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1、学习必备欢迎下载第四节难溶电解质的溶解平衡一、 沉淀 溶解平衡1.定义：在一定温度下， 当沉淀溶解和生成的速率相等，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。2. 表达式： MmAn (s) mMn（aq） nAm （aq）如： AgCl (s)： AgCl (s)Ag+(aq)+Cl-(aq) 3. 特征：（与化学平衡相比较）逆：可逆过程等：v（溶解）v（沉淀）定：达到平衡时，溶液中各离子浓度保持不变动：动态平衡，v（溶解）v（沉淀） 0 变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。4. 影响因素 ： （1）内因：电解质本身的性质（2）外因：遵循平衡移动原理浓度：加水，平衡向正方向移动。
2、温度：绝大数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，多数平衡向正方向移动。少数平衡向生成沉淀的方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡。同离子效应：向平衡体系中加入相同的离子，使平衡向逆的方向移动。5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。对于常量的化学反应来说，0.01 g 是很小的，因此一般情况下，相当量的离子互相反应生成难溶电解质，可以认为反应完全了。化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1105 mol L1时，沉淀就达完全。【针对训练】1下
3、列有关AgCl 沉淀的溶解平衡说法正确的是() AAgCl 沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行BAgCl 难溶于水，溶液中没有Ag和 ClC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 沉淀的溶解度不变答案C 解析难溶物达到溶解平衡时沉淀的生成和溶解都不停止，但溶解和生成速率相等；没有绝对不溶的物质；温度越高，一般物质的溶解度越大；向AgCl 沉淀中加入NaCl 固体，使溶解平衡左移，AgCl 的溶解度减小。2下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是() A反应开始时，溶液中各离子的浓度相等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
4、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，将促进溶解答案B 3在一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列溶解平衡：Ca(OH)2(s)Ca2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 10 页学习必备欢迎下载(aq)2OH(aq)，当向此悬浊液中加入少量生石灰时，若温度不变，下列说法正确的是()A溶液中Ca2数目减少Bc(Ca2)增大C溶液中c(OH)减小Dc(OH)增大答案A 二、溶度积1.定义： 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
5、溶电解质的溶度积，用符号Ksp 表示。2表达式对于下列沉淀溶解平衡：MmAn(s)mMn(aq) nAm(aq) Kspc(Mn)m c(Am)n。3意义： Ksp表示难溶电解质在溶液中的溶解能力。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。4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；QcKsp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；Qc1.81010 mol2 L2Ksp，故有 AgCl 沉淀析出。5下列说法正确的是() A在一定温度下的
6、AgCl 水溶液中， Ag和 Cl浓度的乘积是一个常数BAgCl 的 Ksp1.81010mol2 L2，在任何含AgCl 固体的溶液中，c(Ag)c(Cl)且Ag与 Cl浓度的乘积等于1.81010 mol2 L2C温度一定时， 当溶液中Ag和 Cl浓度的乘积等于Ksp值时， 此溶液为AgCl 的饱和溶液D向饱和 AgCl 水溶液中加入盐酸，Ksp值变大答案C 解析在 AgCl 的饱和溶液中，Ag和 Cl浓度的乘积是一个常数，故 A 错；只有在饱和AgCl 溶液中 c(Ag) c(Cl)才等于 1.81010 mol2 L2，故 B 项叙述错误；当QcKsp，则溶液为饱和溶液，故C 项叙述正
7、确；在AgCl 水溶液中加入HCl 只会使溶解平衡发生移动，不会影响 Ksp，所以 D 错。6对于难溶盐MX ，其饱和溶液中M和 X的物质的量浓度之间的关系类似于c(H) c(OH)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 10 页学习必备欢迎下载KW，存在等式c(M) c(X)Ksp。一定温度下， 将足量的AgCl 分别加入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是() 20 mL 0.01 mol L1 KCl ；30 mL 0.02 mol L1 CaCl2溶液；40 mL 0.03 mol L1 HCl 溶液；10
