高中化学 沉淀的溶解平衡习题 新人教版选修4

1、高中化学 沉淀的溶解平衡习题 新人教版选修4二. 重点、难点1. 了解难溶电解质在水中的溶解情况。2. 理解难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，正确理解和掌握溶度积ksp的概念。3. 掌握运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。4. 掌握简单的利用ksp的表达式，计算溶液中相关离子的浓度。三. 教学过程（一）难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡难溶电解质在水中也会建立一种动态平衡，这种动态平衡和化学平衡、电离平衡一样合乎平衡的基本特征、满足平衡变化的基本规律。1、沉淀溶解平衡的概念：在一定条件下，难溶电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态

2、。2、沉淀溶解平衡的表达式：如：agcl (s) cl（aq）ag（aq）3、沉淀溶解平衡的特征：动、等、定、变。4、影响溶解平衡的因素：（1）内因：电解质本身的性质。不同的电解质在水溶液中溶解的程度不一样，而且差别很大，有的能溶解很多，像nacl、kcl、naoh等，这些物质的溶解度大于克，我们通常把它们称作易溶物质。有的溶解的不多，如caso4、ca(oh)2等，这些物质的溶解度在克到克之间，我们通常把它们称作微溶物质，有的溶解的很少，像caco3、agcl、ags等，这些物质的溶解度小于克，我们通常把它们称作难溶物质，在水溶液中我们把它们称作沉淀。溶解度表中的“不溶”就是指难溶。难溶电解

3、质的溶解度尽管很小，但不可能为0，所谓沉淀完全，在化学上通常指残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol/l。【总结】绝对不溶的电解质是没有的；同是难溶电解质，溶解度差别也很大；易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。（2）外因：浓度：加水，平衡向溶解方向移动。温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。5、溶度积（平衡常数）ksp（1）溶度积的概念：在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之乘积为一常数，称为溶度积常数，简称溶度积。用符号ksp表示。溶度积的大小取决于难溶电解质的本性，它随温度的升高而稍微增大，离子浓度的改变可使平衡发生移动，而不能改变溶度积。不同的

4、难溶电解质在相同温度下ksp不同。对于mman型电解质来说，溶度积的公式是：ksp =c（mn+）m·c（am-）n（2）溶度积和溶解度的关系：对同类型的微溶电解质，如agcl，agbr，agi，baso4，caco3等，在相同温度下，ksp越大，溶解度就越大；ksp越小，溶解度就越小。对于不同类型的微溶电解质，溶度积小的，溶解度不一定小。如mg(oh)2的溶度积(ksp=1.8×10-11)比caco3的溶度积（ksp=2.8×109）小，但mg(oh)2的溶解度(2.6×10-4mol·l-1)却比caco3的溶解度(5.29×1

5、0-5mol·l-1)大。因此，从ksp大小比较溶解度大小时，只有在同类型的电解质之间才能直接比较。（二）沉淀溶解平衡的应用难溶电解质的沉淀溶解平衡作为一种动态的平衡，我们可以通过改变条件，控制其进行的方向，沉淀转为溶液中的离子，或者溶液中的离子转化为沉淀。1、沉淀的生成：生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中除杂或提纯物质的重要方法之一。（1）沉淀剂的选择：要求除去溶液中的某种离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去。加入沉淀剂使沉淀物的溶解度尽可能小，溶液中沉淀物的溶解度越小，被沉淀离子沉淀越完全。一般加入适当过量沉淀剂，使沉淀完

6、全，一般过量20%50%。判定分离或除去某些离子完全的标准是溶液中这种物质的离子浓度小于10-5mol/l时，认为已经沉淀完全。（2）形成沉淀和沉淀完全的条件：由于难溶电解质溶解平衡的存在，在合理选用沉淀剂的同时，有时还要考虑溶液的ph和温度的调控。（3）通过氧化还原反应等方式改变某离子的存在形式，促使其转变为溶解度更小的难溶电解质以便分离出去。2、沉淀的溶解： （1）不断减小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，当qc < ksp 时，沉淀溶解。（2）溶解沉淀的方法：加入足量的水；使沉淀转化为气体；使沉淀转化为弱电解质；氧化还原法（）适用于具有明显氧化性或还原性的难溶物

