/m溶剂)X lOOg 2.不同物质在水中溶解度差别很大，从溶解度角度，可将物质进行如下分类： 3.绝大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大，少数物质的溶解度随温度变化不明显，个别物质的溶解度随温度 的升高而减小。 二？沉淀溶解平衡 1.溶解平衡的建立 讲固态物质溶于水中时，一方面，在水分子的作用下，分子或离子脱离固体表面进入水中，这一过程叫 溶解过程；另一方面，溶液中的分子或离子又在未溶解的固体表面聚集成晶体，这一过程叫结晶过程。 当这两个相反过程速率相等时，物质的溶解达到最大限度，形成饱和溶液，达到溶解平衡状态。 2.沉淀溶解平衡 绝对不溶解的物质是不存在的，任何难溶物质的溶解度都不为零。以AgCI为例：在一定温度下，当沉 淀溶解和生成的速率相等时，便得到饱和溶液，即建立下列动态平衡： 沉淀+ AgCI(s) Ag (aq) + Cl (aq) 3.溶解平衡的特征 1)动：动态平衡 2)等：溶解和沉淀速率相等 3)定：达到平衡，溶液中离子浓度保持不变 4)变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。 三?沉淀溶解平衡常数一一溶度积 1)定义：在一定温度下，难溶性物质的饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡，其平衡常数叫溶度积常数。 2)表达式：以 MmAn(s) mMn(aq)+nAm (aq)为例： Ksp=[c(Mn+)] m? [c(Am-)] n 3)意义：反应了物质在水中的溶解能力。对于阴阳离子个数比相同的电解质, Ksp数值越大，电解质在水中的溶解能力越强。 4）影响因素：与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。 四?影响沉淀溶解平衡的因素 1）内因：难溶电解质本身的性质 2）外因：①浓度：加水稀释，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动 ②温度：多数难溶性电解质溶解于水是吸热的，所以升高温度，沉淀溶解平衡向溶解的方向 移动。 ③同离子效应：向沉淀溶解平衡体系中，加入相同的离子，使平衡向沉淀方向移动。 ④其他：向体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或气体的离子，使平衡向溶解方 向移动。 五?溶度积规则 通过比较溶度积 Ksp与溶液中有关离子的离子积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？对AgCI而言，其Qc=c（Ag+）? c（CI -）,该计算式中的离子浓度不一定是平衡浓度，而Ksp计算式中的离子浓度一定是平衡浓度？ 1）若Qc>Ksp,则溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡？ 2）若Qc=Ksp，则溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态？ 3）若Qc 沉淀的转化及其应用．《沉淀的转化及其应用》 （第3课时）教学设计 江苏省盐城中学颜兆仁 化学新课程标准强调高中化学教学应通过化学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个方面来体现对未来社会公民科学素养的培养；强调了科学探究 是一种重要而有效的学习方式，能培养学生的创新精神和实践能力。据此采取科学探究的方法来实施本课的教学。 一、教材分析 本节课所学的内容为选修4《化学反应原理》中《第三章水溶液中的离子平衡》里的《第四节难溶电解质的溶解平衡》的最后一课时。本节内容是本章的一个重点，也是高中化学的重点内容之一。并且此部分内容与与科研、生产等领域有着密切的关系。通过前面对化学平衡、电离平衡、水解平衡三大平衡理论的深入探讨，学生已初步具备运用平衡移动的观点处理一些实际问题方法，并形成了一种固有的思维方式；此时再来学习难溶电解质的溶解平衡（即沉淀溶解平衡），使学生很轻松的就能掌握难溶物在水中的溶解情况，认识沉淀溶解平衡的建立过程。教材中对于该节重点---沉淀的转化，采取的是传统的验证式的呈现方式，若完全按照教材的编排体系来讲，会使得学生的体验不深，主动性不够；为提高学生的求知欲和主动参与的积极性，培养分析问题、解决问题的能力，先提出一探究活动，通过学生分组讨论（学生分为四组做对比探究实验）和老师引导补充，把教材中两个演示实验分别设计到各探究方案中，并通过分组实验，最终分析归纳出沉淀转化的基本原理，解决沉淀溶解平衡相关问题的基本思路；沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。 