2018-2019版高中化学 专题3 溶液中的离子反应 第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡 第1课时学案 苏教版选修4.doc

第1课时沉淀溶解平衡与溶度积学习目标定位1.知道沉淀溶解平衡的概念及其影响因素。2.明确溶度积和离子积的关系，并由此学会判断反应进行的方向。一、难溶电解质的溶解平衡1实验探究(1)在装有少量难溶的AgCl白色固体的试管中，加入约5 mL蒸馏水，充分振荡后静置。取约2 mL上层清液加入另一试管中，滴加浓盐酸，观察到的现象是有白色沉淀生成。由上述实验得出的结论是原上层清液中含有Ag。(2)分析AgCl的溶解过程：AgCl在溶液中存在下述两个过程：一方面，在水分子作用下，少量Ag和Cl脱离AgCl的表面溶于水中，即存在溶解过程；另一方面，溶液中的Ag和Cl受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl的表面析出，即存在沉淀过程。在一定温度下，当AgCl溶解和生成的速率相等时，达到溶解平衡状态，得到AgCl的饱和溶液。(3)AgCl溶于水的平衡方程式是AgCl(s)Cl(aq)Ag(aq)，由于沉淀、溶解之间的这种动态平衡的存在，决定了Ag和Cl的反应不能进行到底。(4)反应完全的标志对于常量的化学反应来说，化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0105 molL1时，沉淀就达完全。2溶解平衡的概念与特征(1)概念在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了动态平衡，叫做沉淀溶解平衡。(2)AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)和AgCl=AgCl表示的意义不同：前者表示AgCl的溶解平衡，后者表示AgCl在水中完全电离(是指溶解的那一部分)。(3)特征动态平衡v溶解v沉淀0。达到平衡时，溶液中离子的浓度保持不变。当改变外界条件时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。3溶解平衡的影响因素已知溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，请分析当改变下列条件时对该溶解平衡的影响，填写下表：条件改变移动方向c(Mg2)c(OH)加水正向移动不变不变升温正向移动增大增大加MgCl2(s)逆向移动增大减小通HCl正向移动增大减小加NaOH(s)逆向移动减小增大(以上浓度变化均指平衡后和原平衡比较) 外界条件对溶解平衡的影响(1)温度升高，多数溶解平衡向溶解的方向移动。(2)加水稀释，浓度减小，溶解平衡向溶解方向移动，但平衡后因仍存在溶解平衡，故离子浓度保持不变。(3)加入与难溶电解质构成微粒相同的物质，溶解平衡向生成沉淀的方向移动。(4)加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，溶解平衡向溶解的方向移动。例1判断正误(对的打“”，错的打“”)(1)难溶电解质的溶解度为0()(2)等物质的量的AgNO3和NaCl混合后，溶液中不存在Ag和Cl()(3)对于“AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)”， 说明溶解的AgCl部分电离，是弱电解质()(4)当改变外界条件时，沉淀溶解平衡会发生移动，直至达到新的平衡()(5)沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变()(6)溶液中的离子浓度小于1105 molL1时，可视为沉淀完全()答案(1)(2)(3)(4)(5) (6)考点沉淀溶解平衡题点沉淀溶解平衡与饱和溶液的特征例2Mg(OH)2固体在水中存在下列溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，欲减少Mg(OH)2固体的量，可以加入少量的()ANaOH固体 BNaCl固体CNaHSO4固体 DMgSO4固体答案C解析欲使Mg(OH)2减少，应使平衡右移，NaHSO4电离产生的H会使平衡体系中c(OH)减小，而使沉淀溶解平衡右移，Mg(OH)2固体的量减小。考点沉淀溶解平衡题点改变离子浓度引起的沉淀溶解平衡的移动相关链接1不同的固体物质在水中的溶解度不同，有的很大，有的很小，但无论大小，都有一定的溶解度。在20 时，物质的溶解度与溶解性的关系如下：下列物质，属于易溶物质的是，属于微溶物质的是，属于难溶物质的是。NaCl、NaOH、H2SO4、MgCO3、CaSO4、 Ca(OH)2、CaCO3、BaSO4、Mg(OH)22固体物质的溶解是可逆过程固体溶质 溶液中的溶质(1)v溶解v沉淀固体溶解(2)v溶解v沉淀溶解平衡(3)v溶解Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。(2)QcKsp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。(3)QcKsp，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。1溶质积的意义在一定温度下，Ksp为常数。难溶电解质的Ksp的大小反映了难溶电解质在水中的溶解能力。对同类型电解质而言，Ksp越小，其在水中的溶解能力也越小。2影响因素3应用(1)通过比较溶度积与溶液的离子积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。