7、；使沉淀转化为配合物agclagcl （agcl加氨水生成银氨离子可溶）；使沉淀转化为其他沉淀。3、沉淀的转化：由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程， 叫沉淀的转化。沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。沉淀转化的方法：加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。实验：在试管中加入znso4溶液，再滴入na2s溶液，观察现象。静置后倾去上层清液，蒸馏水洗涤沉淀2-3次。向沉淀中滴加适量的cuso4溶液，观察现象。实验现象：有白色沉淀出现，白色沉淀转化成为黑色沉淀。定性解释：zns在水中存在沉淀溶解平衡：zns(s

8、) zn2+(aq)+s2-(aq) ksp×10-24mol2l-2cus在水中存在沉淀溶解平衡：cus(s) cu2+(aq)+s2-(aq) ksp×10-36mol2l-2当向zns沉淀上滴加cuso4溶液时， zns溶解产生的s2-与cuso4溶液中的cu2+足以满足qc>ksp(cus)的条件， s2-与cu2+结合产生cus沉淀并建立沉淀溶解平衡。 cus沉淀的生成，使得s2-的浓度降低，导致s2-与zn2+的qc<ksp(zns)，使得zns不断的溶解，结果是zns沉淀逐渐转化成为cus沉淀。zns沉淀转化为cus沉淀的总反应：zns(s) +

9、cu2+(aq) = cus(s) + zn2+(aq)【总结】沉淀的生成、溶解、转化本质上都是沉淀溶解平衡的移动问题，其基本依据主要有：浓度：加水，平衡向溶解方向移动。温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。加入相同离子，平衡向沉淀方向移动。加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。【典型例题】例1. 写出难溶电解质fe(oh)3、ca3(po4)2的溶度积表达式。分析：在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之乘积为一常数，称为溶度积常数，简称溶度积。用符号ksp表示。溶度积的大小取决于难溶电解质的本性，它随温度的升高而稍微增大，离子浓度的

10、改变可使平衡发生移动，而不能改变溶度积.不同的难溶电解质在相同温度下ksp不同。对于mman型电解质来说，溶度积的公式是：ksp =c（mn+）m·c（am-）n。所以，fe(oh)3fe3+3oh- ksp=fe3+oh-3例2. 石灰乳中存在下列平衡：ca(oh)2(s) ca2+(aq)+2oh (aq)，加入下列溶液，可使ca(oh)2减少的是（ ）a. na2co3溶液 b. alcl3溶液 c. naoh溶液 d. cacl2溶液分析：可使ca(oh)2减少，溶解平衡必然向右移动，即向溶解的方向移动或转化为比ca(oh)2更难溶的物质。因为na2co3与ca(oh)2反应

11、生成caco3使ca(oh)2减少，alcl3溶液与ca(oh)2反应生成al(oh)3，溶解平衡右移使ca(oh)2减少，而naoh溶液增大oh浓度，cacl2溶液增大，ca2+浓度使溶解平衡左移，使ca(oh)2增大。故答案选ab。例3. 已知室温时agbr的溶解度是×10-7mol/l，mg(nh4)po4的溶解度是×10-5mol/l，求agbr、mg(nh4)po4的溶度积？分析：agbr(s)ag+br-溶解的agbr可认为完全电离ag+=br-×10-7mol/lkspagbr=ag+br-×10-7)2×10-13同理mgnh4

12、po4(s)mg2+nh4+po43-因为溶解的mg(nh4)po4可认为完全电离c(mg2+) = c(nh4+) = c(po43×10-5mol/lkspmg(nh4)po4= c(mg2+) c(nh4+) c(po43)×10-5)3×10-13则agbr的溶度积为×10-13，mg(nh4)po4的溶度积为×10-13。例4. 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，这个常数称为该难溶电解质的溶度积，用符号ksp表示。即：ambn(s)man+(aq)nbm(aq)an+m·bmnksp已知：某温度

