1、第 3 节 沉淀溶解平衡学习目标：1.了解沉淀溶解平衡的建立过程及特点。2.理解溶度积的概念，能用溶度积规则判断沉淀的产生和溶解。(重点)3.能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成和转化进行分析，并能解释一些生活问题。(难点)自 主 预 习探 新 知1沉淀溶解平衡与溶度积(1)溶解平衡状态定义：在一定温度下的水溶液里，沉淀溶解速率和离子生成沉淀速率相等，固体的量和溶液中各离子浓度不再改变时的状态。表示方法：如 PbI2的沉淀溶解平衡可表示为PbI2(s) Pb2 (aq)2I (aq)。特点：沉淀溶解平衡符合化学平衡的特点。“动”动态平衡。“等”离子生成沉淀速率和沉淀溶解速率相等。“定”沉淀
2、的量及溶液中离子浓度保持不变。“变”条件改变，平衡发生移动。(2)溶度积定义：沉淀溶解平衡的平衡常数叫溶度积常数或溶度积，通常用符号 Ksp来表示。表达式：当难溶强电解质 AmBn溶于水形成饱和溶液时，建立沉淀溶解平衡：A mBn(s)mAn (aq) nBm (aq)，其溶度积的表达式为 KspA n mBm n。影响因素： Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关。意义： Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式表示的组成中阴、阳离子个数比相同时， Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。微点拨：(1)溶液中离子浓度的变化只能使平衡发生移动，并不改变溶度积。(
3、2)Ksp与溶解度( S)都可用来表示物质的溶解能力，但是 Ksp小的物质溶解度不一定也小。2沉淀的溶解与生成(1)原理：通过改变条件使溶解平衡移动，最终使溶液中的离子转化为沉淀或沉淀转化为溶液中的离子。(2)判断：在难溶电解质溶液中，当 Q Ksp时，就会有沉淀生成。当 Q Ksp时，处于平衡状态。当 Q Ksp时，就会使沉淀溶解。(3)应用利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。用来解释某些生活现象。如溶洞中石笋、钟乳石的形成，所涉及的化学反应有CaCO3CO 2H 2O=Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2 CaCO3H 2OCO 2。= = = = 3沉淀的转化(1)实质：是沉淀
4、溶解平衡的移动。(2)特点通常一种沉淀可以转化为另一种更难溶的沉淀。两种难溶物的溶解能力差别越大，越容易转化。(3)应用除去废水中的 Cu2 、Hg 2 、Pb 2 等，常用 FeS、MnS 等难溶物作沉淀剂。如可用 FeS等难溶杂质作为沉淀剂除去废水中的重金属离子 Cu2 ，沉淀转化反应为 FeS(s)Cu 2 (aq)=Fe2 (aq)CuS(s)。微点拨：沉淀转化虽然是利用的沉淀溶解平衡的移动，但是因为沉淀能够完全转化，所以反应方程式用“= =”，不用“ ”。基础自测1判断对错(对的在括号内打“”，错的在括号内打“”。)(1)当溶液中阴、阳离子浓度相等时，沉淀溶解达到平衡状态。( )(2
5、)外界条件发生变化，沉淀溶解平衡不一定发生移动。( )(3)Ksp越大的难溶物其溶解能力越强。( )(4)难溶物只能转化为溶解度更小的物质。( )(5)加热时，沉淀溶解平衡一定向沉淀溶解的方向移动。( )提示 (1) 溶液中阴、阳离子浓度相等时，沉淀溶解不一定达到平衡状态。(2)(3) 同种类型的难溶电解质 Ksp越小，溶解度越小。(4) 当 Q Ksp时，难溶物可以转化为溶解度更大的物质。(5) 升高温度，沉淀溶解平衡向吸热方向移动，但有些沉淀溶解时放热，如 Ca(OH)2。2下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的是( )热纯碱溶液洗涤油污的能力强 误将钡盐BaCl 2、Ba(NO 3
