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(共24張PPT)
第三章
水溶液中的離子反應(yīng)與平衡
第四節(jié)　沉淀溶解平衡
課題1　難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡
內(nèi)容索引
學(xué)習(xí)目標(biāo)
活動方案
課堂反饋
學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)
1. 認(rèn)識難溶電解質(zhì)在水中存在溶解平衡，描述難溶電解質(zhì)溶解平衡的建立過程。
2. 知道溶度積的概念，能用溶度積判斷難溶電解質(zhì)的產(chǎn)生或溶解。
活 動 方 案
1. 硫酸銅易溶于水，某同學(xué)在做硫酸銅晶體的生長實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)將不規(guī)則的硫酸銅晶體置于飽和硫酸銅溶液中，一段時(shí)間后，硫酸銅晶體外觀發(fā)生變化，但質(zhì)量未發(fā)生變化。
(1) 硫酸銅晶體的外觀為什么會發(fā)生改變？
【答案】 硫酸銅晶體表面存在溶解和結(jié)晶兩個過程。
(2) 為什么硫酸銅晶體的質(zhì)量未發(fā)生變化？
【答案】 溶解和結(jié)晶兩個過程速度相等。
活動一：認(rèn)識難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡
2. 向1 mL 0.1 mol·L－1 NaCl溶液中滴加5滴0.1 mol·L－1 AgNO3溶液。
(1) 實(shí)驗(yàn)中可以觀察到什么現(xiàn)象？為什么會產(chǎn)生該現(xiàn)象？
【答案】 有白色沉淀生成，因?yàn)锳gCl難溶于水。
(2) 寫出反應(yīng)的離子方程式。
【答案】 Ag＋＋Cl－===AgCl↓
(3) 實(shí)驗(yàn)測得20 ℃時(shí)AgCl的溶解度為1.8×10－10 g。取少量AgCl固體置于水中后，溶液中是否存在Ag＋和Cl－？
【答案】 存在
(4) 綜合以上信息可知AgCl的沉淀與溶解是什么過程？用AgCl(s)、Ag＋(aq)和Cl－(aq)表示其中存在的過程。
(5) 用v－t圖表示AgCl固體投入水中后的沉淀與溶解過程。用c－t圖表示AgCl固體投入水中后溶解產(chǎn)生的離子與時(shí)間的變化關(guān)系圖。(已知20℃時(shí)，每1 L水中約溶解1.3×10－5 mol的AgCl)
【答案】 　　
1. 用MmAn表示難溶電解質(zhì)，它們在水溶液中的溶解平衡表示如下：
寫出溶解平衡常數(shù)表達(dá)式(固體濃度是定值，不列入平衡常數(shù)表達(dá)式)，這個平衡常數(shù)稱為溶度積常數(shù)，符號為Ksp。
【答案】 Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Am－)
活動二：認(rèn)識難溶電解質(zhì)的離子積常數(shù)
2. 寫出AgCl、Mg(OH)2和Fe(OH)3溶解平衡的方程式和溶度積常數(shù)表達(dá)式。
3. 一定溫度下，將溶液中的cm(Mn＋)·cn(Am－)用Qc表示，通常稱之為離子積。如何依據(jù)Qc與Ksp的相對大小判斷沉淀的生成或溶解。
【答案】 若Qc＝Ksp，處于溶解平衡狀態(tài)；若Qc＞Ksp，有沉淀產(chǎn)生，直至Qc＝Ksp；若Qc＜Ksp，無沉淀產(chǎn)生。
1. 某同學(xué)為比較Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)大小，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)1：向含有NaCl、KI，且濃度均為0.1 mol·L－1的混合溶液中逐滴滴加0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，觀察到先有黃色沉淀生成。
實(shí)驗(yàn)2：向2 mL 0.1 mol·L－1 NaCl溶液中滴加2滴0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，有白色沉淀生成。向溶液中繼續(xù)滴加2滴0.1 mol·L－1 KI溶液，振蕩試管，沉淀全部變?yōu)辄S色。
實(shí)驗(yàn)3：向2 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液中滴加2滴0.1 mol·L－1 NaCl溶液，有白色沉淀生成。向溶液中繼續(xù)滴加2滴0.1 mol·L－1 KI溶液，觀察到有黃色沉淀生成。
活動三：運(yùn)用溶度積常數(shù)進(jìn)行分析、計(jì)算
上述實(shí)驗(yàn)方案中哪些能比較Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)大小，為什么？
【答案】 實(shí)驗(yàn)1、2可以，實(shí)驗(yàn)3不能
實(shí)驗(yàn)1觀察到先有黃色沉淀生成，說明沉淀前c(Ag＋)·c(I－)＞Ksp(AgI)，此時(shí)溶液中無白色沉淀生成，說明c(Ag＋)·c(Cl－)＜Ksp(AgCl)。由于沉淀前c(I－)＝c(Cl－)，故Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)。
實(shí)驗(yàn)2中沉淀全部轉(zhuǎn)化為黃色，此時(shí)溶液中c(Ag＋)·c(I－)＝Ksp(AgI)，溶液中無白色沉淀生成，說明c(Ag＋)·c(Cl－)＜Ksp(AgCl)。由于此時(shí)溶液中c(I－)＜c(Cl－)，故Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)。
實(shí)驗(yàn)3中Ag＋過量，過量的Ag＋可直接與I－生成沉淀，不能比較Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)大小?；虼藭r(shí)溶液中同時(shí)存在兩種沉淀，則 c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)，c(Ag＋)·c(I－)＝Ksp(AgI)，因?yàn)闊o法比較c(I－)與c(Cl－)大小，所以不能比較 Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)大小。
2. 溶液中的金屬離子如Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋、Al3＋可通過調(diào)節(jié)pH的方法轉(zhuǎn)化為難溶氫氧化物除去。下表列出了一些難溶氫氧化物的溶度積常數(shù)(25 ℃)。


