資源簡介

(共56張PPT)
基礎課時22　沉淀溶解平衡
專題3　水溶液中的離子反應
第四單元　沉淀溶解平衡
學習
任務 1．通過知道難溶電解質的沉淀溶解平衡及其影響因素，能用平衡移動原理分析理解沉淀的溶解與生成、沉淀轉化的實質，培養變化觀念與平衡思想的化學核心素養。
2．通過知道溶度積的意義，建立根據溶度積和離子積的大小關系判斷反應進行方向的思維模型，培養證據推理與模型認知的化學核心素養。
3．通過學會用沉淀溶解平衡的移動解決生產、生活中的實際問題，并設計實驗探究方案，進行沉淀轉化等實驗探究，培養科學探究與創新意識的化學核心素養。
必備知識　自主預習儲備
一、沉淀溶解平衡原理
1．AgCl沉淀溶解平衡的建立
(1)分析AgCl的溶解過程：AgCl在溶液中存在下述兩個過程：一方面，在水分子的作用下，少量Ag＋和Cl－脫離AgCl表面進入水中(____過程)；另一方面，溶液中的Ag＋和Cl－受AgCl表面陰、陽離子的吸引，回到AgCl表面析出(____過程)。在一定溫度下，當溶解和沉淀速率相等時，達到溶解平衡狀態，體系中形成AgCl________。
溶解
沉淀
飽和溶液
(2)AgCl溶于水的平衡方程式是AgCl(s) Cl－＋Ag＋，由于沉淀溶解之間的這種動態平衡的存在，決定了Ag＋和Cl－的反應____進行到底。
2．溶解平衡的概念與特征
(1)概念。
在一定溫度下，當溶解速率和沉淀速率____時，即建立了動態平衡，叫作沉淀溶解平衡。
不能
相等
(2)特征。
(3)反應完全的標志。
對于常量的化學反應來說，化學上通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于_________ mol·L-1時，沉淀就達完全。
不等于0
相等
保持不變
發生移動
1.0×10－5
3．難溶電解質沉淀溶解平衡的影響因素
(1)內因(決定因素)：難溶電解質本身的性質。
(2)外因：溫度、濃度等條件的影響符合勒夏特列原理。
(3)實例分析。
已知溶解平衡：Mg(OH)2(s) Mg2+＋2OH－，請分析當改變下列條件時，對該溶解平衡的影響，填寫下表(濃度變化均指平衡后和原平衡比較)：
條件改變 移動方向 c(Mg2+) c(OH－)
加水 ________ ____ ____
升溫 ________ ____ ____
正向移動
不變
不變
正向移動
增大
增大
條件改變 移動方向 c(Mg2+) c(OH－)
加MgCl2(s) ________ ____ ____
加鹽酸 ________ ____ ____
加NaOH(s) ________ ____ ____
(4)外界條件對沉淀溶解平衡的影響。
①溫度：升高溫度，多數溶解平衡向溶解方向移動；少數溶解平衡向________方向移動，如Ca(OH)2的溶解平衡。
②濃度：加水稀釋，溶解平衡向____方向移動。
逆向移動
增大
減小
正向移動
增大
減小
逆向移動
減小
增大
生成沉淀
溶解
③同離子：加入與難溶電解質構成中相同的離子，平衡向________方向移動。
④其他：加入可與難溶電解質溶解所得的離子反應的物質，溶解平衡向____方向移動。
【特別提醒】　大多數電解質溶解度隨溫度的升高而增大，但有許多例外，如Ca(OH)2，溫度越高，溶解度越小。
生成沉淀
溶解
×
√
√
×
√
二、溶度積常數
1．概念
難溶電解質的沉淀溶解________稱為__________，簡稱溶度積，符號為___，Ksp的大小反映了難溶電解質在水中的溶解能力。
2．表達式
AmBn(s) mAn＋＋nBm－
Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)。
Fe(OH)3(s) Fe3+＋3OH－
Ksp＝_________________。
平衡常數
溶度積常數
Ksp
c(Fe3＋)·c3(OH－)
3．影響因素
溶度積Ksp值的大小只與______________的性質和____有關。
4．應用
定量判斷給定條件下有無沉淀生成。
Q：離子積對于AmBn(s) mAn＋＋nBm－任意時刻Qc＝cm(An＋)·
cn(Bm－)。
(1)Qc>Ksp，溶液過飽和，有____析出，直至溶液____，達到新的平衡。
(2)Qc＝Ksp，溶液飽和，沉淀與溶解處于________。
難溶電解質本身
溫度
沉淀
飽和
平衡狀態
沉淀
溶解
飽和
判一判　(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)溶度積是沉淀溶解平衡時難溶電解質在溶液中的各離子濃度的乘積。 (　)
(2)溶度積受離子濃度大小的影響。 (　)
(3)Ksp小的溶解度一定小于Ksp大的。 (　)
(4)改變外界條件使溶解平衡正向移動，Ksp一定增大。 (　)
(5)可利用溶液混合后的Qc與Ksp的相對大小來判斷溶液混合后是否有沉淀生成。 (　)
×
×
×
×
√
Fe(OH)3