6、)2当作食盐食用后，常用 0.5%的 Na2SO4溶液解毒 溶洞的形成 碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能 泡沫灭火器灭火A BC D全部A 利用的是水解原理，利用两种离子水解的相互促进作用，体现的均是沉淀溶解平衡原理。3在含有 Mg(OH)2沉淀的饱和溶液中加入固体 NH4Cl 后，则 Mg(OH)2沉淀( )A溶解 B增多C不变 D无法判断A Mg(OH) 2沉淀的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH) 2(s) Mg2 (aq)2OH (aq)，加入 NH4Cl 固体后，NH OH =NH3H2O，使OH 减小，平衡正向移动。 4合 作 探 究攻 重 难外界条件对沉淀溶解平衡的影响探究影响
7、 PbI2(s) Pb2 (aq)2I (aq)平衡的因素：思考交流1利用勒夏特列原理，预测上述实验将观察到什么现象？提示 上层清液滴入 KI 浓溶液后，有黄色沉淀产生。2若用氯水代替 KI 浓溶液，预测将观察到什么现象？提示 黄色固体逐渐溶解。3已知在氯化银悬浊液中存在如下平衡：AgCl(s) Ag (aq)Cl (aq) H0，试分析外界条件对上述平衡的影响。加入物质 平衡移动方向 AgCl 溶解度 Ag Cl 盐酸 _ _ _ _AgNO3溶液 _ _ _ _NaCl 固体 _ _ _ _NaBr 固体 _ _ _ _氨水 _ _ _ _加热 _ _ _ _提示 向左 减小 减小 增大
8、向左 减小 增大 减小 向左 减小 减小 增大 向右 增大 减小 增大 向右 增大 减小 增大 向右 增大 增大 增大4沉淀溶解平衡移动时，沉淀的溶解度一定改变，沉淀的溶度积一定改变吗？提示 不一定。溶解平衡受多种因素的影响，而溶度积只受温度的影响，只要温度不变，溶度积就不变。对点训练题组 1 沉淀溶解平衡1下列对 AgCl(s) Ag (aq)Cl (aq)的理解正确的是( )说明 AgCl 没有完全电离，AgCl 是弱电解质 说明溶解的 AgCl 已完全电离，AgCl是强电解质 说明 Cl 与 Ag 的反应不能完全进行 说明 Cl 与 Ag 的反应可以完全进行A BC DB 关于沉淀溶解平
9、衡的表达式，其完整的书写形式为 AgCl(s) AgCl(aq)=Ag (aq)Cl (aq)，故对于难溶物质来说，是先溶解，再电离。教师备选在下列各种液体中，CaCO 3的溶解度最大的是( )AH 2O BNa 2CO3溶液CCaCl 2溶液 D乙醇A B、C 项的溶液中分别含有 CO 和 Ca2 ，均会抑制 CaCO3的溶解，而 CaCO3在乙23醇中是不溶的。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) Ca2 (aq)2OH (aq)。下列叙述不正确的是( )A给溶液加热，溶液的 pH 升高B恒温下向溶液中加入 CaO，溶液的 pH 升高C向溶液中加入 Na2
10、CO3溶液，Ca(OH) 2固体增多D向溶液中加入少量的 NaOH 固体，Ca(OH) 2固体增多D A 项，加热时 Ca(OH)2溶解度减小，平衡逆向移动， c(OH )减小，pH 减小；B 项，CaOH 2O=Ca(OH)2，由于保持恒温，Ca(OH) 2溶解度不变， c(OH )不变，因此 pH 不变；C项 CO Ca 2 =CaCO3，使平衡正向移动，Ca(OH) 2固体减少；D 项，加入 NaOH 固体时，23c(OH )增大，平衡逆向移动，因此 Ca(OH)2固体增多。影响沉淀溶解平衡的外界因素影响因素 平衡移动方向 Ksp变化升高温度 向吸热方向移动，多数为溶解方向 多数增大温度
11、 降低温度 向放热方向移动，多数为沉淀方向 多数减小加水 向溶解方向移动 不变浓度加入相同离子 向生成沉淀方向移动 不变加入与体系中离子发生反应的离子向溶解方向移动 不变题组 2 溶度积常数及其应用3溶度积常数表达式符合 KspA x 2By 的是( )AAgCl(s) Ag (aq)Cl (aq)BNa 2S 2Na S 2CAg 2S(s) 2Ag (aq)S 2 (aq)DPbI 2(s) Pb2 (aq)2I (aq)C 由表达式可知，对应的沉淀溶解平衡方程式为 A2B(s) 2Ax (aq)B y (aq)。本题选 C。4已知： Ksp(AgCl)1.810 10 mol2L2 ，
12、Ksp(AgI)1.510 16 mol2L2 ， Ksp(AgBr)7.710 13 mol2L2 ，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag 浓度大小顺序正确的是( ) AAgClAgIAgBr BAgClAgBrAgICAgBrAgClAgI DAgBrAgIAgClB 同类型的难溶电解质的 Ksp值越大，其溶解性越强，由 Ksp(AgCl) Ksp(AgBr) Ksp(AgI)可知饱和溶液中Ag ：AgClAgBrAgI。教师备选在难溶电解质 AB2的饱和溶解中，A 2 x molL1 ，B y molL1 ，则Ksp(AB2)为( )A. xy mol2L2 B xy mol2L212C xy
