高三化学沉淀溶解平衡讲.docx

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高三化学沉淀溶解平衡讲

第三节沉淀溶解平衡学案

高三化学组2008、12、15

【考纲要求】了解难溶电解质的溶解平衡

【知识梳理】

一、沉淀溶解平衡与溶度积

1、沉淀溶解平衡：

一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成饱和溶液，达到平衡状态，这种平衡称为沉淀溶解平衡。

2、溶度积常数（溶度积）：

描述沉淀溶解平衡的常数，用Ksp表示。

[练习1]写出AgCl、Fe（OH）3、Ag2SO4的沉淀溶解平衡及其Ksp的表达式。

AgCl

Fe（OH）3

Ag2SO4

3、溶度积的影响因素

内因：

与难溶电解质的性质有关。

外因：

它只与温度与沉淀的量（填有关或无关）。

（1）绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程。

（2）加入电解质离子抑制沉淀的溶解

例1：

下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（）

A、反应开始时，溶液中各离子浓度相等。

B、沉淀溶解平衡达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等

C、沉淀溶解平衡达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变。

D、沉淀溶解平衡达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解。

例2：

下列说法中正确的是（）

A、物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水

B、不溶于水的物质溶解度为0

C、绝对不溶解的物质是不存在的

D、某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度为零

例3、在BaSO4饱和溶液中加入少量BaCl2溶液,产生BaSO4沉淀，若以Ksp表示BaSO4的溶度积，则平衡后溶液中（）

A.[Ba2+]=[SO42-]=Ksp½

B.[Ba2+]·[SO42-]＞Ksp[Ba2+]=[SO42-]

C.[Ba2+]·[SO42-]=Ksp[Ba2+]＞[SO42-]

D.[Ba2+]·[SO42-]≠Ksp[Ba2+]＜[SO42-]

例4、有关AgCl沉淀的溶解平衡，正确的说法是（）

A.AgCl沉淀的生成和溶解不断进行,但速率相等

B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-

C.升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大

D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体,其溶解度不变

4、Ksp的意义：

反映了难溶电解质在水中的溶解能力。

注意：

（1）溶液中离子浓度改变时能使平衡移动而Ksp不变。

（2）不能仅根据Ksp的大小比较溶解能力的强弱。

只有当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大，溶解能力越强。

如:

Ksp（AgCl）>Ksp（AgBr）>Ksp（AgI）

溶解度:

AgCl>AgBr>AgI

（3）溶解度也能反映物质的溶解能力，溶解度的大小不仅受温度的影响，还受离子浓度的影响。

例5、将足量AgCl分别溶于下列试剂中形成AgCl饱和溶液，沉淀溶解平衡表示式为：

AgCl（s）

Ag++Cl-，AgCl的Ksp=1.76×10-10mol2·L－2

①5ml水②10ml0.2　mol·L-1MgCl2③20ml0.5mol·L-1NaCl

④40ml0.1mol·L-1AlCl3⑤20ml0.3mol·L-1AgNO3溶解至饱和，各溶液中Ag+浓度由大到小的顺序是，AgCl的溶解度由大到小的顺序是。

二、沉淀溶解平衡的应用

判据：

QcKsp沉淀溶解

QcKsp处于沉淀溶解平衡状态

QcKsp沉淀生成

5、沉淀的生成

（1）误食可溶性钡盐，会造成钡中毒，应尽快用5.0％的Na2SO4溶液洗胃，这是因为服用Na2SO4溶液后，QcKsp（＞、＜、＝）,Ba2+与SO42-结合生成沉淀。

（2）可用Na2S、NaHS、（NH4）2S、H2S等作为沉淀剂，除去废水中的Cu2+,Hg2+,Pb2+等，写出用（NH4）2S除去Hg2+、Na2S除去Cu2+的离子方程式,。

