第三节 沉淀溶解平衡

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1、第三节 沉淀溶解平衡第一课时 沉淀溶解平衡与溶度积【学习目标】（1）知道难溶电解质的沉淀溶解平衡，并能结合实例进行描述。（2）能描述溶解平衡，能写出溶度各的表达式，知道溶度积常数（溶度积）的含义。（3）知道溶度积是沉淀溶解平衡的平衡常数、溶度积可以反映难溶电解质在水中的溶解能力。【学习重难点】平衡常数（溶度积、溶度积与溶解能力的关系）【课前预习区】1、化学平衡常数与什么有关？2、难溶物在水中是否是完全不能溶解？3、你认为的天然水中的Ca（HCO3）2和Mg（HCO3）2在加热时是如何反应的？天然水加热形成的水垢的成分是。【预习达标区】1：下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（ ）A、反应开始时，溶

2、液中各离子浓度相等。B、沉淀溶解平衡达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等C、沉淀溶解平衡达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变。D、沉淀溶解平衡达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解。2：下列说法中正确的是（）A、物质的溶解性为难溶，则该物质完全不溶于水B、不溶于水的物质溶解度为0克C、绝对不溶解的物质是不存在的D、某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为零3：在BaSO4饱和溶液中加入少量BaCl2溶液，产生BaSO4沉淀后。若以Ksp表示BaSO4的溶度积，则平衡 后溶液中（ ）A.Ba2+=SO42-= K/pB. Ba2+SO42- KspBa2+ = SO4

3、2-C. Ba2+SO42- =Ksp Ba2+SO42-D. Ba2+SO42-工 KspBa2+ VSO42-【课堂互动区】“高露洁高钙牙膏护牙大揭秘”，请阅读以下资料成人每天需摄入钙0.7g，需摄入磷1.4g。钙离子和磷酸根进入人体后，形成不同形式的钙的磷酸盐， 其中以难溶物羟基磷酸钙Ca5（PO4）3OH最稳定。人体内99%以上的钙和85%左右的磷以羟基磷酸钙的形式 存在于骨骼和牙齿中。牙齿中的羟基磷酸钙在水中能极少量溶解：Ca5（PO4）3OH（s）5Ca2+（aq）+3PO43-（aq）+OH-（aq）高露洁高钙牙膏含有钙和氟能够有效的防止蛀牙，使牙齿更坚固，你知道为什么吗？【问题

4、组 1】 沉淀溶解平衡与溶度积1、在NaCl的水溶液中，再加入固体溶质，固体有没有溶解过程？2、NaCl能不能与盐酸反应？在饱和NaC 1溶液中加入浓盐酸有什么现象？如何解释？3、难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？如难溶物Pbl2，若有，可以如何表示？如何用实验验 证？【合作探究】p90实验思考：（1）难溶物在水中是否完全不能溶解？（2）黄色沉淀是什么物质？它是怎样产生的？（3）写出未溶解的固态物质跟已溶解的物质之间达到溶解平衡的式子【知识整理1】1沉淀溶解平衡定义：沉淀溶解平衡：在一定条件下的饱和溶液里，速率和速率相等的状态。形成电解质的溶液，达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解寸

5、木V八平衡。结合化学平衡请同学们总结沉淀溶解平衡特征有哪些？2平衡常数与溶度积以 AgCl 为例说明：AgCl （s） 二 Ag+（aq） + C1-（aq）（未溶解的固体）（溶液中的离子）（1） 平衡常数表达式为： ;（2） 溶度积（Ksp） 简称为溶度积。以AgCl为例写出溶度积的表达式 【问题组2】（1）平衡常数与溶度积的关系是什么？（2）溶度积与哪些因素有关系？（ 3）怎样比较难溶电解质在水中的溶解能力大小？(4) 在一定温度下，难溶电解质MmNn在饱和溶液中建立下列的沉淀溶解平衡:MmNn(固体)mMn+ (aq)+ nNm-(aq)溶度积常数可以表示为： ;附表：一些难溶电解质在2

6、5C时的溶度积化合物化合物Agpl1.6 x IO10BaSO41.1 x IO10辭r7.7 x IO13CaCO34.S x W9Agl1.5 x IO16Fe(OH)24.S x W16BaCO38.0 x IO9Fe(OH)34 x W33【知识整理2】3影响溶度积的因素(1) 内因： ；( 2)外因 温度： ; 同离子效应：在难溶物质溶液中，加入含有的强电解质时，沉淀溶解平衡将向的方向发生移动。【即时演练】对于平衡AgCl (s)Ag+ + C1,若改变下列条件，对其平衡有何影响？7.衡条件平衡移动方向C(Ag+)C(Cl)Ksp溶解度(S)升高温度力口水加 NaCl(s)加 AgN