1.教学目标： 知识与技能： 使学生能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化过程中的沉淀溶解平衡（即难溶电解质溶解平衡）进行分析，知道沉淀转化的方法、实质并能够对相关实验的现象以及生活中的一些相关问题进行解释。 过程与方法： ①使学生了解科学探究的基本过程和方法，提高科研能力，增强研究性学习的水平②使学生学会观察和分析实验，提高观察、分析能力和实验能力③初步建立解决沉淀溶解平衡问题的一般思路，尝试运用师生合作探究、查阅资料等分析沉淀溶解平衡的相关问题。 情感态度与价值观： ①通过沉淀的转化及其应用镁知识的学习，认识其中蕴涵的透过现象看本质和由特殊到一般的辩证唯物主义原理。（BaSO比BaCO更难溶）34②结合实验现象 以及对生产、生活中与沉淀溶解平衡有关的某些现象的讨论，使学生体会到化学对于提高人类生活质量、促进社会发展的作用，培养学生审美情趣，激发学生学习化学的热情。 三维目标中以知识为载体，体验过程，感受方法，渗透情感和价值观。 2. 教学重点和教学难点： 教学重点：沉淀转化的基本原理（方法、实质、解决沉淀溶解平衡问题的基本思路）； 教学难点：沉淀转化的应用 2 3.教学手段：多媒体辅助教学，实验教学 二、学法 1.学情分析 高二学生学习化学中的特点：①强烈的好奇心和探索精神②部分学生兴趣不稳定， 难溶电解质的溶解平衡 【学习目标】 1、知道难溶物在水中的溶解情况及沉淀溶解平衡的建立过程，能描述沉淀溶解平衡； 2、知道沉淀转化的本质； 3、知道沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用(沉淀的生成、沉淀的溶解和转化)。 【要点梳理】 要点一、沉淀溶解平衡 1．物质的溶解性 电解质在水中的溶解度，有的很大，有的很小，但仍有度。在20℃时溶解性与溶解度的关系如下： 2．难溶物的溶解平衡 难溶电解质的离子进入溶液的速率和从溶液里转回到电解质固体表面沉积的速率相等，溶液里的离子处于饱和及固态电解质的量保持不变的状态，叫做难溶电解质的沉淀溶解平衡状态，简称沉淀溶解平衡。例如： AgCl(s) Ag+(aq)+Cl―(aq) 未溶解的固体溶液中的离子 PbI2(s) Pb2+(aq)+2I―(aq) 未溶解的固体溶液中的离子 3．溶解平衡特征。 (1)“动”——动态平衡，溶解的速率和沉淀的速率都不为0； (2)“等”——v溶解=v沉淀； (3)“定”——达到平衡时，溶液中离子的浓度保持不变； (4)“变”——当改变外界条件时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。 4．沉淀溶解平衡常数——溶度积。 (1)定义：在一定条件下，难溶强电解质A m B n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，离子浓度幂的乘积为一常数，叫做溶度积K sp。 (2)表达式： A m B n(s)m A n+(aq)+n B m―(aq) K sp=[c(A n+)]m·[c(B m―)]n 要点诠释：溶度积（K sp）的大小只与难溶电解质的性质和温度有关，与浓度无关。 (3)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Q c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； Q c＞K sp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡； Q c＝K sp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态； Q c＜K sp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。 要点诠释： (1)对同种类型物质，K sp越小其溶解度越小，越容易转化为沉淀。 (2)对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶电解质，不能直接比较K sp的大小来确定其溶解能力的大小，需转化为溶解度来计算。 (3)溶液中的各离子浓度的变化只能使沉淀溶解平衡移动，并不改变溶度积。 5．影响沉淀溶解平衡的因素。 内因：难溶电解质本身的性质。 一．沉淀溶解平衡及其影响因素 1．有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法正确的是 A．AgCl沉淀生成和溶解同时在不断进行，且速率相等 B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－ C．