13、时，ksp(agcl)=ag+cl ×1010，ksp(ag2cro4)=ag+2cro2- 4 ×1012试求：（1）此温度下agcl饱和溶液和ag2cro4饱和溶液的物质的量浓度，并比较两者的大小。（2）此温度下，在·l-1的agno3溶液中，agcl与ag2cro4分别能达到的最大物质的量浓度，并比较两者的大小。分析：agcl(s)ag(aq)cl(aq)ag2cro4(s)2ag(aq)cro42(aq)2xx(2x)2·x=kspc(agcl)c(ag2cro4)在0.010 mol·l1 agno3溶液中，c(ag+)=0.010

14、mol·l1agcl(s)ag(aq)cl(aq)溶解平衡时：2x xx)·x×1010x很小，xx×108(mol·l1)×108(mol·l1)ag2cro4(s)2ag(aq)cro24(aq)溶解平衡时：xx2x)2·x×1012x很小，2xx1.1×108(mol·l1)c(ag2cro4)×10-8 (mol·l1)c(agcl)c(ag2cro4)例5. 在1l含×10-3mol·l-1 的so42-溶液中，注入2溶液（假设溶液体积

15、不变）能否有效除去so42-?已知：ksp(baso4)= 4×10-10 mol2·l-2分析：因为溶液中c(ba2+，c(so42-，反应生成baso4沉淀后，ba2+过量，剩余 c(ba2+。则有溶度积公式得： c(so42-)=ksp/(ba2+)×10-10×10-3×10-8(mol/l) 因为，剩余的即c(so42-×10-8×10-5mol/l所以， so42-已沉淀完全，即有效除去了so42-。例6. 将5ml 1×10-5mol/l的agno3溶液和15ml 4×10-5mol/l的k

16、2cro4溶液混合时，有无砖红色ag2cro4沉淀生成？已知ag2cro4的ksp=9×10-12分析：因为混合后溶液总体积为15+5=20(ml)混合溶液中ag+离子与cro42-离子的浓度分别为：c(ag+)=1×10-5mol/l××10-6mol/l， ：c(cro42-)=4×10-5mol/l×15ml/20ml=3×10-5mol/l 离子积qi= c(ag+)2×c(cro42-)=×10-16已知kspag2cro4=9×10-12qiksp无ag2cro4沉淀生成例7. 为什

17、么医学上常用baso4作为内服造影剂“钡餐”，而不用baco3作为内服造影剂“钡餐”? 分析：baso4 和baco3的沉淀溶解平衡分别为： baso4 ba2+ + so42- ksp×10-10mol2·l-2 baco3 ba2+ + co32- ksp×10-9mol2·l-2由于人体内胃酸的酸性较强(ph0.9-1.5)，如果服下baco3，胃酸会与co32-反应生成co2和水：baco3(s) +2h+=co2­+h2o+ba2+，使co32-离子浓度降低，使qc < ksp，使baco3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的ba2

18、+浓度增大而引起人体中毒。而so42-不与h+结合生成硫酸，胃酸中的h+对baso4的溶解平衡没有影响，ba2+浓度保持在安全浓度标准下，所以用baso4 作“钡餐”。不能用baco3作为内服造影剂“钡餐”。例8. 用平衡移动的原理分析mg(oh)2溶于盐酸和nh4cl溶液的原因。分析：在溶液中存在mg(oh)2的溶解平衡：mg(oh)2(s) mg2(aq)+2oh(aq)加入盐酸时，h中和oh-，使c(oh)减小，平衡右移，从而使mg(oh)2溶解。加入nh4cl时，nh4直接结合oh，使c(oh)减小，平衡右移，从而使mg(oh)2溶解。mg(oh)2(s)+2nh4+=mg2+2h2o

19、+2nh3（或nh4水解，产生的h中和oh-，使c(oh-)减小，平衡右移，从而使mg(oh)2溶解。此种解释错误，试用实验加以验证说明。）【模拟试题】1. 下列说法正确的是：a. 往nacl饱和溶液中滴加浓盐酸，nacl的溶解度减小b. 升高温度，物质的溶解度都会增大c. 在饱和nacl溶液中存在溶解平衡d. 在任何溶液中都存在溶解平衡2. 下列属于微溶物质的是a. agcl b. bacl2 c. caso4 d. ag2s3. 下列物质的溶解度随温度的升高而减少的是a. kno3 b. ca(oh)2 c. baso4 d. co24. 下列说法正确的是a. 难溶电解质的溶度积越小，溶解