7、O3(s)课后巩固区】1. 如果溶解度的单位是molL-1，下列说法正确的是()A. 溶度积小的物质一定比溶度积大的物质溶解度小B. 对同类型的难溶物，溶度积小的一定比溶度积大的溶解度小C. 难溶物质的溶度积与温度无关D. 难溶物的溶解度仅与温度有关2. 25C 时，在含有大量Pbl2的饱和溶液中存在平衡Pbl2 =Pb2+2I-，加入KI溶液，下列说法正确的 是( )A.溶液中Pb2+和I-浓度都增大B.溶度积常数K增大spC.沉淀溶解平衡向左移动D. PbI2固体质量不变3. 一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列平衡： Ca(OH)2= Ca2+2OH-, 当向混合液 中加入少量

8、生石灰，又恢复到原温度时，下列说法正确的是( )A.溶液中Ca2+数目减少B.溶液中Ca2+ 增大C .溶液pH值不变D .溶液中H2O量不变4. 在一定温度下，把一块外形不规则的硫酸铜晶体投入硫酸铜饱和溶液里，隔一段时间后取出(假 定温度不变及溶剂不蒸发)，发现晶体外形变成规则的了。下列有关溶液、 溶质、晶体的变化情况，正确的是( )编号晶体质量溶液中溶质质量溶液是否饱和A增加减小饱和B减小增加饱和C不变不变饱和D增加减小不饱和5. 在一定温度下,AgCl的饱和溶液中Ag +和C1 -的乘积为一常数现将足量的AgCl固体分别 加入 10毫升蒸馏水 30毫升0.1摩/升盐酸 5毫升0.5摩/升

9、NaCl溶液 10毫升0.2摩/ 升CaC殳溶液，使AgC 1溶解并达到饱和。贝I溶液中Ag +由大到小排列的正确顺序是(A)狐(B)(C)參(D)6. 在含AgCl固体的饱和溶液中，分别加入下列物质，对AgCl的溶解度有什么影响，并解释之。(1)盐酸 ; AgNO3_(3) KNO3 ;(4) 氨水 。7.在平衡体系Ca(OH)2(s)壬Ca2+2OH-中，能使Ca(OH)2减小的是()A.Na2CO3 溶液B.AlCl3 溶液 C.NaOH 溶液D.CaCl?溶液8.134.4山东高考真题再现某温度时，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 提示：BaSO4(s) =

10、Ba2+(aq) + SO42-(aq)的平衡常数 Ksp = c(Ba2+)c(SO42-),称 为溶度积常数。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Ksp10. (2010年)某温度下,Fe(OH) (s)、Cu(OH) (s)分别在溶液中达到沉淀溶解平 衡后，改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是A. KapFe(OH) K SP时，溶液为过饱和溶液，沉淀。Q=KSP时，溶液为饱和溶液，处于平衡状态。QVKSP时，溶液为未饱和溶液，沉淀。以上规则称

11、为溶度积规则。 沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的条件是离子浓度的大小，控制离子浓度的大小，可 以使反应向所需要的方向转化【问题组1】（ 1） 为何大多数微溶氢氧化物和弱酸盐都能溶于强酸？（ 2） 为何 FeS 不溶于水但能溶于酸？（3）溶洞里钟乳石、石笋、石柱是怎样形成的？(4) 大海中珊瑚的形成原理？(5) 医学上为何用硫酸钡做内服造影剂而不能用碳酸钡？(6) 如果误服可溶性钡盐应如何抢救？为什么？ 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I

12、。，使减小，溶液中QK，使平衡向FeQHh 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。例如，AgCl沉淀能溶于氨水。2沉淀的转化【合作探究】p94实验问题组 2(1)以上实验各有什么现象？(2) 为什么ZnS沉淀会转化成为CuS沉淀？用沉淀溶解平衡理论解释原因。(3) 请设计实验完成以下转化？ AgClAgl AgIAg2S(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。(

13、5) BaSO4 (Ksp=l.lxlO-io)比BaCO3 (Ksp=5.1xl0-9)的溶解度小，为什么在饱和Na2CO3溶液中，能发生BaSO4fBaCO3的转化？在工业上该转化有什么意义？2 【典型例题】例题1下列情况下，有无CaCO3沉淀生成？(1)往盛有10 L纯水中加入01 mL浓度为0.01 mol L 的CaCl2和Na2CO3；(2)改变CaCl2和Na2CO3的浓度为10 mol /L呢？例题2实验测得某水样中的铁离子的浓度为6X10-6moll-1若要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的PH值至少要控制在多少以上?已知 Fe(OH)3 的 Ksp 为 2.6X10-39课