只要向含有AgCl的饱和溶液中加入盐酸，一定会有沉淀生成 2. 已知溶液中存在平衡： Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)ΔH<0，下列有关该平衡体系的说法正确的是() ①升高温度，平衡逆向移动 ②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度 ③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的NaOH溶液 ④恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高 ⑤给溶液加热，溶液的pH升高 ⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加 ⑦向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变 A．①⑥B．①⑥⑦ C．②③④⑥D．①②⑥⑦ 3.下列叙述不正确的是() A．CaCO3能够溶解在CO2的水溶液中 B．Mg(OH)2可溶于盐酸，不溶于NH4Cl溶液 C．AgCl可溶于氨水 D．MgSO4溶液中滴加Ba(OH)2得到两种沉淀 二．沉淀溶解平衡在工农业生产中的应用 （1）废水处理 水是人类生存和发展的宝贵资源，而水质的污染问题却越来越严重。目前，世界各国已高度重视这个问题，并采取积极措施进行治理。 (1)工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方 (2)下图是某市污水处理的工艺流程示意图： ①下列物质中不可以作为混凝剂(沉降剂)使用的是______(填字母编号，可多选)。 A．偏铝酸钠B．氧化铝C．碱式氯化铝D．氯化铁 ②混凝剂除去悬浮物质的过程是________(填字母编号)。 A．物理变化B．化学变化 C既有物理变化又有化学变化 (3)在氯氧化法处理含CN－的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸 盐(其毒性仅为氰化物的千分之一)，氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。 某厂废水中含KCN，其浓度为650 mg·L－1。现用氯氧化法处理，发生如下反应：KCN ＋2KOH＋Cl2===KOCN＋2KCl＋H2O再投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气。 请配平下列化学方程式： KOCN＋KOH＋Cl2―→CO2＋N2＋KCl＋H2O。若处理上述废水20 L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需液氯__________g。 (二)废物利用 硫酸工业中废渣称为硫酸渣，其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。 已知溶液pH＝3.7时，Fe3＋已经沉淀完全；一水合氨电离常数K b＝1.8×10－5mol·L－1，其饱和溶液中[OH－]约为1×10－3 mol·L－1。请回答： (1)写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：_______________________________。 (2)上述流程中两次使用试剂①，推测试剂①应该是________(填以下字母编号)。 A．氢氧化钠B．氧化铝 C．氨水D．水 (3)溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH＝13，如果pH过小，可能导致的后果是 ________________(任写一点)。 (4)H中溶质的化学式：______________。 (5)计算溶液F中[Mg2＋]＝________(25 ℃时，氢氧化镁的K sp＝5.6×10－12mol3·L－3)。三．溶度积和离子积 人教部编版高中化学沉淀溶解平衡曲线知识考点梳理 溶度积（Ksp） 1. 概念：一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子 浓度幂的乘积是一个常数，这个常数称为该难溶电解质的溶 度积，用符号Ksp表示。 2. 表达式：对于沉淀溶解平衡：MmAn（s）? mMn+(aq)+nAm-(aq)， 溶度积常数：Ksp = c（Mn+）mc（Am-）n 3. 溶度积规则：比较Ksp与溶液中有关离子浓度幂的 乘积（离子积Qc）判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否 生成或溶解。 