6、沉淀的溶解

（1）BaSO4和BaCO3溶解能力相差不大，为什么钡餐透视选用BaSO4而不用BaCO3？

BaCO3（s）

Ba2+（aq）+CO32-（aq），BaSO4（s）

Ba2+（aq）+SO42-（aq）

由于胃酸的酸性很强，若服用BaCO3，胃酸可与CO32-反应生成二氧化碳和水，使CO32-浓度降低，QcKsp，从而使BaCO3的沉淀溶解平衡右移，使Ba2+浓度增大引起人体中毒。

而SO42-是强酸酸根离子，它难以与H+结合成硫酸，对硫酸钡的沉淀溶解平衡基本没有影响，Ba2+浓度可以保持在安全规范以下。

7、沉淀的转化

[观察·思考]P98的实验现象：

结论：

ZnS沉淀转化为CuS沉淀。

解释如下：

ZnS与CuS的阴、阳离子个数比相同，因为Ksp（CuS）＜＜Ksp（ZnS）,CuS的溶解能力远远小于ZnS。

向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液时，ZnS溶解产生的S2-与溶液中的Cu2+足以满足QcKsp（CuS），S2-与Cu2+产生CuS沉淀。

CuS沉淀的生成，使得溶液中的S2-浓度降低，导致溶液中的S2-与Zn2+的QcKsp（ZnS），使ZnS的沉淀溶解平衡向着沉淀溶解的方向移动，结果是ZnS沉淀转化为CuS沉淀。

离子方程式

小结：

沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。

一种沉淀可以转化为的沉淀，两种难溶物的溶解能力差别越，沉淀转化的趋势就越。

例6：

AgNO3溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都会出现

不同颜色的沉淀，沉淀的颜色变化是_____→_____→_____。

出现这种颜色变化的原因是：

_____

例7：

（2006年全国高中学生化学竞赛广西区（高二）试卷）牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5（PO4）3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：

Ca5（PO4）3OH（固）⇌5Ca2++3PO43-+OH-进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是已知Ca5（PO4）3F（固）的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。

，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：

（用离子方程式表示）

根据以上原理，请你提出一种其它促进矿化的方法：

【当堂检测】

．（08广东卷）已知Ag2SO4的KW为2.0×10-3，将适量Ag2SO4固体溶于100mL水中至刚好饱和，该过程中Ag+和SO42-浓度随时间变化关系如右图（饱和Ag2SO4溶液中c（Ag+）＝0.034mol·L-1）。

若t1时刻在上述体系中加入100　mL.　0.020　mol·L-1Na2SO4溶液，下列示意图中，能正确表示t1时刻后Ag+和SO42-浓度随时间变化关系的是（B）

．（08山东卷）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（）

提示：

BaSO4（s）=Ba2+（aq）+SO2-4（aq）的平衡常数Ksp=c（Ba2+）·c（SO2-4）,称为溶度积常数。

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

C．d点无BaSO4沉淀生成D．a点对应的Kap大于c点对应的Ksp

3、下列实验能达到实验目的的是（）

1用蒸馏的方法可将海水淡化

2将混合气体通过盛有品红溶液的洗气瓶，可除去二氧化碳中的二氧化硫

3向溶液中滴入盐酸酸化的氯化钡溶液可检验溶液中是否含有SO2-4

4向含有Mg（OH）2和Ca（OH）2的浊液中加入足量MgCl2溶液充分反应后过滤，可除去Ca（OH）2

A、①②B、①④C、②③D、③④

4、Mg（OH）2固体在水中达到溶解平衡：

Mg（OH）2（s）

Mg2+（aq）+2OH-（aq）时，为使Mg（OH）2固体的量减少，需加入少量的（）

A.NH4NO3B.NaOHC.MgSO4D.NaHSO4

5、为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+，可在加热搅拌的条件下加入一种过量的试剂，过滤后加入适量HCl，该试剂是已知：