13、2 mol3L3 D4 xy2 mol3L3C AB 2的溶解平衡方程式为 AB2(s) A2 (aq)2B (aq)，结合溶度积的概念可知Ksp(AB2)A 2 B 2 xy2 mol3L3 。沉淀溶解平衡的应用重晶石(主要成分为 BaSO4)是制备钡的化合物的重要原料，由重晶石制备 BaCl2的大致流程如图。重 晶 石 多 次 重 复 加 入 试 剂 a 操 作 BaCO3 试 剂 b 操 作 BaCl2思考交流1由重晶石生成 BaCO3时，所加试剂 a 是什么物质？该步转化为什么能实现？提示 试剂 a 是饱和 Na2CO3溶液。BaSO 4(s)Na 2CO3(aq) BaCO3(s)N
14、a 2SO4(aq)，若要使 BaCO3形成沉淀，应使溶液中Ba 2 CO Ksp(BaCO3)。虽然 BaSO4溶液中Ba 2 很23小，但可通过增大CO 来达到目的。232由 BaCO3 BaCl 2转化过程中，试剂 b 是什么物质？操作具体指什么操作？提示 试剂 b 为稀盐酸，BaCO 32HCl= =BaCl2CO 2H 2O。从 BaCl2溶液中获得BaCl2固体可采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤的操作。3能否用 BaCO3代替 BaSO4用作钡餐？说明理由。提示 不能。BaCO 3(s) Ba2 (aq)CO (aq)，在胃酸(盐酸)作用下，BaCO 3沉23淀溶解平衡正向移动，生成
15、Ba2 使人体中毒。4若误食 Ba2 (BaCl2等)引起重金属盐中毒，如何处理？提示 尽快用 5.0%的 Na2SO4溶液洗胃，随后导泻使钡盐尽快排出。对点训练题组 1 沉淀溶解平衡的应用1向 ZnSO4溶液中加入 Na2S 溶液，得到白色沉淀，然后向白色沉淀中滴加 CuSO4溶液，发现沉淀变为黑色，则下列说法不正确的是( )A白色沉淀为 ZnS，黑色沉淀为 CuSB上述现象说明 ZnS 的 Ksp小于 CuS 的 KspC利用该原理可实现一种沉淀转化为更难溶的沉淀D该过程破坏了 ZnS 的溶解平衡B 由题意可知 ZnS 转化为 CuS，则 Ksp(ZnS) Ksp(CuS)。2要使工业废水
16、中的重金属离子 Pb2 沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知 Pb2 与某些离子形成的化合物的溶解度如下：化合物 PbSO4 PbCO3 PbS溶解度/g 1.03104 1.81107 1.841014由上述数据可知，选用的沉淀剂最好为( )A硫化物 B硫酸盐C碳酸盐 D以上沉淀剂均可A 要将 Pb2 沉淀，就要使其形成溶解度较小的物质，由表中数据可知，PbS 的溶解度最小，故所用沉淀剂最好为硫化物。教师备选许多马路两旁的树干上都均匀地涂抹了石灰水。下列有关说法不正确的是( )A饱和石灰水中加入生石灰，若温度不变，则溶液中 Ca2 的物质的量不变B饱和石灰水中加入生石灰，若温度不
17、变，则 pH 不变C升高饱和石灰水的温度时，Ca(OH) 2的溶度积常数 Ksp减小D石灰水显碱性，能使蛋白质变性，所以有防治树木病虫害的作用A 饱和石灰水中加入生石灰，若温度不变，则所得溶液还是饱和溶液，各离子浓度不变，但是生石灰与水反应，使溶剂的质量减小，溶液中 Ca2 的物质的量减小，故 A 项错误，B 项正确；升高温度，Ca(OH) 2的溶解度降低， Ksp减小，C 项正确；石灰水显碱性，能使蛋白质变性，D 项正确。题组 2 沉淀溶解平衡曲线及应用3某温度时，AgCl(s) Ag (aq)Cl (aq)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加入 AgNO3可以使溶液