②加沉淀劑法：如以Na2S、H2S等作沉淀劑，使某些金屬離子，如Cu2+、Hg2+等生成極難溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分離、除去雜質常用的方法。
a．通入H2S除去Cu2+的離子方程式：H2S＋Cu2+===CuS↓＋2H＋。
b．加入Na2S除去Hg2+的離子方程式：Hg2+＋S2-===HgS↓。
c．同離子效應法：增大溶解平衡中離子濃度，使平衡向____的方向移動。
沉淀
2．沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理。
根據平衡移動原理，對于在水中難溶的電解質，如果能設法不斷地移去溶解平衡體系中的________，使平衡向________的方向移動，就可以使沉淀溶解。
相應離子
沉淀溶解
降低
溶解
判一判　(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)洗滌沉淀時，洗滌次數越多越好。 (　)
(2)為了減少BaSO4的損失，洗滌BaSO4沉淀時可用稀硫酸代替水。 (　)
(3)除廢水中的某重金屬離子如Cu2+、Hg2+時，常用Na2S等，是因為生成的CuS、HgS極難溶，使廢水中Cu2+、Hg2+濃度降得很低。 (　)
(4)CaCO3溶解時常用鹽酸而不用稀硫酸，是因為稀硫酸不與CaCO3反應。 (　)
(5)除去MgCl2溶液中的Fe2+，先加入雙氧水，再加入MgO即可。 (　)
×
√
√
×
√
四、沉淀的轉化
1．Ag＋的沉淀物的轉化實驗探究
(1)實驗探究AgCl、AgI、Ag2S的轉化。
實驗
操作
實驗
現象 有白色沉淀析出 白色沉淀轉化為黃色沉淀 黃色沉淀轉化為黑色沉淀
化學
方程式 AgCl＋KI===
__________ 2AgI＋Na2S===
____________
AgCl↓＋NaNO3
AgI＋KCl
Ag2S＋2NaI
Ag2S＜AgI＜AgCl
沉淀溶解平衡的移動
溶解度小
溶解度更小
越大
(3)工業廢水處理。
工業廢水處理過程中，重金屬離子可利用沉淀轉化原理用FeS等難溶物轉化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀。
用FeS除去Hg2+的離子方程式：
FeS(s)＋Hg2+ HgS(s)＋Fe2+。
判一判　(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)沉淀的轉化只能由難溶的轉化為更難溶的。 (　)
(2)向AgCl沉淀中加入KI溶液，由白色沉淀轉變成黃色沉淀，是由于Ksp(AgI)(3)可用FeS除去廢水中的Hg2+、Ag＋等，是因為HgS、Ag2S比FeS更難溶。 (　)
(4)驗證Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2，可將FeCl3溶液加入Mg(OH)2懸濁液中，振蕩，可觀察到沉淀由白色變為紅褐色。 (　)
(5)溶解度小的沉淀不能轉化為溶解度比其大的沉淀。 (　)
×
√
√
√
×
關鍵能力　情境探究達成
[情境素材]
Ksp反映了難溶電解質在水中的溶解能力，對于同一難溶電解質來說，Ksp只與溫度有關。利用Ksp分離或除去溶液中某種離子，在生產、科研和環保等領域具有廣泛的應用。
溶度積的計算及應用
[歸納總結]
溶度積的應用
(1)比較難溶電解質在水中的溶解能力
①對于相同類型的難溶電解質，Ksp越大，在水中的溶解能力越強。
②對于不同類型的難溶電解質，Ksp差距不大時Ksp不能直接作為比較依據。如25 ℃時，Ksp(AgCl)＝1.8×10-10，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10-11，雖然Mg(OH)2的Ksp較小，但不能認為Mg(OH)2比AgCl更難溶。
(2)計算飽和溶液中某種離子的濃度
如已知25 ℃時，Ksp(AgCl)＝1.8×10-10，可根據Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·
c(Cl－)＝1.8×10-10計算AgCl飽和溶液中的c(Ag＋)或c(Cl－)。
(3)判斷給定條件下沉淀能否生成或溶解
比較溶度積Ksp與溶液中有關離子的濃度冪之積Qc(離子積)的相對大小。
①Qc＞Ksp，溶液過飽和，有沉淀析出；
②Qc＝Ksp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態；
③Qc＜Ksp，溶液未飽和，無沉淀析出。
【特別提醒】　(1)離子積Qc與溶度積Ksp的表達式相同，但意義不同。Qc表達式中離子濃度是任意時刻的，所以其數值不定；但對某一難溶電解質，在一定溫度下，Ksp為定值。
(2)Ksp與物質的量濃度無關；與溫度有關。
[能力達成]