Mg（OH）2的Ksp：

5.6×10-12mol3·L-3，Fe（OH）3的Ksp：

2.6×10-39mol4·L-4（）

A、氨水B、NaClC、Na2CO3D、MgCO3

6、下列叙述中，正确的是（）

A.溶度积大的化合物溶解度肯定大

B.向含有AgCl固体的溶液中加入适量的水使AgCl溶解又达到平衡时，AgCl的溶度积不变，其溶解度也不变

C.将难溶电解质放入纯水中，溶解达到平衡时，电解质离子的浓度的乘积就是该物质的溶度积

D.AgCl水溶液的导电性很弱，所以AgCl为弱电解质

7.工业废水中常含Cu2+、Cd2+、Pb2+等重金属离子，可通过加入过量的难溶电解质FeS、MnS，使这些金属离子形成硫化物沉淀除去。

据以上事实，可推知FeS、MnS具有的相关性质是（）

A．在水中的溶解能力大于CuS、CdS、PbS

B．在水中的溶解能力小于CuS、CdS、PbS

C．在水中的溶解能力与CuS、CdS、PbS相同

D．二者均具有较强的吸附性

8.已知Ksp（CaC2O4）=4.0⨯10－9，若在c（Ca2＋）=0.020mol·L－1的溶液生成CaC2O4沉淀，溶液中的c（C2O42－）最小应为（）

A．4.0⨯10－9mol·L－1B．2.0⨯10－7mol·L－1C．2.0⨯10－9mol·L－1D．8.0⨯10－11mol·L－1

9．为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3＋，可在加热搅拌的条件下，加入一种试剂，过滤后再加入适量盐酸，这试剂不可以是：

（）

A．NH3·H2O　　　B．MgOC．Mg（OH）2D．MgCO3

10、下列说法中不正确的是

①用稀HCl洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小；

②一般地，物质的溶解度随温度的升高而增加，故物质的溶解大多是吸热的；

③对于Al（OH）3（s）Al（OH）3Al3++3OH-，前者为溶解平衡，后者为电离平衡；

④除去溶液中的Mg2+，用OH-沉淀比用CO32-好，说明Mg（OH）2的溶解度比MgCO3大；

⑤沉淀反应中常加过量的沉淀剂，其目的是使沉淀更完全。

11、.已知Ksp[Ca（OH）2]=5.5×10-6mol3·L-3，则其饱和溶液的pH值是。

12、在20ml0.0025mol·L-1AgNO3溶液中,加入5ml0.01mol·L-1的K2CrO4溶液,是否有Ag2CrO4沉淀析出（已知：

Ksp（Ag2CrO4）：

9.0×10-12mol3·L-3）?

13．（08江苏卷）工业上制备BaCl2的工艺流程图如下：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO4）对工业过程进行模拟实验。

查表得

BaSO4（s）+4C（s）

4CO（g）+BaS（s）△H1=571.2kJ·mol-1①

BaSO4（s）+2C（s）

2CO2（g）+BaS（s）△H2=226.2kJ·mol-1②

⑴气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。

Na2S水解的离子方程式为。

⑵向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时，

=。

[Ksp（AgBr）=5.4×10-13，Ksp（AgCl）=2.0×10-10]

⑶反应C（s）+CO2（g）

2CO（g）的△H2=kJ·mol-1。

⑷实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是

，。

14、向少量Mg（OH）2悬浊液中加入适量的饱和NH4Cl溶液，结果固体完全溶解。

对此甲、乙两同学各自作了自己的解释：

甲：

Mg（OH）2（s）

Mg2++2OH－①NH4++H2O

NH3·H2O+H+②

H++OH-=H2O③由于③反应的发生，使平衡①右移，Mg（OH）2溶解。

乙：

Mg（OH）2（s）

Mg2++2OH－①NH4++OH-

NH3·H2O②

由于②反应的发生，使平衡①右移，沉淀溶解。

（1）丙同学不能肯定哪位同学的解释合理，于是用下面的一种试剂重做了该实验，证明甲、乙的解释只有一种正确。

他用的试剂是。

A．NH4NO3B．CH3COONH4C．（NH4）2SO4D．氨水

（2）丙同学将所选试剂滴入Mg（OH）2的浊液中，Mg（OH）2溶解；由此推知，甲和乙哪位同学的解释更合理___________（填“甲”或“乙”）；完成NH4Cl饱和溶液使Mg（OH）2悬浊溶解的离子方程式_________________。