(2)根据溶度积能计算出饱和溶液中的离子浓度。例3已知25 时，AgCl的溶度积Ksp1.81010，则下列说法正确的是()A向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp值变大BAgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中，一定有c(Ag)c(Cl)C温度一定时，当溶液中c(Ag)c(Cl)Ksp时，此溶液中必有AgCl的沉淀析出DKsp(AgI)Ksp(AgCl)，所以饱和溶液的浓度c(AgI)c(Cl)c(I)B25 时，Cu(OH)2在水中的溶解度大于在Cu(NO3)2溶液中的溶解度C在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体，c(Ba2)增大D25 时，AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同答案B解析A项，Ksp(AgCl)Ksp(AgI)，所以含AgCl和AgI固体的悬浊液中c(Ag)c(Cl)c(I)；B项，Cu(NO3)2溶液中含有Cu2，使Cu(OH)2(s)Cu2(aq)2OH(aq)逆向移动，溶解度比在水中的小；C项，在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体，c(SO)增大，沉淀溶解平衡向生成沉淀方向移动，c(Ba2)减小；D项，溶液中c(Cl)越大，AgCl的溶解度越小。考点沉淀溶解平衡题点改变离子浓度引起的沉淀溶解平衡的移动6把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)。下列叙述正确的是()A给溶液加热，溶液的pH升高B恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高C向溶液中加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2固体增多D向溶液中加入少量的NaOH固体，Ca(OH)2固体增多答案D解析A项，加热时Ca(OH)2溶解度减小，平衡逆向移动，c(OH)减小，pH减小；B项，CaOH2O=Ca(OH)2，由于保持恒温，Ca(OH)2溶解度不变，c(OH)不变，因此pH不变；C项，COCa2=CaCO3，使平衡正向移动，Ca(OH)2固体减少；D项，加入NaOH固体时，c(OH)增大，平衡逆向移动，因此Ca(OH)2固体增多。考点沉淀溶解平衡题点沉淀溶解平衡的综合题组三溶度积及应用7一定温度下，将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是()20 mL 0.01 molL1 KCl溶液30 mL 0.02 molL1 CaCl2溶液40 mL 0.03 molL1 HCl溶液 10 mL 蒸馏水50 mL 0.05 molL1 AgNO3溶液A BC D答案B解析AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，c(Cl)或c(Ag)越大，对AgCl的溶解抑制作用越大，AgCl的溶解度就越小。注意AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag或Cl的浓度有关，而与溶液体积无关。c(Cl)0.01 molL1；c(Cl)0.04 molL1；c(Cl)0.03 molL1；蒸馏水中无Cl或Ag；c(Ag)0.05 molL1。Ag或Cl浓度由小到大的顺序为。考点沉淀溶解平衡题点难溶物在同离子溶液中的溶解8某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是()A加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B通过蒸发可以使溶液由d点变到c点Cd点无BaSO4沉淀生成Da点对应的Ksp大于c点对应的Ksp答案C解析Ksp在温度一定的条件下是一定值，与Ba2和SO的浓度大小有一定关系，但两者浓度的乘积是一定值。b点本身已过饱和，d点没有达到沉淀溶解平衡，故无BaSO4沉淀生成。考点溶度积常数题点溶度积常数(Ksp)的综合考查9室温时，M(OH)2(s)M2(aq)2OH(aq)Kspa，c(M2)b molL1时，溶液的pH等于()A.lg() B.lg()C14lg() D14lg()答案C解析由Kspc(M2)c2(OH)得c(OH)，Kwc(H)c(OH)得c(H) molL1pHlg14lg()。考点溶度积常数题点溶度积的表达和简单计算10已知CaCO3的Ksp2.8109，现将浓度为2104 molL1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所用CaCl2溶液的浓度至少应为()A2.8102 molL1B1.4105 molL1C2.8105 molL1D5.6105 molL1答案D解析由沉淀形成的条件知，要产生沉淀必须满足：c(Ca2)c(CO)2.8109，因等体积混合，混合溶液中，c(CO)1104 molL1，c(Ca2)应大于2.8105 molL1，则混合前c(CaCl2)至少应为5.6105 molL1。考点溶度积常数题点饱和溶液中溶度积常数、离子浓度、pH、溶解度等换算11在BaSO4饱和溶液中加入少量的BaCl2溶液产生BaSO4沉淀，若以Ksp表示BaSO4的溶度积常数，则平衡后溶液中()Ac(Ba2)c(SO)(Ksp)Bc(Ba2)c(SO)Ksp，c(Ba2)c(SO)Cc(Ba2)c(SO)Ksp，c(Ba2)c(SO)Dc(Ba2)c(SO)Ksp，c(Ba2)c(SO)；由于温度未发生改变，所以溶液中Kspc(Ba2)c(SO)。