1．Cu(OH)2在水中存在著如下沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s) Cu2+(aq)＋2OH－(aq)，在常溫下，Ksp＝2×10-20。某CuSO4溶液中，c(Cu2+)＝0.02 mol·L-1，在常溫下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要向CuSO4溶液加入堿來調節pH，使溶液的pH大于(　　)
A．2　　　B．3　　　C．4　　　D．5
√
必備知識
關鍵能力
學習效果
基礎課時固基練
基礎課時22　沉淀溶解平衡
√
學習效果　隨堂評估自測
2
4
3
題號
1
√
1．下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是(　　)
A．反應開始時，溶液中各離子濃度相等
B．沉淀溶解達到平衡時，沉淀的速率和溶解的速率相等
C．沉淀溶解達到平衡時，溶液中溶質的離子濃度相等，且保持不變
D．沉淀溶解達到平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進溶解
2
4
3
題號
1
B　[A項，反應開始時，各離子的濃度沒有必然的關系；C項，沉淀溶解達到平衡時，溶液中溶質的離子濃度保持不變，但不一定相等；D項，沉淀溶解達到平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物，由于固體的濃度為常數，且溶液已達飽和故平衡不發生移動。]
2
3
題號
1
4
√
D　[溫度不變，溶度積常數不變，故A項不正確，D項正確；大多數的難溶物隨溫度升高，Ksp增大，但也有少數物質相反，如Ca(OH)2，故B、C項均不正確。]
2
3
題號
4
1
√
2
4
3
題號
1
4．T ℃時，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10-20，Ksp[Fe(OH)3]＝1.1×10-38。此溫度下要除去CuCl2溶液中的少量FeCl3，可以邊攪拌邊加入一種試劑，這種試劑是(　　)
A．CuO 　B．NaOH溶液 　C．氨水 　D．CuSO4溶液
A　[根據溶度積常數可知氫氧化銅的溶度積大于氫氧化鐵的溶度積，因此要除去混在CuCl2溶液中的FeCl3，可加入氫氧化銅粉末，CuO或CuCO3，通過調節溶液的pH，促進鐵離子水解生成氫氧化鐵沉淀而除去，且不引入新的雜質，本題選A。]
√
題號
基礎課時固基練(22)　沉淀溶解平衡
1
3
5
2
4
6
8
7
9
√
1．下列關于沉淀溶解平衡的說法正確的是(　　)
A．只有難溶電解質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．在平衡狀態時，v(溶解)＝v(沉淀)＝0
D．達到沉淀溶解平衡的溶液不一定是飽和溶液
B　[無論是難溶電解質還是易溶電解質，都可存在沉淀溶解平衡過程，A項錯誤；沉淀溶解平衡過程是可逆的，B項正確；沉淀溶解達平衡狀態時，v(溶解)＝v(沉淀)≠0，C項錯誤；沉淀溶解過程達到平衡時，溶液也達到飽和狀態，D項錯誤。]
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
9
題號
2
1
3
4
5
6
8
7
9
2．下列有關AgCl沉淀的溶解平衡說法正確的是(　　)
A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解達平衡后不再進行
B．AgCl難溶于水，溶液中沒有Ag＋和Cl－
C．升高溫度，AgCl沉淀的溶解度增大
D．向AgCl沉淀溶解平衡體系中加入NaCl固體，AgCl沉淀的溶解度不變
√
C　[難溶物達到溶解平衡時沉淀的生成和溶解都不停止，但溶解速率和生成速率相等，A錯誤；沒有絕對不溶的物質，B錯誤；溫度越高，一般物質的溶解度越大，C正確；向AgCl沉淀溶解平衡體系中加入NaCl固體，使溶解平衡左移，AgCl的溶解度減小，D錯誤。]
題號
3
2
4
5
6
8
7
9
1
√
3．把Ca(OH)2放入蒸餾水中，一段時間后達到平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+＋2OH－。下列說法正確的是(　　)
A．恒溫下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高
B．給溶液加熱，溶液的pH降低
C．向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固體質量減小
D．向溶液中加入少量NaOH固體，Ca(OH)2固體質量不變
題號
3
2
4
5
6
8
7
9
1
B　[恒溫下Ksp不變，加入CaO后，溶液仍為Ca(OH)2的飽和溶液，pH不變，A錯誤；加熱，Ca(OH)2的溶解度減小，溶液的pH降低，B正確；加入Na2CO3溶液，沉淀溶解平衡向右移動，Ca(OH)2固體轉化為CaCO3固體，固體質量增加，C錯誤；加入NaOH固體平衡向左移動，Ca(OH)2固體質量增加，D錯誤。]
題號
4
2
3
5
6
8
7
9
1
√
4．下列說法正確的是(　　)
A．難溶電解質在水中達到沉淀溶解平衡時，沉淀生成和溶解立即停止
