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1、第四单元第四单元 难溶电解质的沉淀解平衡难溶电解质的沉淀解平衡掌握沉淀溶解平衡与溶度积的概念，充分把握沉淀反应的过程即沉淀产生掌握沉淀溶解平衡与溶度积的概念，充分把握沉淀反应的过程即沉淀产生 溶解溶解转化的过程。转化的过程。2通过沉淀反应的过程，理解溶解平衡也是一种动态平衡，同样可以通过改通过沉淀反应的过程，理解溶解平衡也是一种动态平衡，同样可以通过改 变条件使平衡移动。变条件使平衡移动。3了解酸碱中和滴定的仪器，反应物质和操作方法，能分析实验误差。了解酸碱中和滴定的仪器，反应物质和操作方法，能分析实验误差。 1溶解平衡溶解平衡AgCl在溶液中存在下述两个过程：在溶液中存在下述两个过程：一方面
2、，在水分子作用下，少量的一方面，在水分子作用下，少量的Ag和和Cl脱离脱离 溶入水中；另一方面，溶入水中；另一方面，溶液中的溶液中的Ag和和Cl受受AgCl表面正负离子的吸收，回到表面正负离子的吸收，回到AgCl的表面析出沉淀。在一的表面析出沉淀。在一定温度下，当定温度下，当 和和 的速率相等时，得到的速率相等时，得到AgCl的饱和溶液，即建立的饱和溶液，即建立下列动态平衡：下列动态平衡： 。AgCl表面表面沉淀溶解沉淀溶解沉淀生成沉淀生成AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)2难溶电解质与易溶电解质难溶电解质与易溶电解质难溶电解质与易溶电解质之间并无严格的界限，习惯上将溶解度小于难溶电解质
3、与易溶电解质之间并无严格的界限，习惯上将溶解度小于 g的电解的电解质称为难溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于质称为难溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0。3溶度积常数溶度积常数一定温度下，难溶电解质在溶液中达到测定溶解平衡时的一定温度下，难溶电解质在溶液中达到测定溶解平衡时的 ，用，用Ksp表示，表示，例如难溶电解质例如难溶电解质AnBm在水中达到平衡时在水中达到平衡时AnBm(s) ，KspAmnBnm。0.01平衡常数平衡常数nAm(aq)mBn(aq)【想一想】【想一想】难难溶电解质一定是弱电解质吗？溶电解质一定是弱电解质吗？答：答：不一定，电解质的强弱与溶解
4、性无关，只与电离程度有关，有的难溶电解不一定，电解质的强弱与溶解性无关，只与电离程度有关，有的难溶电解质是强电解质，例如质是强电解质，例如BaSO4、CaCO3等，有的是弱电解质，例如：等，有的是弱电解质，例如：Fe(OH)3、Ca(OH)2等。等。 1沉淀的生成反应物质沉淀的生成反应物质利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够 ；其；其次希望沉淀生成的反应进行得越次希望沉淀生成的反应进行得越 越好。越好。 2沉淀溶解的反应物质沉淀溶解的反应物质根据平衡移动，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体根据平
5、衡移动，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应系中的相应 ，使平衡向沉淀，使平衡向沉淀 的方向移动，就可以使沉淀溶解。的方向移动，就可以使沉淀溶解。除除 可以溶解难溶电解质，某些可以溶解难溶电解质，某些 也可用来溶解沉淀。也可用来溶解沉淀。发生发生完全完全离子离子溶解溶解酸或碱酸或碱盐溶液盐溶液3.沉淀的转化反应物质沉淀的转化反应物质沉沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的 。一般来说，溶解度。一般来说，溶解度 的沉淀的沉淀转化成溶解度转化成溶解度 的沉淀容易实现。的沉淀容易实现。【议一议】【议一议】要要除去除去 是选择钡盐溶液好还是钙盐溶液好
6、？是选择钡盐溶液好还是钙盐溶液好？答：答：钡钡盐溶液好，因为硫酸钡的溶解度比硫酸钙小的多，选择钡盐沉淀的盐溶液好，因为硫酸钡的溶解度比硫酸钙小的多，选择钡盐沉淀的更彻底。更彻底。移动移动小小更小更小【例【例1】 (2009广东单科，广东单科，18)硫硫酸锶酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如在水中的沉淀溶解平衡曲线如 下图。下列说法正确的是下图。下列说法正确的是()A温度一定时，温度一定时，Ksp(SrSO4)随随c( )的增大而减小的增大而减小B三个不同温度中，三个不同温度中，313 K时时Ksp(SrSO4)最大最大C283 K时，图中时，图中a点对应的溶液是不饱和溶液点对应的溶液
7、是不饱和溶液D283 K下的下的SrSO4饱和溶液升温到饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液后变为不饱和溶液解析：解析：A项，项，Ksp只与温度有关，与浓度的大小无关；只与温度有关，与浓度的大小无关；D项，项，283 K下的下的SrSO4饱和溶液升温到饱和溶液升温到363 K后，因后，因363 K时的时的Ksp小于小于283 K时的时的Ksp，故溶液变为过，故溶液变为过饱和溶液。饱和溶液。答案：答案：BC1物质的溶解度和溶度积物质的溶解度和溶度积溶解度是衡量物质溶解能力的尺度，固体的溶解度通常以溶解度是衡量物质溶解能力的尺度，固体的溶解度通常以100 g溶剂为标准，在一溶剂为标准，在一定温