假設(shè)某溶液中所含 Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋、Al3＋的濃度都是0.1 mol·L－1，現(xiàn)準(zhǔn)備通過調(diào)節(jié)pH的方法將它們轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀除去。通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度≤1×10－5 mol·L－1時(shí)，離子就沉淀完全；設(shè)調(diào)節(jié)pH時(shí)溶液體積不變。
化學(xué)式 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3
Ksp 1×10－16.3 1×10－19.7 1×10－38.6 1×10－32.9
(1) 在下表中填寫各離子開始沉淀及沉淀完全時(shí)的pH(計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))。


(2) 如果要讓Fe3＋沉淀完全而Al3＋不沉淀，需控制溶液的pH范圍為多少？
【答案】 2.8～3.4之間
金屬離子 Fe2＋ Cu2＋ Fe3＋ Al3＋
開始沉淀的pH
沉淀完全的pH
6.4
4.7
1.5
3.4
8.4
6.7
2.8
4.7
課 堂 反 饋
2
4
5
1
3
6
1.下列關(guān)于沉淀溶解平衡的說法正確的是(　 　)
A. 只有難溶電解質(zhì)才存在沉淀溶解平衡過程
B. 沉淀溶解平衡過程是可逆的
C. 在平衡狀態(tài)時(shí)，v(溶解)＝v(沉淀)＝0
D. 達(dá)到沉淀溶解平衡的溶液不一定是飽和溶液
【答案】 B
2
4
5
1
3
6
A. 2.0×10－29
B. 3.2×10－12
C. 6.3×10－18
D. 5.1×10－27
【答案】 A
2
4
5
3
6
3.下列說法正確的是(　 　)
A. 在一定溫度下，AgCl水溶液中，Ag＋和Cl－濃度的乘積是一個常數(shù)
B. AgCl的Ksp＝1.8×10－10，在任何含AgCl固體的溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－)且c(Ag＋)·c(Cl－)＝1.8×10－10
C. 溫度一定時(shí)，當(dāng)溶液中Ag＋和Cl－濃度的乘積等于Ksp值時(shí)，此溶液為AgCl的飽和溶液
D. 向飽和AgCl水溶液中加入鹽酸，Ksp的值變大
1
【答案】 C
2
4
5
3
6
1
【答案】 B
2
4
5
3
6
5.下列說法正確的有____________(填字母)。
a. 用飽和Na2CO3溶液充分浸泡BaSO4粉末，過濾后向所得固體中加入足量鹽酸，固體部分溶解，說明Ksp(BaCO3)＜Ksp(BaSO4)。
b. 向裝有1 mL 0.1 mol·L－1的H2S溶液的兩支試管中分別滴加1滴0.1 mol·L－1的FeSO4溶液和CuSO4溶液，滴加FeSO4溶液的試管無明顯現(xiàn)象、滴加CuSO4溶液的試管中產(chǎn)生黑色沉淀，說明 Ksp(CuS)＜Ksp(FeS)。
c. 向CaSO4固體中滴加少量Na2CO3溶液，有CaCO3生成，說明Ksp(CaCO3)＜Ksp(CaSO4)。
1
bcef
2
4
5
3
6
d. 向1 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液中滴入1～2滴0.1 mol·L－1 MgCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再滴加2滴0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀，說明Ksp[Mg(OH)2]＞Ksp[Fe(OH)3]。
e. 向濃度均為0.1 mol·L－1的CuCl2和MgCl2的混合溶液中滴加NaOH溶液，先得到藍(lán)色沉淀，說明 Ksp[Mg(OH)2]＞Ksp[Cu(OH)2]。
f. 向1 mL 0.1 mol·L－1 MgSO4溶液中滴入2滴0.1 mol·L－1 NaOH溶液，再滴加0.1 mol·L－1 CuSO4溶液，白色沉淀逐漸變?yōu)樗{(lán)色，說明Ksp[Cu(OH)2]＜Ksp[Mg(OH)2]。
1
2
4
5
3
6
6.常溫下，某些沉淀的溶度積常數(shù)見下表：



(1) 某含有Mg2＋的溶液中，若c(OH－)＝3.0×10－6mol·L－1，則溶液中c(Mg2＋)≤______________________。
1
沉淀 Mg(OH)2 AgBr AgCl BaSO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 1.8×10－11 5.4×10－13 2.0×10－10 5.0×10－10 1.0×10－10 2.5×10－9
2.0 mol·L－1
2.7×10－3
2
4
5
3
6
(5) 金屬離子開始轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀的pH通常按離子濃度為1.0 mol·L－1計(jì)算，沉淀完全時(shí)離子濃度≤1.0×10－5 mol·L－1。已知，pH＝4.7時(shí)Cu(OH)2開始沉淀，則Cu(OH)2完全沉淀時(shí)的pH＝__________。
1
5.0×10－5
mol·L－1
2.5×10－3mol·L－1
7.2
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