第25讲-难溶电解质的溶解平衡(讲义)(原卷版)

第25第25讲难溶电解质的溶解平衡考纲要求：考纲要求：1．了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2．理解溶度积(Ksp)的含义，能进行相关的计算。考点一沉淀溶解平衡及应用一、沉淀溶解平衡1．沉淀溶解平衡的概念在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，沉淀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溶液中的溶质v溶解>v沉淀，固体溶解；②v溶解＝v沉淀，溶解平衡；③v溶解<v沉淀，析出晶体。3．沉淀溶解平衡的特点4．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：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，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物溶解产生的离子，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。二、沉淀溶解平衡的应用1．沉淀的生成当溶液中离子积(Qc)大于溶度积(Ksp)时有沉淀生成。①调节pH法：如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至4左右，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。②沉淀剂法：如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为Cu2＋＋H2S=CuS↓＋2H＋。2．沉淀的溶解当溶液中离子积(Qc)小于溶度积(Ksp)时，沉淀可以溶解。①酸溶解：用离子方程式表示CaCO3溶于盐酸：CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋CO2↑＋H2O。②碱溶解法如Al2O3溶于NaOH溶液，离子方程式为：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O③盐溶解：用离子方程式表示Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液：Mg(OH)2＋2NHeq\o\al(＋,4)=Mg2＋＋2NH3·H2O。④配位溶解：用离子方程式表示AgCl溶于氨水：AgCl＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。⑤氧化还原溶解：如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。3．沉淀的转化通常，一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀，两种难溶物的溶解能力差别越大，这种转化的趋势就越大。①实质：沉淀溶解平衡的移动。②实例：AgNO3溶液eq\o(→,\s\up7(NaCl))AgCleq\o(→,\s\up7(NaBr))AgBr，则Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)。③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＋eq\a\vs4\al(SO\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＋。废水处理：利用FeS除废水中的重金属离子，如Hg2＋，离子方程式为FeS＋Hg2＋=HgS＋Fe2＋。基础通关练基础通关练1．难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时，下列说法中不正确的A．溶液中不存在难溶电解质离子B．沉淀的速率和溶解的速率相等C．继续加入难溶电解质，溶液中各离子浓度不变D．一定条件下可以转化为更难溶的物质2．将一定量的放入水中，对此有关的叙述正确的是A．不溶于水，所以固体质量不会减少B．的电离方程式为：C．加水或加入溶液，Ksp不变，沉淀溶解平衡不移动D．体系中存在平衡：3．在盛有硫酸铜饱和溶液的烧杯中，投入一块不规则的硫酸铜晶体，隔一段时间后，得到的结论是（

）A．晶体部分溶解了 B．晶体的形状和质量不变C．晶体的质量增加了，形状也发生了改变 D．晶体的质量不变，形状改变了4．在AgCl饱和溶液中尚有AgCl固体存在，当向溶液中加入0.1mol/L的盐酸时，下列说法正确的是()A．AgCl沉淀溶解平衡向溶解方向移动 B．AgCl的Ksp增大C．溶液中c(Cl－)增大 D．溶液中c(Ag＋)增大(1)对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶电解质，Ksp小的溶解度不一定小。如Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2CrO4)，但c(Ag＋)是Ag2CrO4>AgCl。(2)不可能使要除去的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1.0×10－5mol·L－1时，沉淀已经完全。(3)溶解度较小的沉淀，并不一定必须转化为溶解度更小的沉淀。在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀。例如，在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，只要Qc(BaCO3)>Ksp(BaCO3)就可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。(4)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，但溶解度小的沉淀转化成溶解度稍大的沉淀在一定条件下也能实现。(5)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡也同样遵循勒夏特列原理。