专题13沉淀溶解平衡（教材深度精讲）高二化学知识整合讲练（人教版2019选择性必修1）（原卷版）

专题13沉淀溶解平衡（教材深度精讲）【核心素养分析】1.变化观念与平衡思想：认识难溶电解质的溶解平衡有一定限度，是可以调控的。能多角度、动态地分析难溶电解质的溶解平衡，并运用难溶电解质的溶解平衡原理解决实际问题。2.证据推理与模型认知:知道可以通过分析、推理等方法认识难溶电解质的溶解平衡的本质特征、建立模型。能运用模型解释难溶电解质的溶解平衡的移动，揭示现象的本质和规律。3．科学探究与创新意识：能发现和提出有关难溶电解质的溶解平衡的问题；能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进行沉淀转化等实验探究。【知识导图】【目标导航】1.能用化学用语正确表示水溶液中的离子反应与平衡，能通过实验证明水溶液中存在的离子平衡，能举例说明离子反应与平衡在生产、生活中的应用。2.能进行溶液pH的简单计算，能正确测定溶液pH，能调控溶液的酸碱性。能选择实例说明溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。3.能综合运用离子反应、化学平衡原理，分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。【重难点精讲】一、沉淀溶解平衡【思考与讨论】p79参考答案：（1）通常说的难溶物是指在常温下，其溶解度小于0.01g,并不是完全不溶。（2）生成AgCI沉淀的离子反应是指进行到一定限度，并不能完全进行到底，此时溶液中还有Ag+和Cl。1.难溶、可溶、易溶界定：20℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：2.沉淀溶解平衡(1)沉淀溶解平衡的概念:在一定温度下，当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。(2)沉淀溶解平衡的建立固体溶质eq\o(,\s\up8(溶解),\s\do5(沉淀))溶液中的溶质eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(v溶解>v沉淀，固体溶解,v溶解＝v沉淀，溶解平衡,v溶解<v沉淀，析出晶体))(3)沉淀溶解平衡的特点:逆、等、定、动、变(适用平衡移动原理)二、影响沉淀溶解平衡的因素1．内因：难溶电解质本身的性质，这是决定因素。2．外因①浓度：加水稀释，平衡向沉淀溶解的方向移动；②温度：绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向沉淀溶解的方向移动；③同离子效应：向平衡体系中加入难溶电解质溶解产生的离子，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或更难电离或气体的离子时，平衡向沉淀溶解的方向移动。3．实例：外因：以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)ΔH>0为例外界条件移动方向平衡后c(Ag＋)平衡后c(Cl－)Ksp升高温度正向增大增大增大加水稀释正向不变不变不变加入少量AgNO3逆向增大减小不变通入HCl逆向减小增大不变通入H2S正向减小增大不变三、溶度积常数及其应用1．溶度积和离子积以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：溶度积离子积概念沉淀溶解的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQc表达式Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度都是平衡浓度Qc(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度是任意时刻的浓度应用判断在一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(2)Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态(3)Qc<Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出2.Ksp的影响因素(1)内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。(2)外因①浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。②温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。③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物质或更难电离物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。【易错提醒】(1)Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，与沉淀的量无关。(2)溶液中离子浓度的变化只能使溶解平衡移动，并不能改变溶度积。(3)沉淀的生成和溶解相互转化的条件是离子浓度的大小，改变反应所需的离子浓度，可使反应向着所需的方向转化。(4)Ksp小的难溶电解质也能向Ksp大的难溶电解质转化，需看溶液中生成沉淀的离子浓度的大小。四、沉淀溶解平衡的应用1．沉淀的生成(1)调节pH法如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋、CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O。(2)沉淀剂法：工业废水中以Na2S沉淀剂，使废水中的某些金属离子Cu2＋、Hg2，离子方程式为S2＋Cu2＋CuS↓、S2＋Hg2HgS↓。【思考与讨论】p82参考答案：(1)选择钡盐，因为Ksp(BaSO4)<Ksp(CaSO4)；(2)可以增大所用沉淀剂的浓度。2．沉淀的溶解(1)酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑。(2)盐溶液溶解法【实验33】p82实验装置实验原理氢氧化镁难溶于水，但与酸反应，溶于酸性溶液。NH4C1水解显酸性，能溶解氢氧化镁。Mg(OH)2+2H+=Mg2++H2O，Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3•H2O实验用品蒸馏水、盐酸、氯化铵溶液、氢氧化镁固体；试管、胶头滴管实验步骤分别向三支试管盛有少量Mg(OH)2固体的试管中分别滴加适量蒸馏水、盐酸和氯化铵溶液，充分振荡，观察并记录现象实验现象氢氧化镁中加入蒸馏水沉淀量无明显减少；氢氧化镁中加入盐酸溶液，沉淀迅速完全溶解，得无色溶液；氢氧化镁中加入氯化铵溶液，沉淀完全溶解，得无色溶液。