8、mL 蒸馏水；50 mL 0.05 mol L1 AgNO3溶液A B C D 答案B 解析AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，由于 c(Ag) c(Cl)Ksp，溶液中c(Cl)或 c(Ag)越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解度就越小。AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag或Cl的浓度有关，而与溶液的体积无关。c(Cl)0.01 molL1； c(Cl)0.04 molL1； c(Cl) 0.03 molL1；c(Cl)0 mol L1；c(Ag)0.05 molL1。Ag或 Cl浓度由小到大的排列顺序： 。三、沉淀反应的应用1沉淀的生成在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处
9、理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。(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 78，可使 Fe3转变为 Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：Fe33NH3 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：Cu2S2=CuS ，Cu2H2S=CuS 2H，Hg2S2=HgS，Hg2H2S=HgS 2H。2.沉淀的溶解（1）原理：根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，
10、只要不断减少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。（2）方法：酸溶解法：难溶电解质CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2、可溶于强酸，其反应的离子方程式如下：CaCO3+2H+=Ca2+CO2 +H2O FeS+2H+=Fe2+H2S Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O Cu(OH)2+2H+=Cu2+2H2O 盐溶液溶解法：Mg(OH)2能溶于 NH4Cl 溶液，反应的离子方程式为：Mg(OH)2+2NH4+=Mg2+2NH3 H2O 3.沉淀的转化1实验探究(1)Ag的沉淀物的转化实验步骤实验现象有白色沉淀生成白色沉淀变为黄色黄色沉淀变为黑
11、色精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页学习必备欢迎下载化学方程式AgNO3NaCl=AgCl NaNO3AgCl KI=AgI KCl 2AgI Na2S=Ag2S2NaI 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)Mg(OH)2与 Fe(OH)3的转化实验步骤实验现象产生白色沉淀产生红褐色沉淀化学方程式MgCl22NaOH=Mg(OH)22NaCl 3Mg(OH)22FeCl3=2Fe(OH)33MgCl2实验结论Fe(OH)3比 Mg(OH)2溶解度小2.沉淀转化的方法对于一些用酸或其他方法也不能溶解
12、的沉淀，可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。3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，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。4沉淀转化的应用沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。(1)锅炉除水垢水垢 CaSO4(s) Na2CO3溶液CaCO3 盐酸Ca2(aq) 其反应方程式是CaSO4Na2CO3=CaCO3Na2SO4，CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2。(2)对一些自然现象的解释在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。例如，各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成C
13、uSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿 (PbS)时，便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。其反应如下：CuSO4ZnS=CuSZnSO4，CuSO4 PbS=CuSPbSO4。【针对训练】7在含有浓度均为0.01 molL1的 Cl、Br、I的溶液中，缓慢且少量的加入AgNO3稀溶液，结合溶解度判断析出三种沉淀的先后顺序是() AAgCl 、AgBr 、AgI BAgI 、AgBr 、AgCl CAgBr 、AgCl 、AgI D三种沉淀同时析出答案B 解析AgI 比 AgBr 、AgCl 更难溶于水， 故 Ag不足时先生成AgI ，析出沉淀的先后顺序是 AgI 、AgB
14、r 、AgCl ，答案为B。8为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是() ANaOH BNa2CO3C氨水DMgO 答案D 解析要除FeCl3实际上是除去Fe3，由于pH3.7 时， Fe3完全生成Fe(OH)3，而pH11.1 时， Mg2完全生成Mg(OH)2，所以应加碱性物质调节pH 使 Fe3形成 Fe(OH)3；又精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 10 页学习必备欢迎下载由于除杂不能引进新的杂质，所以选择MgO 。9要使工业废水中的重金属Pb2沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作
15、沉淀剂，已知Pb2与这些离子形成的化合物的溶解度如下：化合物PbSO4PbCO3PbS 溶解度 /g 1.031041.811071.841014由上述数据可知，选用沉淀剂最好为() A硫化物B硫酸盐C碳酸盐D以上沉淀剂均可答案A 解析PbS 的溶解度最小，沉淀最彻底，故选A。【课后训练】1.CaCO3在下列哪种液体中，溶解度最大()AH2O B Na2CO3溶液CCaCl2溶液D乙醇答案A 解析在 B、C 选项的溶液中， 分别含有CO23、Ca2，会抑制 CaCO3的溶解， 而 CaCO3在乙醇中是不溶的。2下列说法正确的是() A溶度积就是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的乘积B溶