(6)沉淀溶解达到平衡时，再加入该难溶物对平衡无影响。(7)难溶电解质的溶解过程有的是吸热过程，有的是放热过程。(8)由于沉淀的生成取决于Qc与Ksp的相对大小，而溶解度与相对分子质量有关，有可能溶解度大的物质转化为溶解度小的。(9)若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀时，则可以控制条件，使这些离子先后分别沉淀。①对同一类型的沉淀，Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀效果越好。例如在Cl－、Br－、I－的混合溶液中，由于AgCl、AgBr、AgI的Ksp相差较大，可向混合溶液中逐渐滴加AgNO3溶液，可按AgI、AgBr、AgCl的顺序先后沉淀。查缺补漏练查缺补漏练5．将等量的固体Mg(OH)2，置于等体积的下列液体中，最终固体剩余最少的是（

）A．在纯水中 B．在0.1mol/L的MgCl2溶液中C．在0.1mol/L的NH3·H2O中 D．在0.1mol/L的CH3COOH溶液中6．下列关于沉淀溶解平衡的说法中不正确的是A．难溶电解质在溶液中存在沉淀溶解平衡，且是一种动态平衡B．Ksp只与难溶电解质的性质与温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关C．Ksp反映了物质在水中的溶解能力，可直接根据Ksp的大小比较电解质在水中溶解能力的大小D．可通过Q和Ksp的相对大小，来判断沉淀溶解平衡的移动方向7．难溶盐MA在水中溶解为吸热过程，其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是A．图中温度B．温度下，值为C．在温度下，加适量的NaA固体可使饱和溶液由p点变到n点D．向q点的饱和溶液中滴加NaA溶液，立即析出MA沉淀8．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溶解于盐酸而CaSO4不溶，是因为硫酸酸性强于盐酸D．沉淀转化的离子方程式为(aq)+CaSO4(s)⇌CaCO3(s)+(aq)考点二溶度积常数及应用1．溶度积和浓度商以AmBn(s)=mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：溶度积浓度商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－)，式中的浓度是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解：①Qc>Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出；②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态；③Qc<Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出2．Ksp的影响因素Ksp只受温度影响，与其他外界条件无关。绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。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。基础通关练基础通关练1．下列有关沉淀溶解平衡的说法中错误的是A．的溶度积常数表达式B．难溶于水，溶液中没有和SOC．升高温度，的溶解度增大D．向悬浊液中加入固体，溶解的量减少2．已知25℃时，AgCl的Ksp=1.56×10-10，AgBr的Ksp=5.0×10-13，将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合，再加入足量浓硝酸银溶液，发生的反应为A．只有AgBr沉淀生成 B．AgCl和AgBr沉淀等量生成C．AgCl沉淀少于AgBr沉淀 D．AgCl沉淀多于AgBr沉淀3．下列说法不正确的是A．反应MgO(s)+C(s)=Mg(s)+CO(g)在室温下不能自发进行，则该反应的∆H>0B．向有AgCl固体的饱和溶液中加少许水，c(Ag+)和Ksp(AgCl)都不变C．0.1mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中的值减小D．锅炉中沉积的CaSO4可用饱和Na2CO3溶液浸泡，再将不溶物用稀盐酸溶解除去4．在T℃时，铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是A．T℃时，在Y点和Z点，Ag2CrO4的Ksp相等B．图中a=×10-4C．T℃时，Ag2CrO4的Ksp=1×10-8D．在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点(1)沉淀溶解平衡一般是吸热的，温度升高平衡右移，Ksp增大，但Ca(OH)2相反。(2)对于沉淀溶解平衡AmBn(s)=mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)，对于相同类型的物质，Ksp的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小，也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。(3)在一定条件下，溶解度小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀。(4)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡移动分析时也同样遵循勒夏特列原理。(5)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大，只有组成相似的难溶电解质才有可比性。(6)复分解反应总是向着某些离子浓度减小的方向进行，若生成难溶电解质，则向着生成溶度积较小的难溶电解质的方向进行。查缺补漏练查缺补漏练5．已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgBr)=7.7×10-13，Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12.