实验结论①氢氧化镁溶于酸和酸性溶液。实验说明在含有难溶物氢氧化镁的溶液中存在溶解平衡，加入酸或酸性溶液能促进沉淀的溶解。加入能与沉淀溶解所产生的离子发生反应的试剂，生成挥发性物质或弱电解质而使溶解平衡向溶解的方向移动。Mg(OH)2溶于盐酸和NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2+2H+=Mg2++H2O、Mg(OH)2＋2NHeq\o\al(＋,4)=Mg2＋＋2NH3·H2O。【思考与讨论】p82参考答案：（1）Mg(OH)2+2H+=Mg2++H2O、Mg(OH)2＋2NHeq\o\al(＋,4)=Mg2＋＋2NH3·H2O（2）Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+20H(aq),向其中加入盐酸，中和OH,使该沉淀溶解平衡向正反应方向移动，促进Mg(OH)2(s)的溶解;向其中加入NH4Cl溶液，NHeq\o\al(＋,4)和OH,反应使该沉淀溶解平衡向正反应方向移动，促进Mg(OH)2(s)的溶解。(3)配位溶解法如AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。3．沉淀的转化（1）氯化银、碘化银、硫化银沉淀的转化【实验34】p83实验装置实验原理Ag++Cl=AgCl↓，AgCl+I=AgI+Cl，2AgI+S2==Ag2S+2I实验用品32S溶液；试管、滴管。实验步骤①向盛有2mL的试管中滴加2滴3溶液，②振荡试管，然后向其中滴加4滴③振荡试管，然后再向其中滴加8滴2S溶液，观察并记录现象。实验现象①NaCl溶液和AgNO3溶液混合产生白色沉淀。②向所得固液混合物中滴加KI溶液，沉淀颜色逐渐变成黄色。③再向所得固液混合物中滴加Na2S溶液，沉淀颜色逐渐变成黑色。实验结论①溶解度由大到小的顺序为：AgCl>AgI>Ag2S[或Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)，因沉淀类型不同通常不能比较Ksp(AgCl)、Ksp(AgI)与Ksp(Ag2S)的大小]。②溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀，且两者差别越大，转化越容易。实验说明利用沉淀的转化探究沉淀的溶解度大小时，与多个沉淀均相关的离子(如Ag+)不能过量。（2）氢氧化镁、氢氧化铁沉淀的转化【实验35】p83实验装置实验原理Mg2++2OH=Mg(OH)2↓，3Mg(OH)2+2Fe3+=3Mg2++2Fe(OH)3实验用品23溶液、2mol/LNaOH溶液；试管、量筒、胶头滴管。实验步骤（1）向盛有22溶液的试管中滴加2〜4滴2mol/LNaOH溶液观察并记录现象。（2）向上述试管中4滴FeCl3溶液，静置，观察并记录现象。实验现象MgCl2溶液中加入NaOH得到白色沉淀，再加入FeCl3后，沉淀逐渐变为红褐色。实验结论①溶解度由大到小的顺序为：Mg(OH)2>Fe(OH)3(因沉淀类型不同通常不能比较两者Ksp的大小)。②溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀，且两者差别越大，转化越容易。实验说明利用沉淀的转化探究沉淀的溶解度大小时，与多个沉淀均相关的离子(如OH)不能过量。(3)实质：沉淀溶解平衡的移动。①NaCl溶液eq\o(→,\s\up11(加入AgNO3（少量）),\s\do4())AgCleq\o(→,\s\up11(加入KI),\s\do4())AgIeq\o(→,\s\up11(加入Na2S),\s\do4())Ag2S，则溶解度：AgCl>AgI>Ag2S。②MgCl2溶液eq\o(→,\s\up11(加入NaOH（少量）),\s\do4())Mg(OH)2eq\o(→,\s\up11(加入FeCl3),\s\do4())Fe(OH)3，则溶解度：Mg(OH)2>Fe(OH)3。(4)规律一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现，沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。(5)应用锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为CaSO4＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3＋SOeq\o\al(2－,4)。矿物转化：CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式为ZnS＋Cu2＋=CuS＋Zn2＋。【易错提醒】(1)沉淀溶解平衡移动过程是固体溶解和析出的相互转化过程，属于物理变化，但遵循勒夏特列原理。(2)沉淀溶解达到平衡时，再加入该难溶物对平衡无影响。(3)用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，沉淀已经完全。(4)对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶物，不能直接根据Ksp的大小来确定其溶解能力的大小，需通过计算转化为溶解度。【典题精练】考点1、考查沉淀溶解平衡的特点及其影响因素例1．（2023秋·甘肃金昌·高二永昌县第一高级中学校考期末）下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是A．平衡时沉淀生成和溶解的速率都等于零B．难溶于水，溶液中不存在和C．向沉淀溶解平衡体系中加入固体，的不变D．升高温度，的溶解度不变考点2、考查溶度积常数的概念及影响因素例2．（2023秋·高二课时练习）下列说法中，正确的是A．难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，沉淀和溶解均停止B．Ksp越小，难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱C．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D．溶度积常数是不受任何条件影响的常数，简称溶度积考点3、考查沉淀溶解平衡的应用例3．（2023秋·高二课时练习）往锅炉注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸去除，下列叙述中正确的是A．温度升高，Na2CO3溶液的Kw和c(H+)均会增大B．CaSO4能转化为CaCO3，说明Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)C．CaCO3溶解于