新教材2023版高中化学第3章物质在水溶液中的行为第3节沉淀溶解平衡课件鲁科版选择性必修1

第3节沉淀溶解平衡学业基础核心素养当堂评价核心微网络素养新目标1.知道沉淀溶解平衡的概念及其影响因素。2．明确溶度积和浓度商的关系，并由此学会判断反应进行的方向。3．能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质。4．学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题。学业基础一、沉淀溶解平衡1．实验探究在装有少量难溶的PbI2黄色固体的试管中，加入约3mL蒸馏水，充分振荡后静置。(1)若在上层清液中滴加浓的KI溶液，观察到的现象是______________________。(2)由上述实验得出的结论是____________________________________。2．概念在一定温度下，沉淀_________的速率等于________________的速率，固体的质量和溶液中各离子的浓度________的状态叫作沉淀溶解平衡。3．表示方法PbI2沉淀溶解平衡可表示为PbI2(s)⇌Pb2＋(aq)＋2I－(aq)。上层清液中出现黄色沉淀原上层清液中含有Pb2＋，PbI2在水中存在溶解平衡溶解成离子离子重新结合成沉淀保持不变状元随笔固体物质的溶解度(S)与溶解性的关系(1)“不溶”是相对的，溶解是绝对的。(2)溶液中残留的离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，沉淀完全。溶解性难溶微溶可溶易溶S的范围S<0.01g0.01g<S<1g1g<S<10gS>10g二、溶度积1．概念在一定温度下，沉淀达到溶解平衡后的溶液为________溶液，其离子浓度______________，溶液中各离子浓度幂之积为常数，叫作__________或________，用________表示。2．表达式(1)AgCl(s)⇌Ag＋(aq)＋Cl－(aq)Ksp＝____________________；饱和不再发生变化溶度积常数溶度积Kspc平(Ag＋)c平(Cl－)(2)Fe(OH)3(s)⇌Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)Ksp＝_________________________；(3)AmBn(s)⇌mAn＋(aq)＋nBm－(aq)Ksp＝_________________________。3．影响因素溶度积常数只与______________________有关，与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。

难溶电解质的性质和温度

三、沉淀溶解平衡的应用1．沉淀的溶解与生成(1)溶度积规则(浓度商Q与Ksp的关系)Q________Ksp溶液中的离子生成沉淀，直至平衡。Q________Ksp沉淀溶解与离子生成沉淀处于平衡状态。Q________Ksp若体系中有足量固体，则固体溶解，直至平衡。>＝<(2)应用①作“钡餐”用________而不用BaCO3②误服可溶性钡盐可用_____________溶液洗胃。③石笋、钟乳石和石柱的形成，涉及的化学反应有____________________________，_____________________________。④珊瑚的形成_________________________________。BaSO45%的Na2SO4CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2

2．沉淀的转化(1)ZnS沉淀转化为CuS沉淀实验步骤实验现象____________________________离子反应方程式S2－(aq)＋Zn2＋(aq)⇌ZnS↓ZnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Zn2＋(aq)实验结论____________的沉淀可以转化成____________的沉淀有白色沉淀有黑色沉淀溶解能力小溶解能力更小(2)沉淀转化的应用①工业废水处理工业废水处理过程中，重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。用FeS除去Hg2＋的离子方程式：___________________________________________。②水垢的形成硬水煮沸形成的水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，说明它形成的原因(用化学方程式表示)。_____________________________________________________，_____________________________________________________，____________________________________________________。FeS(s)＋Hg2＋(aq)⇌HgS(s)＋Fe2＋(aq)

状元随笔沉淀生成的方法(1)加沉淀剂法：生成的沉淀越难溶，沉淀越完全，沉淀剂过量能使沉淀更完全。如除去溶液中Cu2＋、Hg2＋，可以用Na2S、H2S等作沉淀剂，使它们生成极难溶的CuS、HgS沉淀，然后除去。(2)调节pH法：如工业原料氯化铵中含有杂质FeCl3，使其溶于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀。(3)同离子效应法：增大溶解平衡中的离子浓度，使平衡向沉淀生成的方向移动。(4)氧化还原法：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便于分离出去，例如通过氧化还原反应将Fe2＋氧化为Fe3＋，从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。【即学即练】1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)电解质的溶解开始后，只有电解质的溶解过程，没有电解质的析出过程。(

)(2)沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的各离子浓度相等，且保持不变。(

)××

解析：电解质溶解开始后，离子就已开始结合析出，只不过是析出速率小于溶解速率。解析：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。2．(双选)下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的是(

