第四单元 沉淀溶解平衡
学习任务1 沉淀溶解平衡
1．含义
在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了溶解平衡状态。 2．建立过程
v溶解>v沉淀，固体溶解??
溶液中的溶质?v溶解＝v沉淀，溶解平衡
??v溶解 固体溶质 3．特征 4．影响因素 (1)内因 难溶电解质本身的性质，这是决定因素。 (2)外因 以AgCl悬浊液中AgCl(s)外界条件 升高温度 加少量水 稀释 加入少量 AgNO3 通入HCl 通入H2S 逆向 正向 减小 减小 增大 增大 不变 不变 移动方向 正向 正向 Ag(aq)＋Cl(aq) ΔH＞0为例： 平衡后 c(Ag) 增大 不变 ＋＋ － 平衡后 c(Cl) 增大 不变 －Ksp 增大 不变 逆向 增大 减小 不变 5.溶度积——沉淀溶解平衡常数 (1)概念 在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，离子浓度的幂之积。 (2)表达式 对于沉淀溶解平衡：MmNn(s)浓度是平衡浓度。 (3)意义 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的数值越大，说明难溶电解质在水中的溶解能力越强。 (4)影响因素 在一定温度下，溶度积是一个常数，只受温度影响，不受溶液中物质浓度的影响。 6．浓度商 (1)表达式：MmNn(s)任意时刻的浓度。 (2)应用：判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解。 mMn(aq)＋nNm(aq)，Qc＝cm(Mn)·cn(Nm)，式中的浓度是 ＋ － ＋ － mMn(aq)＋nNm(aq)，Ksp＝cm(Mn)·cn(Nm)，式中的 ＋－＋－ 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)①难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，溶液中各种离子的溶解(或沉淀)速率都相等。( ) ②难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动。( ) 2③向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，SO24沉淀完全，溶液中只含Ba、Na和 － ＋ ＋ Cl，不含SO24。( ) ④Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小。( ) ⑤为减少洗涤过程中固体的损失，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀。( ) ⑥洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好。( ) (2)对于平衡体系：Ca(OH)2(s) Ca2(aq)＋2OH(aq) ΔH<0。 ＋ － －－ 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。( ) 答案：(1)①× ②× ③× ④× ⑤√ ⑥× (2)①√ ②× ③× ④× ⑤× ⑥√ ⑦× 2－、CaCO(s)(1)CaCO3===Ca2＋＋CO33 2－(aq)两者表示的含义不相同。Ca2＋(aq)＋CO3 前者表示CaCO3的电离方程式，CaCO3尽管难溶，但由于溶解的部分全部电离，故CaCO3为强电解质，电离过程用“===”表示。后者表示CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡，其过程是可逆的，用“ ”表示。 (2)当难溶电解质化学式所表示的组成中阴、阳离子的个数比相同时，Ksp越小，则难溶电解质在水中的溶解能力越弱；如果组成中阴、阳离子个数比不同时，则Ksp不能直接用于判断溶解能力的强弱。 提升一 沉淀溶解平衡及其影响因素 1．下列说法中正确的是( ) A．饱和石灰水中加入一定量生石灰，溶液温度明显升高，pH增大 B．AgCl悬浊液中存在平衡：AgCl(s)末，平衡向左移动，溶液中离子的总浓度减小 C．AgCl悬浊液中加入KI溶液，白色沉淀变成黄色，证明此条件下Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) D．暂时硬水中含有较多的Ca2、Mg2、HCO3，加热煮沸可以完全除去其中的Ca2、Mg2 解析：选C。饱和石灰水中加入一定量生石灰，与水反应放热，溶液温度明显升高，但Ca(OH)2的溶解度降低，溶液中c(OH)减小，溶液的pH减小，A错；AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，但离子的总浓度增大，B错；由沉淀的转化规律可得Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，C对；加热煮沸暂时硬水，生成CaCO3和Mg(OH)2沉淀，由于CaCO3和Mg(OH)2在水中存在溶解平衡，所以不可能完全除去其中的Ca2和Mg2，D错。 2．下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是( ) A．在AgCl的沉淀溶解平衡体系中，加入蒸馏水，Ksp(AgCl)增大 B．在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中，加入稀盐酸，平衡不移动 C．可直接根据Ksp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小 D．25 ℃时，Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)，向AgCl悬浊液中加入KBr固体，有淡黄色沉淀 ＋ ＋ － ＋ ＋ ＋ － ＋ Ag(aq)＋Cl(aq)，往其中加入少量NaCl粉 ＋－ 生成 解析：选D。