14、堂检测区】12012北京卷下列解释实验现象的反应方程式正确的是()A. 切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗：2Na+O2=Na,O2B. 向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色：2AgCl+S2-=Ag2S I+2C1-C. Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物：2Na2O2+2CO2=2N程CO3+O2D. 向NaHCO溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀：2HC0- + Ca2 + + 20H-=CaC0 (+CO2- + 2HO3 3 3 3 22.2012浙江卷(节选)已知：I2+2S2O3-=S4O6- + 2I-0相关物质的溶度积常数见下

15、表：物质Cu(OH)2Fe(OH)3CuClCuIKsp2.2X10-202.6X10-391.7X10-71.3X10-12某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，为得到纯净的CuC12H2O晶体，加入，调至pH=4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的c(Fe3+)=。过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuC122H2O晶体。3在含有固体AgCl的饱和溶液中加入O.lmolLi HC1, AgCl的溶液平衡将向移动，AgCl的溶度积将.4在0.1 mol.L-iKCI和0.1 molL-lK2CrO4混合溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，问AgCI和Ag2C

16、rO4两种 微溶电解质,哪个最先产生沉淀？(已知AgCI的Ksp=1.80x10-10, Ag2CrO4的Ksp=1.1x10-12).【课后巩固区】1 在一定温度下，把一块外形不规则的硫酸铜晶体投入硫酸铜饱和溶液里，隔一段时间后取出(假定温 度不变及溶剂不蒸发)，发现晶体外形变成规则的了0下列有关溶液、溶质、晶体的变化情况，正确 的是( )编号晶体质量溶液中溶质质量溶液是否饱和A增加减小饱和B减小增加饱和C不变不变饱和D增加减小不饱和2. 把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s) Fa2+(aq)+20H-(aq)下列叙述正 确的是( )A. 给溶液加热，溶液的PH

17、升高B. 恒温下向溶液中加入氧化钙，溶液的PH升高C. 向溶液中加入碳酸钠溶液，氢氧化钙固体增多D. 向溶液中加入少量的氢氧化钠固体，氢氧化钙固体增多3. 工业废水中常含有Cu2+、Cd2+.、pb2+等重金属离子，可通过加入过量的难溶电解质FeS、MnS, 使这些金属离子形成硫化物沉淀除去。根据以上事实，可推知FeS、MnS具有的相关性质是()A. 在水中的溶解能力大于CuS、CdS、PbSB. 在水中的溶解能力小于CuS、CdS、PbSC. 在水中的溶解能力与CuS、CdS、PbS相同D. 二者均具有较强的吸附性4. 当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s) =Mg2+(aq)

18、+2OH-(aq)时，为使Mg(OH)2固体的量减少，须加入少量的 ()ANH N0BNaOH CMgS0DNaHS04 3 4 45. 在含有Mg(OH)2沉淀的饱和溶液中加入固体NH4C1后，则Mg(OH)2沉淀()A.溶解B.增多C.不变D.无法判断6. 下列说法正确的是( )A. 在一定温度下AgCl水溶液中，Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数；B. AgCl 的 K = 1.8x10-10 mol2L-2，在任何含 AgCl 固体的溶液中，c(Ag+) = c(Cl-)且 Ag+与 Cl-浓度sp的乘积等于1.8xlO-io mol2L-2；C. 温度一定时，当溶液中Ag+和Cl-浓

19、度的乘积等于Ksp值时，此溶液为AgCl饱和溶液D. 向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，K值变大。sp7. 已知：25C时，K Mg(OH)2 = 5.61x10-12, K MgF2 =7.42x10。下列说法正确的是()sp2sp2A. 25C时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2+)大B. 25C时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2+)增大C. 25C时，Mg(OH)固体在 20 mL 0.01 mol/L 氨水中的 K 比在 20 mL 0.01 mol/LNH Cl 溶液中的2sp4K小spD. 25C时，在Mg(OH)2悬浊液

20、中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF28. 有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是()A. AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，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，其溶解度不变。9. 2012-浙江卷下列说法正确的是()A. 常温下，将pH = 3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后，溶液的pH=4B. 为确定某酸H2A是强酸还是弱酸，可测NaHA溶液的pH。若pH7，则H2A是弱酸；若pHV7, 则 H2A 是强酸C. 用0.2000 mol/L NaOH标准溶液滴定HCl

