难溶电解质的溶解平衡

优秀课件难溶电解质的溶解平衡第一页，共五十二页，编辑于2023年，星期二[目标导航]

1.知道沉淀溶解平衡的概念及其影响因素。2.能用平衡移动原理分析沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质，并会解决生产、生活中的实际问题。3.明确溶度积和离子积的关系，学会判断反应进行的方向。第二页，共五十二页，编辑于2023年，星期二第三页，共五十二页，编辑于2023年，星期二第四页，共五十二页，编辑于2023年，星期二一、难溶电解质的溶解平衡

1．固体物质的溶解度(S)与溶解性的关系2.溶解平衡状态：在一定温度下，固体溶质在水中形成____溶液时，溶液中__________保持不变的状态，该状态下，固体溶质_____的速率和溶液中溶质分子_____的速率达到相等，但溶解和结晶仍在进行。溶解性难溶微溶可溶易溶S的范围S＜____0.01g＜S＜1g__＜S＜___S＞10g0.01g1g10g饱和溶质质量溶解结晶第五页，共五十二页，编辑于2023年，星期二3．沉淀溶解平衡 (1)概念

在一定温度下，当沉淀_____和_____的速率相等时，即建立了动态平衡，叫做难溶电解质的溶解平衡。如AgCl溶于水

的溶解平衡表示为：_______________________________。 (2)特征溶解生成动态平衡，溶解速率和沉淀速率不等于零溶解速率和沉淀速率_____平衡状态时，溶液中的离子浓度_________当改变外界条件时，溶解平衡__________相等保持不变发生移动第六页，共五十二页，编辑于2023年，星期二【议一议】1．根据对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识，生成沉淀的离子反应能否真正进行到底？

答案不能进行到底。第七页，共五十二页，编辑于2023年，星期二第八页，共五十二页，编辑于2023年，星期二条件改变移动方向c(Mg2＋)c(OH－)加水_______________升温_______________加MgCl2(s)_______________加盐酸_______________加NaOH(s)_______________向右减小减小增大增大向右向左向右向左减小减小增大增大增大减小第九页，共五十二页，编辑于2023年，星期二影响沉淀溶解平衡的因素： (1)内因：溶质本身的性质。绝对不溶的物质是没有的；同是微溶物质，溶解度差别也很大；易溶溶质只要是饱和溶液也存在溶解平衡。 (2)外因：①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动；少数平衡向生成沉淀的方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡。③同离子效应：向平衡体系中加入相同的离子，使平衡向生成沉淀的方向移动。④其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶的物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动。第十页，共五十二页，编辑于2023年，星期二3．从物质类别、变化过程角度分析沉淀溶解平衡与弱电解质的电离平衡有何区别？

答案

(1)从物质类别看，难溶电解质可以是强电解质，也可以是弱电解质[如BaSO4是强电解质，而Al(OH)3是弱电解质]，而难电离物质只能是弱电解质。 (2)从变化的过程来看，沉淀溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化达到平衡状态。第十一页，共五十二页，编辑于2023年，星期二二、沉淀溶解平衡的应用1．沉淀的生成 (1)调节pH法：

如加入氨水调节pH＝4，可除去氯化铵中的杂质氯化铁。

反应离子方程式： ____________________________________。 (2)加沉淀剂法：

以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。反应离子方程式如下：

①加Na2S生成CuS：__________________。

②通入H2S生成CuS：________________________。Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH4＋S2－＋Cu2＋===CuS↓H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋第十二页，共五十二页，编辑于2023年，星期二2．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，只要不断______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)实例：①CaCO3沉淀溶于盐酸中：移去H2CO3HCO3－第十三页，共五十二页，编辑于2023年，星期二 CO2气体的生成和逸出，使CaCO3溶解平衡体系中的CO32－浓度不断减小，平衡向_________的方向移动。

②分别写出用HCl溶解难溶电解质FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2的离子方程式 ____________________________________________________ ________________________________________。

③向Mg(OH)2悬浊液中分别滴加蒸馏水、稀盐酸、NH4Cl溶液，白色沉淀将________、_____、_____(填“溶解”或“不溶解”)。沉淀溶解FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O、Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O不溶解溶解溶解第十四页，共五十二页，编辑于2023年，星期二溶解度小

溶解度更小

越大

第十五页，共五十二页，编辑于2023年，星期二 (1)实验探究

①AgCl、AgI、Ag2S的转化(教材实验3－4)实验操作实验现象__________________________________________________________________有白色沉淀生成白色沉淀转化为黄色沉淀黄色沉淀转化为黑色沉淀第十六页，共五十二页，编辑于2023年，星期二化学方程式________________________________________实验结论____________________________________________溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀第十七页，共五十二页，编辑于2023年，星期二②Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化(教材实验3－5)实验操作实验现象____________________________________________________________产生白色沉淀产生红褐色沉淀上层为无色溶液，下层为红褐色沉淀第十八页，共五十二页，编辑于2023年，星期二化学方程式____________________________________________________________________________MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl(2)沉淀转化的实质沉淀转化的实质就是_____________的移动，即将__________的沉淀转化成___________的沉淀。沉淀溶解平衡溶解度小溶解度更小第十九页，共五十二页，编辑于2023年，星期二【议一议】1．除去溶液中的SO42－，选择钙盐还是钡盐？为什么？怎样选择沉淀剂？