18、由 c 点变到 d 点B加入固体 NaCl，则 AgCl 的溶解度减小， Ksp也减小C d 点有 AgCl 沉淀生成D a 点对应的 Ksp小于 b 点对应的 KspC A 项，加入 AgNO3，Cl 减小，溶液在溶解平衡曲线上移动，不能由 c 点变到 d点；B 项，虽然 AgCl 的溶解度减小，但 Ksp不改变；C 项， d 点时，Ag Cl Ksp，即有沉淀生成；D 项， a、 b 两点温度相同，即对应的 Ksp相等。4硫酸锶(SrSO 4)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， Ksp(SrSO4)随SO 的增大而减小24B三个不同温度下，313 K
19、时 Ksp(SrSO4)最大C283 K 时，图中 a 点对应的溶液是饱和溶液D283 K 时的饱和 SrSO4溶液升温到 363 K 后变为不饱和溶液B 温度一定时， Ksp(SrSO4)不变，A 项错误；由图可知，313 K 时Sr 2 SO 最24大，即 Ksp最大，B 项正确；283 K 时，a 点溶液的Sr 2 小于平衡时的Sr 2 ，故溶液未达到饱和，C 项错误；283 K 时的饱和 SrSO4溶液升温到 363 K 时，有固体析出，溶液仍为饱和溶液，D 项错误。当 堂 达 标固 双 基125 时，在含有大量 PbI2的饱和溶液中存在着平衡 PbI2(s) Pb2 (aq)2I (
20、aq)，加入 KI 固体，下列说法正确的是( )A溶液中 Pb2 和 I 的浓度都增大B溶度积常数 Ksp增大C沉淀溶解平衡向右移动D溶液中 Pb2 的浓度减小D 加入 KI 固体时，溶液中I 增大，使 PbI2的沉淀溶解平衡逆向移动，因此溶液中Pb 2 减小，但由于溶液的温度未发生改变，故 PbI2的溶度积常数 Ksp不变。2已知 CaCO3的 Ksp2.810 9 mol2L2 ，现将浓度为 2104 molL1 的 Na2CO3溶液与 CaCl2溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所用 CaCl2溶液的浓度至少应大于( ) A2.810 2 molL1B1.410 5 molL1C2.810
21、 5 molL1D5.610 5 molL1D 由沉淀形成的条件可知，要产生沉淀必须满足 Q c(Ca2 )c(CO )232.810 9 mol2L2 ，因两种溶液等体积混合后CO 110 4 molL1 ，故混合后23溶液中Ca 2 应大于 2.8105 molL1 ，则混合前CaCl 2至少应大于5.6105 molL1 。3某温度时，Ag 2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )A含有大量 SO 的溶液中肯定不存在 Ag24B该温度下，Ag 2SO4的溶度积常数( Ksp)为 1103 mol3L3C该温度下，0.02 molL 1 的 AgNO3溶液与 0
22、.2 molL1 的 Na2SO4溶液等体积混合，不会生成沉淀D a 点可能表示 Ag2SO4的饱和溶液C Ag 2SO4在水溶液中存在溶解平衡：Ag 2SO4(s) 2Ag (aq)SO (aq)，含有24大量 SO 的溶液中仍可存在极少量的 Ag ，故 A 项不正确；曲线上的 b 点是溶解平衡点，24此点处Ag 210 2 molL1 ，SO 510 2 molL1 ，根据 KspAg 2SO 24 24(210 2 molL1 )25102 molL1 210 5 mol3L3 ，故 B 项正确；由于Q(0.01 molL1 )20.1 molL1 110 5 mol3L3 Ksp，故两
23、种溶液等体积混合后不会生成 Ag2SO4沉淀，C 项正确；由于 a 点处 Q(210 2 molL1 )21102 molL1 410 6 mol3L3 Ksp，即溶液未达到饱和状态，故 D 项不正确。4含有 Cl 、Br 、I 的某溶液中三种离子的浓度均为 0.1 molL1 ，已知AgCl、AgBr、AgI 的溶度积分别为1.61010 mol2L2 、4.110 15 mol2L2 、1.510 16 mol2L2 ，现向该溶液中逐滴加入 AgNO3溶液，回答下列问题： (1)首先析出的沉淀是_，析出沉淀的离子方程式为_，用沉淀溶解平衡理论解释首先析出此沉淀的原因：_。(2)最后析出的沉淀是_，析出沉淀的离子方程式为_。解析 (1)由于 AgI 的 Ksp最小，故先析出 AgI 沉淀。(2)由于 AgCl 的 Ksp最大，故加入 AgNO3溶液后，先析出 AgI，再析出 AgBr，最后析出 AgCl。答案 (1)AgI Ag I =AgI AgI 的 Ksp最小，所需Ag 最小(2)AgCl Ag Cl =AgCl