某溶液中含有Cl-、Br-和的浓度均为0.010mol·L-1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为A．Cl-、Br-、 B．、Br-、Cl-C．Br-、Cl-、 D．Br-、、Cl-6．下列实验操作、现象和结论都正确的是：实验操作实验现象实验结论A溴乙烷与NaOH的乙醇溶液混合加热，将产生的气体通入酸性KMnO4溶液酸性KMnO4溶液褪色溴乙烷与NaOH的乙醇溶液发生消去反应生成乙烯B向NaCl和NaI的混合溶液中滴加少量AgNO3溶液出现黄色沉淀Ksp(AgCl)＜Ksp(Agl)C向两支盛有KI3溶液的试管中，分别滴加淀粉和AgNO3溶液前者溶液变蓝，后者有黄色沉淀KI3溶液中存在I2和I-D白铁皮(镀锌铁)出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中，一段时间后滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液无明显现象该过程未发生原电池反应A．A B．B C．C D．D7．难溶物在水溶液中存在沉淀溶解平衡，已知Ksp(CaSO4)=9.0×10-6，Ksp(CaCO3)=2.8×10-9，离子浓度与物质常温下的溶解度关系如图所示，下列说法正确的是A．L1为CaSO4曲线，L2为CaCO3曲线B．c1的数量级为10-4，c2=3.0×10-3mol/LC．常温下L1溶解度：a>d，a>eD．降低温度a点可移动至c点8．已知相同温度下，Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Co(OH)2]。某温度下，Cu(OH)2和Co(OH)2的饱和溶液中-lgc(Cu2+)、-lgc(Co2+)与pOH[-lgc(OH-)]的关系如图所示。下列说法正确的是A．Cu(OH)2沉淀不能转化为Co(OH)2沉淀B．该温度下Ksp[Cu(OH)2]=1.0×10-10C．通过蒸发可使溶液由d点变到c点D．向饱和溶液中加入适量NaOH固体，可使溶液由a点移到b点一、Ksp的计算类型(1)已知Ksp求溶液中的某种离子的浓度，如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝eq\r(a)mol·L－1。(2)已知Ksp、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度，如某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1mol·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝10amol·L－1。(3)计算反应的平衡常数，如对于反应Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)，Ksp(MnS)＝c(Mn2＋)·c(S2－)，Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)·c(S2－)，而平衡常数K＝eq\f(cMn2＋,cCu2＋)＝eq\f(KspMnS,KspCuS)。二、判断是否沉淀及沉淀的顺序(1)对于任何一种难溶物而言，是否可以生成沉淀，需要通过判断Q与Ksp的相对大小，只有当Q＞Ksp时才会生成沉淀。(2)当难溶物的组成形式相同时，才可以根据Ksp的大小判断沉淀的生成顺序，Ksp小的先沉淀。(3)当两种离子浓度相差很大的时候，滴入相同的离子，只要Q＞Ksp就能生成沉淀，所以Ksp大的也可能先生成沉淀。三、沉淀溶解平衡图像的解题思路分析(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溶液，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。(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Q与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。(4)涉及Q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溶液的体积。四、解沉淀溶解平衡图像题三步骤(1)明确图像中纵、横坐标的含义纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。(2)理解图像中线上点、线外点的含义①以氯化银为例，在该沉淀溶解平衡图像上，曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态，此时Qc＝Ksp。在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度只能在曲线上变化，不会出现在曲线以外。②曲线上方区域的点均为过饱和溶液，此时Qc>Ksp。③曲线下方区域的点均为不饱和溶液，此时Qc<Ksp。(3)抓住Ksp的特点，结合选项分析判断①溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况：A．原溶液不饱和时，离子浓度都增大；B．原溶液饱和时，离子浓度都不变。②溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。能力提升练能力提升练9．由下列实验操作和现象所得到的结论正确的是选项实验操作和现象结论A向某溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加少量KSCN溶液，溶液变红溶液中含有Fe2+B室温下，测得NaX和NaY溶液的pH分别为8和9酸性：HX>HYC蔗糖溶液中加入少量稀硫酸，水浴加热5min，加氢氧化钠溶液至溶液呈碱性，再加入少量新制Cu(OH)2，继续加热5min，生成砖红色沉淀蔗糖完全水解D向等体积等浓度的稀硫酸中分别加入少量等物质的量的ZnS和CuS固体，ZnS溶解而CuS不溶解Ksp(ZnS)>Ksp(CuS