21、与CH3COOH的混合液(混合液中两种酸的浓度均约为 0.1 mol/L)，至中性时，溶液中的酸未被完全中和D. 相同温度下，将足量氯化银固体分别放入相同体积的蒸馏水、0.1 mol/L盐酸、0.1 mol/L氯化镁溶液、0.1 mol/L硝酸银溶液中，Ag出农度： = 310. 已知Cu2+、Fe2+在PH为4-5时不水解，而Fe3+却几乎完全水解而沉淀.工业上制取纯净CuCl2 2屯0 的主要过程是:将粗铜(含少量铁)溶解于稀盐酸中，加热，过滤，调节滤液的PH为3;对(1)所得溶液按下图所示步骤进行操作，请回答下列问题Cu2+Fe2+Cl-氧化剂XCu2+Fe3+Cl-加入Y过滤-沉淀 亠

22、溶液乙蒸发结晶 CuCl2 2H2O(1)X是,其反应的离子方程式Y物质应具备的条件是:，生产中Y可选溶液乙在蒸发结晶时应注意:11. 铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。在腐蚀 铜板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10mol/L，请参照下表给出的数据和药品， 简述除去CuCl2溶液中Fe3+和 Fe2+的实验步骤。氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe3+1.93.2Fe2+7.09.0Cu2+4.76.712.2012广东卷难溶性杂卤石(ySOiMgSOFCaSOQO)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡

23、:K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s) 口 2Ca2+ + 2K+Mg2+4SO4- + 2H2O(1) 滤渣主要成分有和以及未溶杂卤石。(2) 用 化 学 平 衡 移 动 原 理 解 释 Ca(OH)2 溶 液 能 溶 解 杂 卤 石 浸 出 K + 的 原 因(3) “除杂”环节中，先加 溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入溶液调滤液pH至中性。(4) 不同温度下，K +的浸出浓度与溶浸时间的关系见图0 ,由图可得，随着温度升高，(5) 有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4(s)+CO3- = CaCO3(s)+SO2- 已知298 K时，K (CaC03)

24、= 2.80X10-9, K (CaSO4)=4.90X 10-5,求此温度下该反应的平衡常数K(计 算结果保留三位有效数字)。32.答案(1)Mg(OH)2 CaSO4(二者位置互换也正确)(2) 加入Ca(OH)2溶液后，生成Mg(OHb、CaSO4沉淀，溶液中Mg2 +浓度减小，使平衡右移(3) K2CO3 H2SO4(4) 溶浸达到平衡的时间缩短平衡时K+的浸出浓度增大(其他合理答案也给分)(5) 解：CaSO4(s)Ca2 + (aq) + SO4-(aq)Ksp(CaSO4) = c(Ca2 + )c(SO4-)CaCO3(s) Ca2 + (aq) + CO2-(aq)c(SO2

25、-) K (CaSO )4.90X10-5Ksp(CaCO3)= c(Ca2+)c(CO3-)K=囲=Ksfeop= 210X1 = 1.75X 104解析 本题考查难溶电解质的溶解平衡，考查考生吸收、整合化学信息的能力，以及分析难溶电解质 的溶 解平 衡问 题和解 决平 衡常 数计 算等 问题的能 力 。 (1)饱和 Ca(OH)2 溶液 中存 在如 下电 离： “Ca(OH)2=CR+2OH-” , OH-与 Mg2+、Ca2+ 与 SO-存在如下反应：“2OH-+Mg2 + =Mg(OH)J , Ca2+S02=CaSOj” ,生成的Mg(OH)2、CaSO4和未溶杂卤石是滤渣的主要成分

26、；(2)杂卤石难溶于水, 加入饱和Ca(OH)2溶液时，其中的OH-和Ca2 +能分别沉淀Mg2 +和SO；-，减小杂卤石溶解平衡体系中Mg2 + 和 SO2-的浓度，使杂卤石的溶解平衡向右移动，因此Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+; (3)除去Mg2 + 的Ca(OH)2必须过量，过量的Ca2 +必须除去，且不能引入新的杂质阳离子，由于Ca2 +与CO2-易反应生成 CaCO3沉淀，因此除杂环节应先加入过量K2CO3溶液除去过量的Ca2+;过量的OH-、CO3-必须除去，且不 能引入新的杂质阴离子，由于OH-+H+=Hf、CO2-+2H + =H，O + CO2f，因此应再加稀H2SO；除去过 量的CO2-. OH-,调滤液pH至中性；(4)读图可知如下结论：溶浸达到平衡的时间缩短；平衡时K+ 的浸出浓度增大；K+的浸出浓度相同时，溶浸时间：373 Kv323 K288 K，说明K+的浸出速率随着温度 升高而增大；相同溶浸时间时，K+的浸出浓度：288 K323 K373 K，说明K+的浸出率随着温度升高而 增大。