)A．热纯碱溶液洗涤油污的能力强B．误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒C．溶洞的形成D．泡沫灭火器灭火答案：BC解析：A项利用的是水解原理，D项利用两种离子水解的相互促进作用，B、C项体现的均是沉淀溶解平衡原理。3．在含有Mg(OH)2沉淀的饱和溶液中加入固体NH4Cl后，则Mg(OH)2沉淀(

)A．溶解B．增多C．不变D．无法判断答案：A

4．对于难溶盐MX，其饱和溶液中M＋、X－的物质的量浓度之间的关系类似于c平(H＋)·c平(OH－)＝Kw，存在等式c平(M＋)·c平(X－)＝Ksp。现将足量的AgCl分别加入下列物质中，溶解度由大到小的排列顺序是(

)①20mL0.01mol·L－1KCl溶液②30mL0.02mol·L－1CaCl2溶液③40mL0.03mol·L－1HCl溶液④10mL蒸馏水⑤50mL0.05mol·L－1AgNO3溶液A．①>②>③>④>⑤B．④>①>③>②>⑤C．⑤>④>②>①>③D．④>③>⑤>②>①答案：B解析：AgCl的沉淀溶解平衡为AgCl(s)⇌Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，由于c平(Ag＋)·c平(Cl－)＝Ksp，c平(Cl－)或c平(Ag＋)越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解度越小。注意AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag＋或Cl－的浓度有关，而与溶液的体积无关。①中c平(Cl－)＝0.01mol·L－1，②中c平(Cl－)＝0.04mol·L－1，③中c平(Cl－)＝0.03mol·L－1，④中无Cl－和Ag＋，⑤中c平(Ag＋)＝0.05mol·L－1，Ag＋或Cl－浓度由小到大的顺序为④<①<③<②<⑤，故AgCl的溶解度由大到小的顺序为④>①>③>②>⑤。

答案：AB

6．某硫酸工厂的酸性废水中砷(As)元素含量极高，为控制砷的排放，可采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。请回答以下问题：表1几种盐的Ksp难溶物KspCa3(AsO4)26.8×10－19mol5·L－5CaSO49.1×10－6mol2·L－2FeAsO45.7×10－21mol2·L－2表2工厂污染物排放浓度及允许排放标准污染物H2SO4As废水浓度29.4g·L－11.6g·L－1排放标准pH＝6～90.5mg·L－1

0.35.7×10－172H＋＋MnO2＋H3AsO3===H3AsO4＋Mn2＋＋H2O

(4)在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节pH到2，再投入生石灰将pH调节到8左右，使五价砷以Ca3(AsO4)2的形式沉降。①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为________。②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀，原因为_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。CaSO4

2.5×10－3mol·L－1

核心素养目标一沉淀溶解平衡的影响因素例1已知溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)⇌Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)

ΔH<0，下列有关该平衡体系的说法正确的是(

)①升高温度，平衡逆向移动②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大Ca2＋的浓度③除去氯化钠溶液中混有的少量Ca2＋，可以向溶液中加入适量的NaOH溶液④恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高⑤给溶液加热，溶液的pH升高⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加⑦向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变A．①⑥B．①⑤⑥⑦

C．②③④⑥D．①②⑥⑦答案：A

状元随笔(1)加水稀释，沉淀溶解，再次平衡时，离子浓度不变。(2)对于大部分物质而言，加热可促进溶解[Ca(OH)2除外]。(3)加入能消耗沉淀溶解得到的离子的物质，可促使溶解平衡向溶解的方向移动。

答案：A

状元随笔增大沉淀溶解程度的方法(1)加水稀释，能增大沉淀的溶解，但此时各离子的浓度是减小的。(2)对大多数物质而言，加热可促进其溶解，但也有些物质的溶解度随温度升高而降低。(3)加入能消耗沉淀溶解得到的离子的物质，此时因溶解时产生的离子浓度减小而使平衡向溶解的方向移动。(4)利用沉淀的转化，加入适当的物质生成与沉淀具有相同离子的溶解度更小的物质。关键能力1.实例分析已知溶解平衡：Mg(OH)2(s)⇌Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)

ΔH>0，当改变反应条件时，其对溶解平衡的影响如下表所示：条件改变移动方向c平(Mg2＋)c平(OH－)加水正向移动不变不变升温正向移动增大增大加MgCl2(s)逆向移动增大减小加盐酸正向移动增大减小加NaOH(s)逆向移动减小增大