答案

(1)根据CaSO4微溶于水，BaSO4难溶于水，除去SO42－时，应选择钡盐，因为钡盐可使SO42－沉淀更完全。 (2)选择沉淀剂时，使生成沉淀的反应越完全越好；不能影响其他离子的存在，由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去或不引入新的杂质离子。第二十页，共五十二页，编辑于2023年，星期二2．向Mg(OH)2悬浊液中分别滴加稀盐酸和NH4Cl溶液，溶液变澄清，试解释原因。第二十一页，共五十二页，编辑于2023年，星期二三、溶度积(Ksp)1．溶度积Ksp

一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各__________幂之积为常数，称之为溶度积常数，用Ksp表示。2．表达式 Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)

例如：Ag2SO4的溶度积常数为 ______________________________。Ksp(Ag2SO4)＝c2(Ag＋)×c(SO42－)离子浓度第二十二页，共五十二页，编辑于2023年，星期二3．影响因素

4．溶度积Ksp与离子积Qc的关系

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。 (1)Qc___Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和达到新的平衡； (2)Qc___Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态； (3)Qc___Ksp，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。＞＝＜第二十三页，共五十二页，编辑于2023年，星期二【议一议】1．溶解度较小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀，而溶解度小的沉淀不能向溶解度大的沉淀转化，这种认识对吗？

答案不对。只要离子积Qc＞Ksp，溶解度小的沉淀也可以转化为溶解度大的沉淀。2．同温条件下，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强，这种认识对吗？

答案不对，对于同类型物质而言，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强，如AgCl＞AgBr＞AgI；而对于不同类型的物质，则不能直接比较，如Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，不能认为Mg(OH)2比AgCl更难溶，需转化为溶解度进行比较。第二十四页，共五十二页，编辑于2023年，星期二3．试以Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10为例，进行溶度积和溶解度的换算。

答案由于沉淀的饱和溶液是很稀的，其密度可近似认为是1g·mL－1。

根据Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，得第二十五页，共五十二页，编辑于2023年，星期二第二十六页，共五十二页，编辑于2023年，星期二1．沉淀溶解平衡在工业除杂中的应用【例1】工业制氯化铜时，是将浓盐酸用蒸气加热至80℃左右，慢慢加入粗制氧化铜粉(含杂质氧化亚铁)，充分搅拌使之溶解，反应如下：CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O，FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O。已知：pH≥9.6时，Fe2＋以Fe(OH)2的形式完全沉淀：pH≥6.4时，Cu2＋以Cu(OH)2的形式完全沉淀；pH为3～4时，Fe3＋以Fe(OH)3的形式完全沉淀。第二十七页，共五十二页，编辑于2023年，星期二(1)为除去溶液中的Fe2＋，可采用的方法是 (

)A．直接加碱，调整溶液pH≥9.6B．加纯铜粉，将Fe2＋还原出来C．先将Fe2＋氧化成Fe3＋，再调整pH到3～4D．通入硫化氢，使Fe2＋直接沉淀(2)工业上为除去溶液中的Fe2＋，常使用NaClO，当溶液中加入NaClO后，溶液pH变化情况是 (

)A．肯定减小 B．肯定增大C．可能减小 D．可能增大第二十八页，共五十二页，编辑于2023年，星期二(3)若此溶液中只含有Fe3＋时，要调整pH为3～4，此时最好向溶液中加入 (

)A．NaOH溶液 B．氨水C．CuCl2溶液 D．CuO固体答案

(1)C

(2)B

(3)D解析

(1)A项中pH≥9.6时，Cu2＋也将沉淀；B项中，铜粉不能将Fe2＋还原出来；D项中，Fe2＋与H2S不反应。(2)NaClO具有强氧化性，能将Fe2＋氧化：2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O，反应中消耗H＋，pH一定增大。(3)此溶液中只含杂质Fe3＋，要调整pH到3～4，加入的物质必须能与酸反应，使c(H＋)减小，且不引入新的杂质离子，D项符合条件。第二十九页，共五十二页，编辑于2023年，星期二特别提醒