Ksp的大小只与温度有关，A项错误；CaCO3(s) － ＋ Ca2(aq)＋CO23(aq)， ＋－ 加入稀盐酸，CO23与H反应，导致溶解平衡正向移动，B项错误；只有比较相同温度下、相同组成形式的难溶电解质的Ksp的数值大小，才可比较难溶物在水中的溶解度大小，C项错误。 提升二 溶度积的相关计算 3．(双选)①已知t ℃时AgCl的Ksp＝2×10 －10 ；②在t ℃时，Ag2CrO4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．在t ℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×108 B．在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4可使溶液由Y点变成X点 C．在t ℃时，以0.01 mol·L1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L1KCl和0.01 mol·L －1 － － － K2CrO4的混合溶液(溶液体积不变)，Cl先沉淀 D．在t ℃时，反应Ag2CrO4(s)＋2Cl(aq) － － 2AgCl(s)＋CrO24(aq)的平衡常数K＝ － 2.5×108 解析：选CD。在t ℃时，Ag2CrO4(s)＝10 －11 32 2Ag(aq)＋CrO24(aq)的Ksp＝(10)×10 － ＋－－ －5 ，A错误；在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4，即增大了 c(CrO24)，可使溶液由Y － － ＋ － － － － 点变成Z点，B错误；沉淀0.01 mol·L1 Cl需Ag 2×108 mol·L1，沉淀0.01 mol·L1 CrO24 － 需Ag 10 － ＋ －4.5 c（CrO2Ksp（Ag2CrO4）4） mol·L，因此Cl先沉淀，C正确；K＝2＝2＝－ c（Cl）Ksp（AgCl） －1 － 1011 8 －＝2.5×10，D正确。 4×1020 溶度积图像是沉淀溶解平衡理论的难点，溶度积图像突破方法： 第一步，识图像。认识图像横坐标、纵坐标表示什么，如表示离子浓度、pM等；曲线上的点表示达到平衡状态，曲线上方的点代表“过饱和溶液”，曲线下方的点代表“不饱和溶液”。 第二步，想原理。涉及的原理主要有溶度积表达式书写、影响沉淀溶解平衡的因素以及溶度积常数的影响因素。如浓度不会改变溶度积，溶度积只与温度有关，多数情况下，温度 越高，溶度积越大。 第三步，找联系。将图像与溶度积原理联系起来，分析题目设置的问题，如求离子浓度、判断沉淀溶解平衡状态等。 4．根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题： 3(1)在Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤，若测得滤液中c(CO2L3)＝10 mol· －1 － － ，则Ca2是否沉淀完全？________(填“是”或“否”)。[已知c(Ca2)≤105 mol·L － ＋＋－ －1 时 可视为沉淀完全；Ksp(CaCO3)＝4.96×109] (2)已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10 pH 颜色 ＜8.0 黄色 －12 ；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下： ＞9.6 蓝色 8.0～9.6 绿色 25 ℃时，在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为______________。 (3)向50 mL 0.018 mol·L1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L1的盐酸，生成沉淀，反应后剩余Cl1.0×104 mol。已知该温度下AgCl的Ksp＝1.0×10化。如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L －1 － － －10 － － ，忽略溶液的体积变 的盐酸，是否有白色沉淀生 成？________(填“是”或“否”)，理由是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)根据 －1 － ＋－－9 Ksp(CaCO3)＝c(Ca2)·c(CO2得3)＝4.96×10， ＋ c(Ca2)＝ 4.96×109 mol·L－ 103 － ＝4.96×106 mol·L1＜105 mol·L1，可视为沉淀完全。 (2)设Mg(OH)2饱和溶液中c(OH)为x mol·L1，则 0.5x3＝5.6×10 － － －12 －－－ ，x＝2.24×104， － c(H)＝4.46×10 ＋ －11 mol·L1，pH＝10.35，溶液为蓝色。 － － － 答案：(1)是 (2)蓝色 (3)否 加入的盐酸中 c(Cl)和反应后所得溶液中的c(Cl)相同，c(Cl)没有改变，c(Ag)变小，所以Qc＝c(Ag)·c(Cl)＜Ksp(AgCl)，没有沉淀产生 学习任务2 沉淀溶解平衡的应用 一、沉淀的生成 1．应用：可利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 2．方法 方法 调节 pH法 沉淀 实例 用Cu(OH)2、CuO等除去CuCl2中的FeCl3 以Na2S、H2S等做沉淀剂除去污＋－ ＋ ＋ － 反应的离子方程式 Fe3＋3H2O＋Fe(OH)3＋3H， ＋＋Cu(OH)2＋2H===Cu2＋2H2O H2S＋Cu2===CuS↓＋2H ＋＋
2021版江苏新高考选考化学(苏教版)一轮复习教师用书：专题8 6 第四单元 沉淀溶解平衡
