第三章 第四节 第1课时 教案及习题（高中化学 选修4 步步高）.docx

1、第四节第四节 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡 第第 1 课时课时 沉淀溶解平衡与溶度积沉淀溶解平衡与溶度积 核心素养发展目标 1.变化观念与平衡思想：知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因 素，能多角度、动态地分析难溶电解质的溶解平衡。2.证据推理与模型认知：知道溶度积的 意义，建立根据溶度积和离子积的大小关系判断反应进行方向的思维模型。 一、难溶电解质的溶解平衡 1AgCl 沉淀溶解平衡的建立 (1)在装有少量难溶的 AgCl 白色固体的试管中，加入约 5 mL 蒸馏水，充分振荡后静置。 取约 2 mL 上层清液于另一试管中，滴加浓盐酸，观察到的现象是有白色沉淀生成。 由上述实验得

2、出的结论是原上层清液中含有 Ag 。 (2)分析 AgCl 的溶解过程：AgCl 在溶液中存在下述两个过程：一方面，在水分子作用下，少 量 Ag 和 Cl脱离 AgCl 的表面溶于水中，即存在溶解过程；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 的表面析出，即存在沉淀过程。在一定温度下， 当 AgCl 溶解和生成的速率相等时，达到溶解平衡状态，得到 AgCl 的饱和溶液。 (3)AgCl 溶于水的平衡方程式是 AgCl(s) 溶解 沉淀 Cl (aq)Ag(aq)， 由于沉淀、 溶解之间的这 种动态平衡的存在，决定了 Ag 和 Cl的反应不能进行到底。

3、 2溶解平衡的概念与特征 (1)概念 在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了动态平衡，叫做沉淀溶解平衡。 (2)特征 (3)反应完全的标志 对于常量的化学反应来说，化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于 1.010 5 mol L1 时，沉淀就达完全。 3影响因素 (1)实例分析 已知溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2 (aq)2OH(aq)，请分析当改变下列条件时，对该溶解 平衡的影响，填写下表(浓度变化均指平衡后和原平衡比较)： 条件改变 移动方向 c(Mg2 ) c(OH ) 加水 正向移动 不变 不变 升温 正向移动 增大 增大 加 MgCl2(s) 逆向移动 增大

4、减小 加盐酸 正向移动 增大 减小 加 NaOH(s) 逆向移动 减小 增大 (2)外界条件对沉淀溶解平衡的影响 温度：升高温度，多数溶解平衡向溶解方向移动；少数溶解平衡向生成沉淀方向移动，如 Ca(OH)2的溶解平衡。 浓度：加水稀释，溶解平衡向溶解方向移动。 同离子：加入与难溶电解质构成中相同的离子，平衡向生成沉淀方向移动。 其他：加入可与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，溶解平衡向溶解方向移动。 (1)易溶电解质或难溶电解质的饱和溶液中存在溶解平衡，不饱和溶液中不存在溶解平衡。 (2)影响难溶电解质溶解平衡的因素，除内因外，主要涉及温度、浓度包括稀释、加入同种离 子等。 例 1 下列关

5、于溶解平衡：AgCl(s)Ag (aq)Cl(aq)的说法正确的是( ) AAgCl 沉淀的生成和溶解同时在不断进行，且速率相等 B等物质的量的 AgNO3和 NaCl 溶于水后，溶液中不存在 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 D“”说明 AgCl 没有完全电离，AgCl 是弱电解质 答案 A 解析 沉淀溶解平衡是一个动态平衡，A 项正确；沉淀溶解平衡存在，则肯定存在 Ag 和 Cl， B 项错误；如果加入盐酸后溶液中 Cl 的浓度小于原饱和溶液中的 Cl浓度，则不产生沉淀， C 项错误；“”说明 AgCl 是极少部分溶解，但溶解部分完全电离，Ag

6、Cl 是强电解质， D 项错误。 考点 沉淀溶解平衡 题点 沉淀溶解平衡与饱和溶液的特征 思维启迪难溶电解质溶解平衡与其电离平衡的区别 难溶电解质溶解平衡表示已溶溶质的离子与未溶溶质之间的平衡，是可逆过程，表达式需要 注明状态，如 Al(OH)3(s)Al3 (aq)3OH(aq)。电离平衡是溶解的弱电解质分子与离子之 间的转化达到的平衡状态，难溶强电解质的电离，没有电离平衡，如 BaSO4=Ba2 SO2 4； 难溶弱电解质的电离，存在电离平衡，如 Al(OH)3Al3 3OH。 例 2 Mg(OH)2固体在水中存在下列溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2 (aq)2OH(aq)，欲减 少