在物质除杂、提纯实验中，一定要避免引入新的杂质，如上题中的第(3)问，NaOH溶液、氨水虽能调节pH为3～4，但会引入杂质离子。第三十页，共五十二页，编辑于2023年，星期二变式训练1某小型化工厂生产皓矾(ZnSO4·7H2O)的工艺流程如下图所示：第三十一页，共五十二页，编辑于2023年，星期二已知：开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为Fe(OH)3：2.7～3.7；Fe(OH)2：7.6～9.6；Zn(OH)2：5.7～8.0。试回答下列问题：(1)加入的试剂①应是________，其目的是________________。(2)加入的试剂②，供选择使用的有：氨水、NaClO溶液、20%H2O2溶液、浓硫酸、浓硝酸等，应选用________，其理由是______________________________________________________。(3)加入的试剂③是________，目的是____________________________________________________________________________。第三十二页，共五十二页，编辑于2023年，星期二

答案

(1)Zn将Cu2＋、Fe3＋等杂质离子除去 (2)20%H2O2溶液H2O2作氧化剂，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，且不引入其他杂质(3)ZnO或Zn(OH)2(答案合理即可)调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去

解析向溶液中加入Zn，发生反应：Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu、2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋，然后把Fe2＋氧化成Fe3＋，在选择氧化剂时，应使用H2O2，因为H2O2的还原产物为H2O，不引入杂质，然后通过调节溶液的pH，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。第三十三页，共五十二页，编辑于2023年，星期二2．沉淀溶解平衡曲线【例2】在t

℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t

℃时AgCl的Ksp＝4×10－10，下列说法不正确的是 (

)第三十四页，共五十二页，编辑于2023年，星期二A．在t

℃时，AgBr的Ksp为4.9×10－13B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液中c点变到b点C．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液答案

B第三十五页，共五十二页，编辑于2023年，星期二

解析根据图中c点的c(Ag＋)和c(Br－)可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10－13，A正确。在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，c(Br－)增大，溶解平衡逆向移动，c(Ag＋)减小，故B错。在a点时Qc＜Ksp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确。选项D中K＝c(Cl－)/c(Br－)＝Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)，代入数据得K≈816，D正确。第三十六页，共五十二页，编辑于2023年，星期二解题策略沉淀溶解平衡图像题的解题策略 (1)沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点，均表示不饱和。 (2)从图像中找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp的值。 (3)比较溶液的Qc与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。 (4)涉及Qc的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。第三十七页，共五十二页，编辑于2023年，星期二变式训练2如图所示，有T1、T2两种温度下两条BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线，回答下列问题：

讨论T1温度时BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线，下列说法不正确的是 (

)第三十八页，共五十二页，编辑于2023年，星期二A．加入Na2SO4可使溶液由a点变为b点B．在T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时，均有BaSO4沉淀生成C．蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b)D．升温可使溶液由b点变为d点答案

D解析

A项，加入Na2SO4，c(SO42－)增大，Ksp不变，c(Ba2＋)减小，正确；B项，在T1曲线上方任意一点，由于Qc＞Ksp，所以均有BaSO4沉淀生成；C项，不饱和溶液蒸发溶剂，c(SO42－)、c(Ba2＋)均增大，正确；D项，升温，Ksp增大，c(SO42－)、c(Ba2＋)均增大，错误。第三十九页，共五十二页，编辑于2023年，星期二1．下列有关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达平衡后不再进行 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

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。第四十页，共五十二页，编辑于2023年，星期二3．已知25℃时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400mL0.01mol·L－1Na2SO4溶液，下列叙述正确的是(

)第四十一页，共五十二页，编辑于2023年，星期二A．溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中c(SO42－)比原来的大B．溶液中无沉淀析出，溶液中c(Ca2＋)、c(SO42－)都变小C．溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中c(Ca2＋)、c(SO42－)都变小D．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(SO42－)比原来的大答案

D第四十二页，共五十二页，编辑于2023年，星期二第四十三页，共五十二页，编辑于2023年，星期二4．工业上制取纯净的CuCl2·2H2O的主要过程是：①将粗氧化铜(含少量Fe)溶解于稀盐酸中，加热、过滤，调节滤液的pH为3；②对①所得滤液按下列步骤进行操作：

已知Cu2＋、Fe2＋在pH为4～5时不水解，而Fe3＋却几乎完全水解而沉淀。请回答下列问题： (1)X是什么物质？________。其反应的离子方程式是 ______________________________________________。第四十四页，共五十二页，编辑于2023年，星期二(2)Y物质应具备的条件是______，生产中Y可选______。(3)溶液乙在蒸发结晶时应注意______________________________________________________________________________。答案

(1)Cl2

Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－

(2)调节溶液酸性，使pH为4～5，且不引进新杂质CuO或Cu(OH)2(3)通入HCl气体(或加入盐酸)，并不断搅拌且不能蒸干第四十五页，共五十二页，编辑于2023年，星期二第四十六页，共五十二页，编辑于2023年，星期二5．钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。第四十七页，共五十二页，编辑于2023年，星期二(1)