江苏省连云港市赣榆县赣榆县海头高级中学高中化学 3.4 沉淀溶解平衡学案2 苏教版选修4.doc

江苏省连云港市赣榆县赣榆县海头高级中学2015高中化学 3.4 沉淀溶解平衡学案2 苏教版选修4三点剖析重点1 沉淀溶解平衡的建立 溶解和结晶的平衡也受外界条件的影响，如果改变温度、改变浓度也会使溶解和结晶的平衡破坏。 在agcl的溶液中，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agcl=ag+cl-；另一方面，溶液中的ag+和cl-受agcl表面正、负离子的吸引，回到agcl的表面析出沉淀，ag+cl-=agcl。在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，便得到了agcl的饱和溶液，即建立如下动态平衡：agcl(s)cl-(aq)+ag+(aq)难溶电解质的溶解平衡也是有条件的，条件变化，平衡破坏。如上述的沉淀和溶解平衡就受温度、浓度等的影响，通过条件的变化可以使沉淀生成、沉淀溶解，也可以使沉淀转化。溶解平衡特征（1）“动”动态平衡，溶解的速率和沉淀的速率并不为0。（2）“等”v溶解=v沉淀。（3）“定”达到平衡时，溶液中离子的浓度保持不变。（4）“变”当改变外界条件时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。【例1】 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，将促进溶解解析：本题考查了沉淀溶解平衡的建立与特征。a项：反应开始时，各离子的浓度没有必然的关系。b项正确。c项：沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度保持不变，但不一定相等。d项：沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，由于固体的浓度为常数，故平衡不发生移动。答案：b重点2 沉淀溶解平衡的移动 由于难溶物溶解是一个可逆反应，物质溶解为吸热反应，升高温度溶解度增大。溶度积规则ambn(s)man+(aq)+nbm-(aq),ksp=cm(an+)cn(bm-)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，可以判断难溶电解质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，直至溶液饱和，达到新的平衡。qc=ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。qcksp,溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。增大an+和bm-的浓度，平衡向生成沉淀的方向移动，减小an+和bm-的浓度，平衡向沉淀溶解的方向移动。【例2】在有固态mg(oh)2存在的饱和溶液中，存在着如下平衡：mg(oh)2mg2+(aq)+2oh-(aq)向该饱和溶液中分别加入固体ch3coona、nh4cl时，固体mg（oh）2的质量有什么变化？解析：可运用平衡移动原理，加以解释。答案：加入固体ch3coona使mg(oh)2固体的质量增加。理由是ch3coona在溶液中水解ch3coo-+h2och3cooh+oh-,增大了c(oh-),使mg(oh)2的溶解平衡向着生成mg(oh)2的方向移动。加入固体nh4cl使mg(oh)2固体的质量减小。理由是nh4cl在溶液中电离出，与oh-发生反应：+oh-nh3h2o，减小了c(oh-)，使mg(oh)2溶解平衡向着生成mg2+和oh-的方向移动。难点1 有关溶度积的计算与应用1.ambn(s) man+(aq)+nbm-(aq),ksp=cm(n+)cn(m-)分别求出n+和m-的浓度就可以求出ksp。2.求an+和bm-的浓度，或者求ambn的溶解度。利用公式=。【例3】 铬酸银在298 k时的溶解度为0.004 45 g,求其溶度积。解析：因铬酸银（ag2cro4）饱和溶液是极稀的，其密度可认为是1 gml-1，已知ag2cro4的相对分子质量为332，所以ag2cro4饱和溶液的物质的量浓度为 =1.3410-4 moll-1因ag2cro42ag+所以c(ag+)=21.3410-4 moll-1=2.6810-4 moll-1c()=1.3410-4 moll-1ksp(ag2cro4)=c2(g+)c()=(2.6810-4)21.3410-4=9.6210-12。答案：ksp(ag2cro4)=9.6210-12难点2 溶解沉淀的化学方法 化学方法溶解沉淀的原则是：使沉淀溶解平衡向着溶解的方向移动。常用的方法有酸碱溶解法、配位溶解法、氧化还原溶解法和沉淀转化溶解法。1.酸碱溶解法 原理是借助某些可溶性弱电解质（水、弱酸或弱碱），使难溶物的离子浓度降低而溶解。本法适用于溶解氢氧化物、弱酸或弱碱盐等难溶物质。具体办法是：难溶酸用强碱溶解；难溶碱用强酸或较强酸溶解；难溶弱酸盐用强酸或较强酸溶解。 注意：用酸溶解含金属离子的难溶物时，所选用酸的酸根与金属离子不应产生沉淀。2.配位溶解法 在难溶物中加入配位剂，因形成配合物而降低难溶物的某种离子浓度，使平衡向右移动而溶解，配位剂的浓度越大，或生成配合物的稳定性越大，则难溶物的溶解度也越大。例如：含agcl(s)的溶液中加入过量的cl-，而使agcl溶解度增加或完全溶解。3.氧化还原溶解法 原理是通过氧化还原反应使难溶物的离子浓度降低，使平衡向右移动而溶解。此法适用于具有明显氧化性或还原性的难溶物，如不溶于盐酸的硫化物ag2s溶于hno3就是一个例子：3ag2s+8hno3=6agno3+3s+2no+4h2o4.沉淀转化溶解法 本法是将难溶物转化为能用上述三种方法之一溶解的沉淀，然后再溶解。例如baso4中加入饱和na2co3溶液，使baso4转化为baco3，再将baco3溶于盐酸。 