20、度越大b. 可以通过沉淀反应使杂质离子完全沉淀c. 难溶电解质的溶解平衡是一种动态平衡 d. 一定浓度的nh4cl溶液可以溶解mg(oh)25. 欲使fes固体溶解，可加入a. 盐酸 b. naoh溶液 c. feso4溶液 d. h2s溶液6. fes溶于盐酸， cus不溶于盐酸而溶于硝酸，主要是因为：a. 水解能力不同 b. ksp值不同 c. 溶解的速度不同 d. 酸碱性不同7. 在饱和的caso4 溶液中下列哪种物质不存在a. ca2 b. so42 c. h d. h2so48. baso4(s)和bacro4(s)的溶度积常数近似相等，由baso4(s)和bacro4(s)各自所形

21、成的饱和溶液中，so42和cro42浓度关系正确的是a. c(so42)»c(cro42) b. c(so42)>c(cro42)c. c(so42)<c(cro42) d. 无法判断9. 向含有agcl(s)的饱和agcl溶液中加水，下列叙述正确的是a. agcl的溶解度增大 b. agcl的溶解度、ksp均不变 c. ksp(agcl)增大 d. agcl的溶解度、ksp均增大 10. 已知ksp (pbi2´109，则其饱和溶液中c(i)为´105mol·l1´103mol·l1 ´103mol·

22、l1´103mol·l111. 在agbr饱和溶液中加入agno3溶液，达到平衡时，溶液中a. ksp(agbr)降低 b. ag浓度降低 c. agbr的离子浓度乘积降低 d. br浓度降低。12. 已知ksp(mg(oh)2´1011，则mg(oh)2在的naoh溶液中的溶解度为´107mol·l1´105mol·l1 ´107mol·l1´109mol·l113. 一些电解质如baso4在水中只能溶解很少，可以说是难以溶解，所以称为_。尽管这些电解质难以溶解于水中，但在水中也会建

23、立一种_ _。14. 难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律，其基本特征为：（1）_ _（2）_ _ _（3）_ _（4）_ _15. 难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常数称为_，简称_ _。请写出pbi2、cu(oh)2、baso4、caco3、al(oh)3、cus的沉淀溶解平衡与溶度积ksp的表达式。16. 溶度积ksp反映了难溶电解质在水中的_ _ _，ksp的大小和溶质的溶解度不同，它只与_ _ 有关，与_ _ 无关。利用溶度积ksp可以判断_ _、_ _以及_ _ _。17. 沉淀的转化是_ _ _的过程，其实质是

24、_ _。当qc大于ksp时，情况为：_ _ 当qc等于ksp时，情况为：_ _ 当qc小于ksp时，情况为：_ _ 18. 将agno3溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都会出现不同颜色的沉淀，沉淀的颜色变化是 _ _ _ _ _ _ _。出现这种颜色变化的原因是：_ _ 19. 将足量baco3分别加入： 30ml 水 2co3溶液 氯化钡溶液 盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中ba2+的浓度由大到小的顺序为： _ 20. 在bacl2溶液中滴加na2c2o4(草酸钠)溶液，产生白色沉淀.在白色沉淀中加入盐酸，沉淀溶解。(1)试用离子方程式和有关平衡的知识解释 (2)根据上述

25、判断，可得出酸盐间反应的一种规律是 21. 有甲、乙两同学做了如下实验：甲同学在制得的mg(oh)2沉淀中加入浓的nh4cl 溶液，结果沉淀溶解；乙同学在制得的mg(oh)2沉淀中加入浓的ch3coonh4溶液，结果沉淀也完全溶解。对此甲、乙两同学用学过的有关知识各自解释了上述实验事实：甲同学的解释为：因为nh4cl溶液中，nh4h2onh3·h2oh，且mg(oh)2（s）mg22oh；又hohh2o，所以mg(oh)2溶解平衡向右移动，促进mg(oh)2的溶解。乙同学的解释为：因为nh4clnh4cl，ch3coonh4ch3coonh4，且mg(oh)2（s）mg22oh；nh4ohnh3·h2o，所以mg(oh)