Qc＞Ksp时，生成沉淀； Qc＝Ksp时，达到溶解平衡； Qc＜Ksp时，沉淀溶解。 4. 影响溶度积的因素： Ksp 只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关，并且溶液中的离子浓度的变化能使平衡移动，并不改 变Ksp 。 5. 溶度积的物理意义： Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式所 表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大则难 溶电解质在水中的溶解能力越强。但对化学式所表示的组成 中阴、阳离子个数比不相同的电解质，则不能直接由它们的 溶度积来比较溶解能力的大小，必须通过具体计算确定。 6. 难溶电解质的溶度积以及溶解能力的比较 【拓展提升】 一. 沉淀的生成 1．沉淀生成的应用 在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等 领域中，常利用沉淀溶解来达到分离或除去某些离子的目 的。 2．沉淀的方法 (1) 调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁， 使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH4+。 (2) 加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某 些金属离子，如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。反应如下：Cu2＋＋S2－===CuS↓ Cu2＋＋H2S===CuS↓+ 2H+ Hg2＋＋S2－===HgS↓ Hg2＋＋H2S===HgS↓+ 2H+ 沉淀溶解平衡的应用 学习目标：学会用平衡的规律分析沉淀的生成、溶解和转化的过程，掌握沉淀转化的本质并能够解释相关实验现象和生活中的一些问题。 【课前预习区】 化学平衡移动的影响因素有哪些？如何影响？ 有哪些方法可以使沉淀溶解平衡发生移动？ 二、沉淀溶解平衡的应用 1、沉淀的生成 根据溶度积原理, 使沉淀生成的必要条件是溶液中的离子积（Qc） 溶度积K sp。因此，在一定条件下，离子浓度，使其离子浓度乘积溶度积，就可以生成沉淀。 跟踪练习：将20.0cm30.0010mol·dm-3的CaCl2溶液与30.0 cm3 0.010 mol·dm-3的KF溶液混合后，有无CaF2沉淀？已知Ksp，CaF2=1.5×10-10（假设混合后体积不变） [小组讨论]解释下列问题 （1）、如果误服可溶性钡盐应如何抢救？为什么？ （2）、溶洞里钟乳石、石笋、石柱是怎样形成的？ 2、沉淀的溶解 根据溶度积原理, 使沉淀生成的必要条件是溶液中的离子积（Qc） 溶度积K sp。因此，在一定条件下，离子浓度，使其离子浓度乘积溶度积，就可以使沉淀溶解。 [[小组讨论]]解释下列问题 （1）、为何大多数微溶氢氧化物和微溶弱酸盐都能溶于强酸？ （2）、为何FeS不溶于水但能溶于酸？ （3）、医学上为何用硫酸钡做内服造影剂而不能用碳酸钡？ （4）、人类活动是大气中二氧化碳含量增加为什么会使大海中的珊瑚死亡？ 【归纳】使沉淀溶解的常用主要方法： (1)、加入适当试剂，使其与溶液中某种离子结合生成弱电解质。 例如，大多数微溶氢氧化物和弱酸盐都能溶于中。Fe(OH)3能溶于盐酸，由于溶液中生成了弱电解质H2O，使减小，溶液中Q K sp，使平衡向Fe(OH)3 方向移动，使沉淀溶解。 (2)、加入适当氧化剂和还原剂，与溶液中某种离子发生氧化——还原反应。 例如，在CuS沉淀中加入稀HNO3，试解释原因，并写出有关的化学方程式。(3)、加入适当试剂，与溶液中某种离子结合生成配合物。 如，AgCl沉淀能溶于氨水。 例跟踪练习：计算欲使0.010mol·L-1Fe3+开始沉淀和沉淀完全时的pH值。已知Fe(OH)3的K sp = 1.1×10-36。 3、沉淀的转化 [小组合作探究]P94实验 问题讨论（1）以上实验各有什么现象？ （2）用沉淀溶解平衡理论解释原因。 （3）通过该实验可得何结论？ （4）污水中常含有铜离子等重金属离子，经常采用加入难溶硫化亚铁的方法把重金属离子沉淀，解释原因。基础化学沉淀溶解平衡习题答案
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2020届高三化学二轮微专题突破训练：沉淀溶解平衡的应用、溶度积的相关计算及溶解图像
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