7、Mg(OH)2固体的量，可以加入少量的( ) ANaOH 固体 BNaCl 固体 CNaHSO4固体 DMgSO4固体 答案 C 解析 欲使 Mg(OH)2(s)减少， 应使平衡右移， NaHSO4电离产生的 H 会使平衡体系中 c(OH) 减小，而使沉淀溶解平衡右移，Mg(OH)2固体的量减小。 考点 沉淀溶解平衡 题点 沉淀溶解平衡的综合 二、溶度积常数 1概念 在一定温度下，沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液，其离子浓度不再发生变化，溶液中各 离子浓度幂之积为常数，叫做溶度积常数(简称溶度积)，用 Ksp表示。 2表达式 AmBn(s)mAn (aq)nBm(aq) Kspcm(An )

8、cn(Bm)。 如 Fe(OH)3的 Kspc(Fe3 ) c3(OH)。 3意义 Ksp的大小反映难溶电解质的溶解能力。 (1)相同类型的难溶电解质，溶度积小的电解质，其溶解能力小。 (2)不同类型的难溶电解质， 溶度积小的电解质， 其溶解能力不一定比溶度积大的溶解能力小。 4应用溶度积规则 通过比较溶度积与溶液的离子积 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： (1)QcKsp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。 (2)QcKsp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。 (3)QcKsp，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

9、解直至溶液饱 和。 5影响因素 溶度积 Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关，与浓度无关。 (1)溶度积和溶解度都可用来表示物质的溶解能力。 (2)若用溶度积比较不同物质的溶解性时，判断的方法主要有以下两种情况： 对于同类型物质如 AB、A2B、AB2等，可直接用溶度积比较难溶电解质的溶解能力，Ksp 越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。 对于不同类型的物质，Ksp不能直接作为比较依据，而应通过计算将 Ksp转化为饱和溶液中 溶质的物质的量浓度确定溶解能力的强弱。 例 3 已知 25 时，AgCl 的溶度积 Ksp1.810 10，则下列说法正确的是( ) A向饱和 AgCl 水

10、溶液中加入盐酸，Ksp值变大 BAgNO3溶液与 NaCl 溶液混合后的溶液中，一定有 c(Ag )c(Cl) C温度一定时，当溶液中 c(Ag ) c(Cl)K sp时，此溶液中必有 AgCl 的沉淀析出 DKsp(AgI)Ksp(AgCl)，所以 S(AgI) B C D 答案 B 解析 AgCl(s)Ag (aq)Cl(aq)，c(Cl)或 c(Ag)越大，对 AgCl 的溶解抑制作用越大， AgCl 的溶解度就越小。注意AgCl 的溶解度大小只与溶液中Ag 或Cl的浓度有关，而与溶液体 积无关。c(Cl )0.01 mol L1，c(Cl)0.04 mol L1，c(Cl)0.03 m

11、ol L1，c(Cl) 0 mol L 1，c(Ag)0.05 mol L1；Ag或 Cl浓度由小到大的顺序为。 考点 溶度积常数及其应用 题点 难溶物在同离子溶液中的溶解 题组三 溶度积及应用 7(2018 临川二中期中)下列说法正确的是( ) A难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时，沉淀和溶解立即停止 BKsp越小，难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱 CKsp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 溶液中的溶解能力相同 答案 C 解析 难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡，沉淀溶解平衡是动态平衡，沉淀和溶解的速率 相同，故 A

12、 项错误；Ksp可用来判断相同类型的化合物在水中的溶解度大小，但如果化合物 的类型不同，就不能直接进行判断，故 B 项错误；沉淀溶解平衡存在溶度积常数，Ksp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，故 C 项正确；相同温度下，AgCl 在水中的溶解能力大于在 NaCl 溶液中的溶解能力， 因为在 NaCl 溶液中氯离子对氯化银的溶 解起到抑制作用，故 D 项错误。 考点 溶度积常数及其应用 题点 溶度积的影响因素 8下列说法正确的是( ) A含有 AgCl 和 AgI 固体的悬浊液中 c(Ag )c(Cl)c(I) B25 时，Cu(OH)2在水中的溶解度大于在 Cu(NO3)