答案：B

[提升2]向AlCl3、FeCl2、FeCl3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，达到除去Fe2＋、Fe3＋的目的，已知：①Fe(OH)2为絮状，不易从溶液中除去；②Fe(OH)3、Fe(OH)2、Al(OH)3沉淀生成与溶解的pH：氢氧化物溶液pH开始沉淀完全沉淀沉淀开始溶解沉淀完全溶解Fe(OH)32.73.7——Fe(OH)27.69.6——Al(OH)33.35.27.812.8

答案：A解析：A对，根据三种离子形成氢氧化物沉淀时的pH分析，形成Fe(OH)2沉淀的pH较高，一般采用将Fe2＋氧化为Fe3＋，再形成Fe(OH)3沉淀除去Fe2＋和Fe3＋的方法，因此为了达到目的，首先应在溶液中加入过氧化氢溶液或氯水将Fe2＋氧化为Fe3＋；B错，实验的目的是除去Fe2＋、Fe3＋，同时要保留Al3＋，加入NaOH溶液，调节溶液的pH在9.6以上，此时Al3＋未完全转化为[Al(OH)4]－，除杂时会除去Fe2＋、Fe3＋和部分Al3＋，不符合除杂目的；C错，实验中先将Fe2＋转化为Fe3＋，故不会生成Fe(OH)2沉淀；D错，实验中先将Fe2＋转化为Fe3＋，调节pH使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀从而除杂，不再形成Fe(OH)2沉淀。状元随笔(1)分步沉淀法例如：某温度下AgCl(s)、AgI(s)的Ksp如下表。向浓度均为0.1mol·L－1的KCl、KI(杂质)溶液中逐滴加入AgNO3溶液，会先生成AgI沉淀，后生成AgCl沉淀。如果控制好加入AgNO3溶液的浓度和体积，会使I－沉淀完全而Cl－不沉淀，达到除去I－的目的。两种难溶电解质的Ksp之差越大，除杂越彻底。难溶电解质KspAgCl1.8×10－10mol2·L－2AgI8.3×10－17mol2·L－2(2)沉淀转化法例如：某温度下FeS(s)、PbS(s)的Ksp如下表。向含Pb2＋的废水中加入适量FeS固体，搅拌，就能达到除去水中Pb2＋的目的。

FeS(s)＋Pb2＋(aq)===PbS(s)＋Fe2＋(aq)难溶电解质KspFeS6.3×10－18mol2·L－2PbS3.4×10－28mol2·L－2(3)控制溶液pH法例如：某温度下，浓度均为0.1mol·L－1的Fe3＋、Mg2＋生成氢氧化物的pH如下表。向浓度均为0.1mol·L－1的MgCl2、FeCl3(杂质)的溶液中逐滴加入NaOH溶液，首先生成Fe(OH)3沉淀，然后生成Mg(OH)2沉淀。如果控制好加入NaOH溶液的浓度和体积，会使Fe3＋沉淀完全而Mg2＋不沉淀，达到除去Fe3＋的目的。项目开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3＋约为2.7约为3.7Mg2＋约为9.5—关键能力1.溶度积和浓度商的比较[以反应AmBn(s)⇌mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例]项目溶度积浓度商概念沉淀溶解平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQ表达式Q(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度是任意时刻浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解：①Q>Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出②Q＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态③Q<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。当堂评价当堂评价——夯实·测控·演练1．(双选)下列说法不正确的是(

)A．在一定温度下的AgCl水溶液中，Ag＋和Cl－浓度的乘积是一个常数B．AgCl的Ksp＝1.8×10－10mol2·L－2，在任何含AgCl固体的溶液中，c平(Ag＋)＝c平(Cl－)，且Ag＋和Cl－浓度的乘积等于1.8×10－10mol2·L－2C．温度一定时，在AgCl饱和溶液中，Ag＋和Cl－浓度的乘积是一个常数D．向饱和AgCl溶液中加入盐酸，Ksp不变答案：AB

答案：C

答案：BC

答案：AC

答案：C

6．金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度[S/mol·L－1]如图。(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是________。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH为____(填序号)。A．<1

B．4左右C．>6(3)在Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2＋杂质，______(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是_____________________________。Cu2＋B不能Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小

解析：(1)据图知pH＝4～5时，Cu2＋开始形成沉淀Cu(OH)2，因此pH＝3时，主要以Cu2＋形式存在。(2)若要除去CuCl2溶液中的Fe3＋，以保证Fe3＋完全沉淀，而Cu2＋还未沉淀，据图知应控制溶液的pH为4左右。(3)据图知，Co2＋和Ni2＋沉淀的