16、度积常数是不受任何条件影响的常数，简称溶度积C可用离子积Qc判断沉淀溶解平衡进行的方向D所有物质的溶度积都是随温度的升高而增大的答案C 解析溶度积不是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的简单乘积，还与平衡3AgCl 和 Ag2CrO4的溶度积分别为1.81010 mol2 L2和 2.01012 mol3 L3，若用难溶盐在溶液中的浓度来表示其溶解度，则下面的叙述中正确的是() AAgCl 和 Ag2CrO4的溶解度相等BAgCl 的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度C两者类型不同，不能由Ksp的大小直接判断溶解能力的大小D都是难溶盐，溶解度无意义答案C 解析AgCl 和 Ag2CrO4阴
17、、阳离子比类型不同，不能直接利用Ksp来比较二者溶解能力的大小，所以只有C 对；其余三项叙述均错误。比较溶解度大小，若用溶度积必须是同类型，否则不能比较。4已知 Ag2SO4的 Ksp为 2.0 105 mol3 L3，将适量Ag2SO4固体溶于100 mL 水中至刚好饱和，该过程中Ag和 SO24浓度随时间变化关系如图所示饱和 Ag2SO4溶液中c(Ag)0.034 mol L1。若 t1时刻在上述体系中加入100 mL 0.020 mol L1 Na2SO4溶液， 下列示意图中， 能正确表示t1时刻后 Ag和 SO24浓度随时间变化关系的是() 精选学习资料 - - - - - - - -
18、 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页学习必备欢迎下载答案B 解析已知Ag2SO4的Ksp 2.0105mol3 L3 c(Ag)2 c(SO24)，则饱和溶液中c(SO24)Kspc Ag22.01050.0342mol L10.017 mol L1，当加入100 mL 0.020 mol L1Na2SO4溶液时， c(SO24)0.017 molL10.020 mol L120.018 5 mol L1，c(Ag)0.017 mol L1(此时 QcKsp，显然， A 是正确的； D 项，由于 HF 的电离是吸热的，升高温度，Ka一定增大， D 错误。6已知
19、： 25时， KspMg(OH)25.611012 mol3 L3，KspMgF27.421011mol3 L3。下列说法正确的是() A25时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2)大B25时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl 固体， c(Mg2)增大C25时， Mg(OH)2固体在 20 mL 0.01 mol L1氨水中的 Ksp比在 20 mL 0.01 mol L1NH4Cl 溶液中的 Ksp小D25时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF 溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2答案B 解析Mg(OH)2与 MgF2均为 AB2型难溶电解质
20、， 故 Ksp越小，其溶解度越小， 前者 c(Mg2)小， A 错误；因为NH4OH=NH3 H2O，所以加入NH4Cl 后促进 Mg(OH)2的溶解平衡向右移动， c(Mg2)增大， B 正确； Ksp只受温度的影响，25时， Mg(OH)2的溶度积Ksp为常数， C 错误；加入 NaF 溶液后，若Qcc(Mg2) c(F)2Ksp(MgF2)，则会产生MgF2沉淀， D精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 10 页学习必备欢迎下载错误。7当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)时，为
21、使 Mg(OH)2固体的量减少，须加入少量的() AMgCl2BNaOH C MgSO4DNaHSO4答案D 解析若使 Mg(OH)2固体的量减小，应使Mg(OH)2的溶解平衡右移，应减小c(Mg2)或c(OH)。答案为D。8含有较多Ca2、Mg2和 HCO3的水称为暂时硬水，加热可除去Ca2、Mg2，使水变为软水。现有一锅炉厂使用这种水，试判断其水垢的主要成分为() (已知 Ksp(MgCO3) 6.8106 mol2 L2，KspMg(OH)2 5.61012 mol3 L3) ACaO、MgO BCaCO3、MgCO3CCaCO3、Mg(OH)2DCaCO3、MgO 答案C 解析考查沉淀
22、转化的原理，加热暂时硬水，发生分解反应：Ca(HCO3)2=CaCO3CO2H2O，Mg(HCO3)2=MgCO3CO2 H2O，生成的MgCO3在水中建立起平衡： MgCO3(s)Mg2(aq)CO23(aq)，而 CO23发生水解反应：CO23H2OHCO3OH，使水中的 OH浓度增大，由于KspMg(OH)2c(Ba2) c(SO24)，此时是未饱和溶液，无沉淀析出， C 正确；该图象是BaSO4在某一确定温度下的平衡曲线，温度不变，溶度积不变， a点和 c 点的 Ksp相等， D 错。10金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，以达到分离精选学习资料 - -