B．Ksp越小，難溶電解質在水中的溶解能力一定越弱
C．Ksp的大小與離子濃度無關，只與難溶電解質的性質和溫度有關
D．相同溫度下，AgCl在水中的溶解能力與在NaCl溶液中的溶解能力相同
題號
4
2
3
5
6
8
7
9
1
C　[難溶電解質在水中達到沉淀溶解平衡，沉淀溶解平衡是動態平衡，沉淀生成和溶解的速率相同，故A項錯誤；Ksp可用來判斷相同類型的化合物在水中的溶解度大小，但如果化合物的類型不同，就不能直接進行判斷，故B項錯誤；沉淀溶解平衡存在溶度積常數，Ksp的大小與離子濃度無關，只與難溶電解質的性質和溫度有關，故C項正確；相同溫度下，AgCl在水中的溶解能力大于在NaCl溶液中的溶解能力，因為在NaCl溶液中氯離子對氯化銀的溶解起到抑制作用，故D項錯誤。]
題號
2
4
5
3
6
8
7
9
1
√
5．常溫下，Ksp(PbI2)＝8.5×10-9。取適量黃色PbI2粉末溶于水中，充分攪拌后得到濁液，過濾。在濾液中加入少量KI，測得c(I－)＝1.0×10-2 mol·L-1。下列說法正確的是(　　)
A．Ksp(PbI2)減小
B．溶液中c(I－)減小
C．產生黃色沉淀
D．溶液中c(Pb2+)＝8.5×10-7 mol·L-1
題號
2
4
5
3
6
8
7
9
1
題號
2
4
5
3
6
8
7
9
1
√
6．已知在pH為4～5的環境中，Cu2+、Fe2+幾乎不水解，而Fe3+幾乎完全水解。工業上制CuCl2溶液是將濃鹽酸用蒸氣加熱到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化銅(含少量雜質FeO)，充分攪拌使之溶解。欲除去溶液中的雜質離子，下述方法中可行的是(　　)
A．向溶液中通入Cl2，再加入純凈的CuO粉末調節pH為4～5
B．向溶液中通入H2S使Fe2+沉淀
C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，調節pH為4～5
D．加入純Cu將Fe2+還原為Fe
題號
2
4
5
3
6
8
7
9
1
題號
2
4
5
3
7
6
8
9
1
√
題號
2
4
5
3
7
6
8
9
1
題號
2
4
5
3
8
6
7
9
1
8．(素養題)已知：在25 ℃時，Ksp(BaSO4)＝1×10-10，Ksp(BaCO3)＝1×10-9。
(1)醫學上進行消化系統的X射線透視時，常使用BaSO4作內服造影劑。胃酸酸性很強(pH約為1)，但服用大量BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于酸的原因是(用溶解平衡原理解釋)_________________
__________________________________________________________
____________________。
萬一誤服了少量BaCO3，應盡快用大量0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液洗胃，如果忽略洗胃過程中Na2SO4溶液濃度的變化，殘留在胃液中的Ba2+濃度僅為________ mol·L-1。
2×10-10
題號
2
4
5
3
8
6
7
9
1
(2)長期使用的鍋爐需要定期除水垢，否則會降低燃料的利用率。水垢中含有CaSO4，可先用Na2CO3溶液處理，使之轉化為疏松、易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。
①CaSO4轉化為CaCO3的離子方程式為________________________
________________。
②請分析CaSO4轉化為CaCO3的原理：________________________________________________________________________________________________________________________________。


CaSO4存在沉淀溶解平衡，
題號
9
2
4
5
3
8
6
7
1
9．按要求進行下列關于Ksp的計算。
(1)(溶解度與Ksp的換算)在60 ℃時，溴酸銀(AgBrO3)的溶解度為
0.6 g，則Ksp約等于___________。
(2)(平衡常數與Ksp的關系)在1.0 L Na2CO3溶液中溶解0.01 mol BaSO4，列式計算Na2CO3溶液的最初濃度不得低于______mol·L-1
(忽略溶液體積變化)[已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10-10、Ksp(BaCO3)＝5.1×10-9]。
6.25×10-4
0.46
題號
9
2
4
5
3
8
6
7
1
1.05×10-6
題號
9
2
4
5
3
8
6
7
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