13、2溶液中的溶解度 C在含有 BaSO4沉淀的溶液中加入 Na2SO4固体，c(Ba2 )增大 D25 时，AgCl 在同浓度的 CaCl2和 NaCl 溶液中的溶解度相同 答案 B 解析 Ksp(AgCl)Ksp(AgI)，所以含 AgCl 和 AgI 固体的悬浊液中 c(Ag )c(Cl)c(I)，A 项 不正确；Cu(NO3)2溶液中含有 Cu2 ，使 Cu(OH) 2(s) Cu2 (aq)2OH(aq)逆向移动，溶解 度比在水中的小，B 项正确；在含有 BaSO4沉淀的溶液中加入 Na2SO4固体，c(SO2 4)增大， 沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动，c(Ba2 )减小，C 项不正

14、确；溶液中 c(Cl)越大，AgCl 的溶解度越小，D 项不正确。 考点 溶度积常数及其应用 题点 难溶物在同离子溶液中的溶解 9在 100 mL 0.01 mol L 1 KCl 溶液中，加入 1 mL 0.01 mol L1 AgNO 3溶液，下列说法正确 的是(AgCl 的 Ksp1.810 10)( ) A有 AgCl 沉淀析出 B无 AgCl 沉淀析出 C无法确定是否有 AgCl 沉淀析出 D有沉淀析出，但不是 AgCl 沉淀 答案 A 解析 由 Qcc(Ag ) c(Cl)0.01100 101 0.011 101 110 6K sp，故应有 AgCl 沉淀析出。 考点 溶度积常数

15、及其应用 题点 溶度积常数的应用判断是否有沉淀生成 10室温时，M(OH)2(s)M2 (aq)2OH(aq) K spa，c(M 2)b mol L1 时，溶液的 pH 等于( ) A.1 2lg( b a) B.1 2lg( a b) C141 2lg( a b) D141 2lg( b a) 答案 C 解析 由 Kspc(M2 ) c2(OH)得 c(OH) 1 2 ( ) a b mol L 1，K wc(H ) c(OH)得 c(H) 14 1 2 1 10 ( ) a b mol L 1，pHlg 14 1 2 10 ( ) a b 141 2lg( a b)。 考点 溶度积常数及

16、其应用 题点 溶度积常数的应用计算氢氧化物开始沉淀与沉淀完全时的 pH 11在 BaSO4饱和溶液中加入少量的 BaCl2溶液，产生 BaSO4沉淀，若以 Ksp表示 BaSO4的 溶度积常数，则平衡后溶液中( ) Ac(Ba2 )c(SO2 4) Ksp Bc(Ba2 ) c(SO2 4)Ksp，c(Ba 2)c(SO2 4) Cc(Ba2 ) c(SO2 4)Ksp，c(Ba 2)c(SO2 4) Dc(Ba2 ) c(SO2 4)Ksp，c(Ba 2)c(SO2 4)；但由于温度未发生改变，所以溶液中 c(Ba 2) c(SO2 4)Ksp 不变。 考点 溶度积常数及其应用 题点 溶度积

17、常数的应用计算饱和溶液中某种离子浓度 12.某温度时，BaSO4在水中的溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( ) 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 Cd 点无 BaSO4沉淀生成 Da 点对应的 Ksp大于 c 点对应的 Ksp 答案 C 解析 A 项， 温度不变， 加入 Na2SO4会导致溶解平衡向左移动， 但两离子浓度的乘积仍不变， 仍在曲线上，不会由 a 点变到 b 点；B 项，通过蒸发，水量减小，Ba2 和 SO2 4浓度都增大， 不可能由 d 点变到 c 点；C 项，d 点还没有形成饱和溶液，因此无 BaSO4沉淀生