23、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 10 页学习必备欢迎下载金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH 下的溶解度 (S/mol L1)如下图。(1)pH3 时溶液中铜元素的主要存在形式是_。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3，应该控制溶液的pH 为_。A 1B4 左右C 6 (3)在 Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2杂质， _(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH 的方法来除去，理由是_ 。(4)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水，生成Cu(NH3)42，写出反应的离子方程式_ 。(5)已知一些难溶物的溶度积常
24、数如下表：物质FeS MnS CuS PbS HgS ZnS Ksp6.310182.510131.310363.410286.410531.6 1024某工业废水中含有Cu2、 Pb2、Hg2，最适宜向此工业废水中加入过量的_除去它们。 (选填序号 ) ANaOH BFeS C Na2S 答案(1)Cu2(2)B (3)不能Co2和 Ni2沉淀的 pH 范围相差太小(4)Cu(OH)24NH3 H2O=Cu(NH3)422OH4H2O (5)B 解析(1)据图知 pH45 时， Cu2开始沉淀为Cu(OH)2，因此 pH 3 时，铜元素主要以 Cu2形式存在。(2)若要除去CuCl2溶液中的
25、Fe3，以保证 Fe3完全沉淀，而Cu2还未沉淀，据图知pH应为 4 左右。(3)据图知， Co2和 Ni2沉淀的pH 范围相差太小，无法通过调节溶液pH 的方法除去Ni(OH)2溶液中的Co2。(4)据已知条件结合原子守恒即可写出离子方程式：Cu(OH)24NH3 H2O=Cu(NH3)422OH4H2O。(5)因为在 FeS、 CuS、PbS、HgS 四种硫化物中只有FeS 的溶度积最大，且与其他三种物质的溶度积差别较大，因此应用沉淀的转化可除去废水中的Cu2、 Pb2、Hg2，且因FeS也难溶，不会引入新的杂质。11已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡：精选学习资料 - - - - -
26、- - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页学习必备欢迎下载MmAn(s)mMn(aq) nAm(aq) Kspc(Mn)m c(Am)n，称为溶度积。某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，查得如下资料：(25 ) 难溶电解质CaCO3CaSO4MgCO3Mg(OH)2Ksp2.8109mol2 L29.1106mol2 L26.8106mol2 L21.81012mol3 L3实验步骤如下：往 100 mL 0.1 mol L1的 CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol L1的 Na2SO4溶液，立即有白色沉淀生成。向上述悬
27、浊液中加入固体Na2CO3 3 g，搅拌，静置，沉淀后弃去上层清液。再加入蒸馏水搅拌，静置，沉淀后再弃去上层清液。_ 。(1)由题中信息知Ksp越大，表示电解质的溶解度越_(填“大”或“小”)。(2)写出第步发生反应的化学方程式：_ _ 。(3)设计第步的目的是_ 。(4)请补充第步操作及发生的现象：_ _ 。答案(1)大(2)Na2CO3CaSO4=Na2SO4CaCO3(3)洗去沉淀中附着的SO24(4)向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解并放出无色无味气体解析本题考查的知识点为教材新增加的内容，题目在设计方式上为探究性实验，既注重基础知识， 基本技能的考查，又注重了探究能力的考查。由 K
28、sp表达式不难看出其与溶解度的关系，在硫酸钙的悬浊液中存在着：CaSO4(aq)=SO24(aq)Ca2(aq)，而加入 Na2CO3后，溶液中 CO23浓度较大， 而 CaCO3的 Ksp较小， 故 CO23与 Ca2结合生成沉淀，即 CO23Ca2=CaCO3。既然是探究性实验，必须验证所推测结果的正确性，故设计了 步操作，即验证所得固体是否为碳酸钙。12 (1)在粗制 CuSO4 5H2O 晶体中常含有杂质Fe2。在提纯时为了除去Fe2，常加入合适的氧化剂，使Fe2转化为 Fe3，下列物质可采用的是 _。AKMnO4BH2O2C氯水D HNO3然后再加入适当物质调整溶液pH 至 4，使
29、Fe3转化为 Fe(OH)3，调整溶液pH 可选用下列中的 _。ANaOH BNH3 H2O CCuO DCu(OH)2(2)甲同学怀疑调整溶液pH 至 4 是否能达到除去Fe3而不损失Cu2的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp1.01038， Cu(OH)2的溶度积 Ksp3.01020， 通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0105 mol L1时就认定沉淀完全，设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol L1，则 Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH 为_， Fe3完全沉淀 即 c(Fe3) 1.0 105 mol L1时溶液的
30、pH 为_，通过计算确精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页学习必备欢迎下载定上述方案 _(填“可行”或“不可行”)。答案(1)B CD(2)43可行(2)KspCu(OH)2 c(Cu2) c2(OH)，则 c(OH)3.010203.01.01010(mol L1)，则c(H)1.0104 mol L1，pH4。Fe3完全沉淀时：KspFe(OH)3c(Fe3) c3(OH)，则 c(OH)31.0 10381.01051.01011 mol L1。此时 c(H)1103 mol L1，pH3，因此上述方案可行。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页