应当指出，沉淀溶解有的是几种方法综合的结果，例如hgs溶于水，就是氧化还原法和配位法的综合运用：3hgs+12hcl+2hno3=3h2(hgcl4)+3s+2no+4h2o【例4】 为了除去mgcl2溶液中的fecl3，可在加热搅拌的条件下加入一种试剂是（ ）a.naoh b.na2co3 c.氨水 d.mgo解析：要除fecl3实际上是除去fe3+,除fe3+的方法是加入某物质使之成为沉淀过滤即可。同时该题巧妙运用了fe(oh)3的溶解度小于（mgoh2）的溶解度，从而可以使fe(oh)3沉淀，而不致使mg2+转化为沉淀而析出。答案：d各个击破类题演练1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，agcl沉淀的溶解度不变解析：溶解平衡是一个动态平衡，溶解速率和离子结合速率相等，难溶物在水中溶解很少，不是绝对不溶，溶解是吸热过程，升高温度，溶解度增大，在agcl沉淀中，加入nacl固体，增大cl-浓度，使溶解度减小。答案：ac变式训练1在一定温度下,氯化银在水中存在如下沉淀溶解平衡：agcl(s)ag+(aq)+cl-(aq),若把agcl分别放入100 ml na2so4；100 ml 0.1 moll-1 nacl溶液；100 ml 0.1 moll-1alcl3溶液；100 ml 0.1 moll-1mgcl2溶液中。搅拌后在相同温度下ag+浓度由大到小的顺序是（ ）a. b.c. d.解析：在agcl(s)ag+(aq)+cl-(aq)，若加入cl-会使溶解平衡向逆向移动，使ag+浓度减小，c（cl-）越大，逆向进行程度越大。答案：a类题演练2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-)=kw，存在等式c(+)c(x-)=ksp。现将足量的agcl分别放入下列物质中，agcl的溶解度由大到小的排列顺序是（ ）20 ml 0.01 moll-1kcl溶液 30 ml 0.02 moll-1cacl2溶液 40 ml 0.03 moll-1hcl溶液 10 ml蒸馏水 50 ml 0.05 moll-1agno3溶液a. b.c. d.解析：agcl（s）=ag+cl-，由于c（ag+）c（cl-）=ksp，cl-或ag+的浓度越大，越能抑制agcl的溶解，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。中c（cl-）=0.01 moll-1 中c（cl-）=0.04 moll-1 c（cl-）=0.03 moll-1 中c（cl-）=0 moll-1 中c（ag+）=0.05 moll-1ag+或cl-浓度由小到大的顺序为,故agcl的溶解度由大到小的排列顺序为。答案：b变式训练2fecl3溶液中，加入难溶于水的caco3粉末，观察到caco3逐渐溶解，产生无色气体和红褐色沉淀。则：（1）气体为_，红褐色沉淀为_。（2）上述现象产生的理由是_。答案：（1）co2 fe(oh)3(3)fecl3在溶液中水解呈酸性：fe3+3h2ofe(oh)3+3h+加入caco3逐渐与h+反应：caco3+2h+=ca2+h2o+co2消耗h+使fe3+水解，平衡向右移而出现红褐色沉淀类题演练3 氢氧化镁难溶于水，但它溶解的那一部分在溶液中完全电离。t 时，饱和氢氧化镁溶液的ph=11,若不考虑kw值的变化，则该温度下氢氧化镁的溶解度是_（溶液的密度为1.0 gcm-3）。解析：mg(oh)2的电离方程式为：mg(oh)2=mg2+2oh-1 mol 2 mol 设mg(oh)2的溶解度为s，溶液的体积为1 l，根据溶解度的计算式：581 0001=s(100+s)解得s=0.002 9 g。答案：0.002 9 g变式训练3在含有cl-、br-、i-浓度均为0.01 moll-1的溶液中，缓慢且少量地加入agno3稀溶液，结合溶解度判断析出三种沉淀的先后顺序是（ ）a.agcl、agbr、agi b.agi、agbr、agclc.agbr、agcl、agi d.三种沉淀同时析出解析：ksp的顺序是agi最小，agcl最大，因而agi易生成沉淀，agcl最不易生成沉淀。答案：b类题演练4向5 ml nacl溶液中滴入一滴agno3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴ki溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴入一滴na2s溶液并振荡，沉淀又变成黑色，根据上述变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为（ ）a.agcl=agi=ag2s b.agclagiag2sc.agclagiag2s d.agiagclag2s解析：根据平衡移动原理，沉淀应当向溶解度更小的沉淀转化，即向着降低离子浓度的方向进行，所以溶解度agclagiag2s。答案：c变式训练4把氢氧化钙放入蒸馏水中，一定时间后达到如下平衡：ca(oh)2(s) ca2+2oh-加入以下溶液，可使ca(oh)2减少的是（ ）a.na2s溶液 b.alcl3溶液c.naoh溶液 d.cacl2溶液解析：该平衡为溶解平衡。若使ca(oh)2减少，只须使平衡正向移动。选项中na2s、naoh溶液显碱性，使平衡逆移；cacl2溶液完全电离出ca2+也使平衡逆移。而b项为alcl3溶液与oh-作用生成难溶al(oh)3，消耗oh-，平衡正向移动，使ca(oh)2固体不断电离而减少。解析：本题实验的目的是要鉴定，而用到的试剂为稀酸中加入碘的淀粉溶液，依据溶液颜色的变化判断。杂质离子是弱酸根，遇h+会生成so2而与i2反应，使溶液蓝色褪去，从而干扰的检验。（2）考查物质的溶解性，顺着题意较易做出解答，不过在写离子方程式时一定要注意物质的改写，切莫把cdco3(难溶)写成离子形式。变式训练5鉴定的方法之一是利用的还原性。将在稀酸中加入适量的碘与淀粉蓝色溶液，会使蓝色褪去，反应为+i2+h2o=+2h+2