18、成；D 项，a 点与 c 点的 Ksp相等。 考点 溶度积常数及其应用 题点 沉淀溶解平衡曲线分析 13室温下用废电池的锌皮制备 ZnSO4 7H2O 的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方 法是加稀 H2SO4和 H2O2溶解，铁变为_，加碱调节至 pH 为_时，铁离子刚好沉 淀完全(离子浓度小于 110 5 mol L1 时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至 pH 为 _时，锌开始沉淀(假定 Zn2 浓度为 0.1 mol L1)。若上述过程不加 H 2O2后果是 _， 原因是_。 已知： 化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp的近似值 10 17 10 17

19、 10 39 答案 Fe3 2.7 6 Zn2和 Fe2不能分离 Fe(OH)2和 Zn(OH)2的 Ksp相近 解析 铁溶于稀硫酸生成 Fe2 ，Fe2被双氧水氧化为 Fe3。K spFe(OH)3c(Fe 3) c3(OH) 10 39，铁离子刚好完全沉淀时，c(OH) 3 10 39 10 5 mol L 14.641012 mol L1，则 c(H ) Kw cOH 10 14 4.6410 12 mol L 12.16103 mol L1，pH2.7；K spZn(OH)2c(Zn 2 ) c2(OH)1017，锌离子开始沉淀时，c(OH) 10 17 0.1 mol L 1108

20、mol L1，则 c(H) Kw cOH 10 14 10 8 mol L 1106 mol L1，pH6；Zn(OH) 2和 Fe(OH)2的 Ksp相近，若不 加双氧水，沉淀 Zn2 的同时 Fe2也会沉淀，从而使 Zn2和 Fe2不能分离。 考点 溶度积常数及其应用 题点 溶度积常数的应用计算氢氧化物开始沉淀与沉淀完全时的 pH 14根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题： (1)在 Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤，若测得滤液中 c(CO2 3)10 3 mol L1，则 Ca2 是否沉淀完全？_(填“是”或“否”)。 已知 c(Ca2)105 mol L

21、1 时可视为沉淀 完全；Ksp(CaCO3)4.96 10 9 (2)25 时，Mg(OH)2饱和溶液_(填“能”或“不能”)使石蕊溶液变蓝色。(已知 KspMg(OH)24.010 12，lg50.7) (3)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，该浓缩液中主要含有 I 、Cl等离子。取一定 量的浓缩液，向其中滴加 AgNO3溶液，当 AgCl 开始沉淀时，溶液中 cI cCl 为_。已 知 Ksp(AgCl)1.8 10 10，K sp(AgI)8.5 10 17 答案 (1)是 (2)能 (3)4.710 7 解析 (1)根据 Ksp(CaCO3)c(Ca2 ) c(CO2 3)4.96

22、10 9，得 c(Ca2)4.9610 9 10 3 mol L 1 4.9610 6 mol L1105 mol L1，可视为沉淀完全。 (2)设Mg(OH)2饱和溶液中 Mg2 的物质的量浓度为x， 则4x34.01012， x1.0104 mol L1， c(OH )2.0104 mol L1，c(H)1.010 14 2.010 4 mol L 151011 mol L1，pH lg (510 11)11lg 510.3。 所以能使石蕊溶液变蓝色。 (3)当 AgCl 开始沉淀时，溶液中 cI cCl cI cAg cCl cAg KspAgI KspAgCl 8.510 17 1.8

23、10 104.710 7。 考点 溶度积常数及其应用 题点 溶度积相关计算的综合 15在 Cl 和 CrO2 4浓度都是 0.100 mol L 1 的混合溶液中逐滴加入 AgNO3溶液(忽略体积改 变)时， AgCl 和 Ag2CrO4中_先沉淀， 当 Ag2CrO4开始沉淀时， 溶液中 c(Cl )_ mol L 1。K sp(AgCl)1.8 10 10，K sp(Ag2CrO4)9.0 10 12 答案 AgCl 1.910 5 解析 AgCl 开始沉淀所需 c(Ag )KspAgCl cCl 1.810 10 0.100 mol L 11.8109 mol L1， Ag2CrO4开始沉淀所需 c(Ag ) KspAg2CrO4 cCrO2 4 9.010 12 0.100 mol L 1 9.510 6 mol L1， 因此，AgCl 先沉淀。 当 Ag2CrO4开始沉淀时：c(Ag )9.5106 mol L1， 此时，c(Cl )KspAgCl cAg 1.810 10 9.510 6 mol L 1 1.910 5 mol L1。 考点 溶度积常数及其应用 题点 溶度积相关计算的综合