考点溶度积常数题点饱和溶液中溶度积常数、离子浓度、pH、溶解度等换算12(2017湖南岳阳一中高二月考)不同温度(T1和T2)时，硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法正确的是()AT1T2B加入BaCl2固体，可使溶液由a点变 到c点Cc点时，在T1、T2两个温度下均有固体析出Da点和b点的Ksp相等答案D解析因为硫酸钡在水中溶解时吸收热量，则温度升高硫酸钡的Ksp增大，T2时硫酸钡的Ksp大于T1时硫酸钡的Ksp，故T2T1，A错误；硫酸钡溶液中存在着沉淀溶解平衡，a点在平衡曲线上，加入BaCl2，c(Ba2)增大，平衡左移，c(SO)应降低，所以不能使溶液由a点变到c点，B错误；在T1时c点溶液的QcKsp，有沉淀析出，在T2时c点溶液的QcKsp，没有沉淀析出，C错误；Ksp是一常数，温度不变，Ksp不变，在曲线上的任意一点Ksp都相等，D正确。考点溶度积常数题点溶度积常数(Ksp)的综合考查综合强化13室温下用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为_，加碱调节至pH为_时，铁离子刚好沉淀完全(离子浓度小于1105 molL1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为_时，锌开始沉淀(假定Zn2浓度为0.1 molL1)。若上述过程不加H2O2的后果是_，原因是_。化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp的近似值101710171039答案Fe32.76Zn2和Fe2不能分离Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近解析铁溶于稀硫酸生成Fe2，Fe2被双氧水氧化为Fe3。KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)1039，铁刚好完全沉淀时，c(OH) molL14.641012 molL1，则c(H) molL12.16103 molL1，pH2.7；KspZn(OH)2c(Zn2)c2(OH)1017，锌开始沉淀时，c(OH) molL1108 molL1，则c(H) molL1106 molL1，pH6；Zn(OH)2和 Fe(OH)2的Ksp相近，若不加双氧水，沉淀Zn2的同时Fe2也会沉淀，从而使Zn2和Fe2不能分离。考点溶度积常数题点溶度积的表达和简单计算14(1)已知25 时，Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)8.51017。请回答下列问题：25 时，若向50 mL 0.018 molL1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 molL1的盐酸，混合后溶液中的c(Ag)为_ molL1，pH为_。25 时，取一定量含有I、Cl的溶液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl和AgI同时沉淀时，溶液中为_。(2)已知：25 时Ksp(Ag2CrO4)9.01012，Ksp(AgCl)1.81010，则Ag2CrO4的溶解度_(填“大于”“小于”或“等于”)AgCl的溶解度。(3)25 时，Mg(OH)2饱和溶液_(填“能”或“不能”)使石蕊溶液变蓝色。(已知KspMg(OH)24.01012，lg 50.7)。答案(1)1.810724.7107(2)大于(3)能解析(1)反应后剩余的c(Cl)0.001 molL1，c(Ag) molL11.8107 molL1 。反应后溶液中的c(H)0.010 molL1，pH2。4.7107。(2)25 时，Ag2CrO4和AgCl饱和溶液的物质的量浓度分别为x、yAg2CrO4(s)2Ag(aq)CrO(aq)x 2x xAgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)y y y4x39.01012，y21.81010x molL1104 molL1y105 molL1所以xy，Ag2CrO4的溶解度大于AgCl的溶解度。(3)设Mg(OH)2饱和溶液的物质的量浓度为x，则4x34.01012，x1.0104 molL1，c(OH)2.0104 molL1，c(H) molL151011 molL1，pH lg(51011)11lg 510.3。所以能使石蕊溶液变蓝色。考点溶度积常数题点饱和溶液中溶度积常数、离子浓度、pH、溶解度等换算15在Cl和CrO浓度都是0.100 molL1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液(忽略体积改变)时，AgCl和Ag2CrO4哪一种先沉淀？当Ag2CrO4开始沉淀时，溶液中Cl浓度是多少？已知：Ksp(AgCl)1.81010Ksp(Ag2CrO4)9.01012。答案AgCl开始沉淀所需c(Ag) molL11.8109 molL1，Ag2CrO4开始沉淀所需c(Ag) molL19.5106 molL1，因此，AgCl先沉淀。当Ag2CrO4开始沉淀时：c(Ag)9.5106 molL1此时，c(Cl) molL11.89105 molL1。考点溶度积常数题点溶度积的表达和简单计算