15、硬水中有Ca（HCO3）2，Mg（HCO3）2，而水垢的成分为CaCO3和Mg（OH）2。

请写出形成水垢的化学方程式，

，。

16.向有固态氢氧化镁存在的饱和溶液中，分别加入①固体醋酸钠、②固体NH4Cl，固体氢氧化镁的质量有什么变化？

①；②

17、信息:

锅炉水垢中还含有CaSO4，难溶于水和酸，如何清除？

难溶物

CaSO4

CaCO3

溶解度/g

2.1×10－1

1.5×10－3

锅炉中水垢中含有CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。

参考答案：

例5、⑤＞①＞④＞②＞③,①＞④=⑤＞②＞③

例6：

白→淡黄→黄色AgClAgBrAgI的Ksp逐渐减小，白色AgCl沉淀转化成难溶的淡黄色的AgBr，然后淡黄色的AgBr再转变成更难溶的黄色AgI沉淀。

例7：

H++OH-=H2O，使平衡向脱矿方向移动

5Ca2++3PO

+F-=Ca5（PO4）3F加Ca2+（或加PO

等）

12、有沉淀析出

13答案：

⑴S2-+H2O

HS-+OH-；HS-+H2O

H2S+OH-（可不写。

⑵2.7×10-3。

⑶172.5。

⑷使BaSO4得到充分的还原（或提高BaS的产量）。

①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温。

14、

（1）B

（2）Mg（OH）2+2NH4+=Mg2++2NH3·H2O

17、锅炉中水垢中含有CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。

参考答案：

例5、⑤＞①＞④＞②＞③,①＞④=⑤＞②＞③

例6：

白→淡黄→黄色AgClAgBrAgI的Ksp逐渐减小，白色AgCl沉淀转化成难溶的淡黄色的AgBr，然后淡黄色的AgBr再转变成更难溶的黄色AgI沉淀。

例7：

H++OH-=H2O，使平衡向脱矿方向移动

5Ca2++3PO

+F-=Ca5（PO4）3F加Ca2+（或加PO

等）

8．（2007年高考广东化学卷）羟基磷灰石[Ca5（PO4）3OH]是一种重要的生物无机材料，其常用的制备方法有两种：

方法A：

用浓氨水分别调Ca（NO3）2和（NH4）2HPO4溶液的pH约为12；在剧烈搅拌下，将（NH4）2HPO4溶液缓慢滴入Ca（NO3）2溶液中。

方法B：

剧烈搅拌下，将H3PO4溶液缓慢滴加到Ca（OH）2悬浊液中。

3种钙盐的溶解度随溶液pH的变化如上图所示（图中纵坐标是钙离子浓度的对数），回答下列问题：

（1）完成方法A和方法B中制备Ca5（PO4）3OH的化学反应方程式：

①5Ca（NO3）2＋3（NH4）2HPO4＋4NH3·H2O＝Ca5（PO4）3OH↓＋______＋_______

②5Ca（OH）2＋3H3PO4＝________________________________________

（2）与方法A相比，方法B的优点是______________________________________。

（3）方法B中，如果H3PO4溶液滴加过快，制得的产物不纯，其原因是________________________________________。

（4）图中所示3种钙盐在人体中最稳定的存在形式是______________________（填化学式）。

（5）糖黏附在牙齿上，在酶的作用下产生酸性物质，易造成龋齿。

结合化学平衡移动原理，分析其原因________________________________________________。