8、度下达到溶解平衡时所溶解该溶质的克数。而溶度积主要用于衡量难溶电解定温度下达到溶解平衡时所溶解该溶质的克数。而溶度积主要用于衡量难溶电解质在水中难溶程度的一个定量标准。质在水中难溶程度的一个定量标准。难溶并不是绝对的不溶，难溶物质在溶液中存在着溶解平衡。其溶解性的大小除难溶并不是绝对的不溶，难溶物质在溶液中存在着溶解平衡。其溶解性的大小除本身的性质外，还受外界条件的影响，如温度以及难溶物质电离生成的离子浓度本身的性质外，还受外界条件的影响，如温度以及难溶物质电离生成的离子浓度的变化等都会影响难溶电解质的溶解平衡。的变化等都会影响难溶电解质的溶解平衡。在通常情况下，同一物质在不同的外界条件下，在
9、通常情况下，同一物质在不同的外界条件下，Ksp越小，其溶解度就越小，越小，其溶解度就越小，Ksp越大其溶解度越大。越大其溶解度越大。2.影响沉淀溶解平衡因素影响沉淀溶解平衡因素(以以AgCl为例为例 )外界条件外界条件移动方向移动方向AgKsp升高温度升高温度正向正向增大增大增大增大加入少量加入少量AgNO3逆向逆向增大增大不变不变加入加入Na2S正向正向减小减小不变不变通入通入HCl逆向逆向减小减小不变不变3.溶度积溶度积(Ksp)及有关计算及有关计算(1)物物质在溶液中的沉淀溶解平衡与化学平衡、电离平衡具有相同反应物质。以质在溶液中的沉淀溶解平衡与化学平衡、电离平衡具有相同反应物质。以Am
10、Bn为例，难溶电解质为例，难溶电解质AmBn如果溶解的部分全电离，电离与溶解平衡式可以表如果溶解的部分全电离，电离与溶解平衡式可以表示为：示为：AmBn(s) AmBn(aq)=mAn(aq)nBm(aq)，由于，由于AmBn(aq)即溶液中即溶液中溶解的全部电离，不存在分子，则上式可写成溶解的全部电离，不存在分子，则上式可写成AmBn(s) mAn(aq)nBm(aq)。其平衡常数其平衡常数K ，作为固体，作为固体c(AmBn)是常数，令是常数，令KKspc(AmBn)。故故KspAnmBmn，由此也可求一定条件下的某种离子浓度。，由此也可求一定条件下的某种离子浓度。(2)判断判断利用溶度积
11、利用溶度积Ksp可以判断难溶电解质在给定条件下的沉淀能否生成或溶解；利用可以判断难溶电解质在给定条件下的沉淀能否生成或溶解；利用溶度积溶度积Ksp与浓度商与浓度商Qc的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下的沉淀能的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下的沉淀能否生成或溶解。否生成或溶解。QcKsp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，重新达到新的平衡；，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，重新达到新的平衡；QcKsp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；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，溶液未饱和，无沉淀析出，
12、若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。直至溶液饱和。1下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是()A反应开始时，溶液中各离子的浓度相等反应开始时，溶液中各离子的浓度相等B沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等C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D沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解解析：解析：本题考查了沉淀溶解平衡的建立与特征，本题考查了沉淀溶解平衡的建
13、立与特征，A项：反应开始时，各离子项：反应开始时，各离子的浓度没有必然的关系；的浓度没有必然的关系；B项正确；项正确；C项：沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶项：沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度保持不变，但不一定相等；质的离子浓度保持不变，但不一定相等；D项：沉淀溶解达到平衡时，如果项：沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，由于固体的浓度为常数，所以平衡不移动。故正再加入难溶性的该沉淀物，由于固体的浓度为常数，所以平衡不移动。故正确答案为确答案为B。答案：答案：B2在在100 mL 0.10 mol/L的的AgNO3溶液中加入溶液中加入100 mL溶有溶有2.08 g BaCl2的
14、溶液，再的溶液，再加入加入100 mL溶有溶有0.010 mol CuSO45H2O的溶液，充分反应。下列说法中正确的溶液，充分反应。下列说法中正确的是的是()A最终得到白色沉淀和无色溶液最终得到白色沉淀和无色溶液B最终得到的白色沉淀是等物质的量的两种化合物的混合物最终得到的白色沉淀是等物质的量的两种化合物的混合物C最终得到的溶液中，最终得到的溶液中，Cl的物质的量为的物质的量为0.02 molD最终得到的溶液中，最终得到的溶液中，Cu2的物质的量浓度为的物质的量浓度为0.033 molL1解析：解析：此题为一计算推断题。经计算此题为一计算推断题。经计算AgNO3、BaCl2、CuSO45H2
15、O三种物质的物三种物质的物质的量都为质的量都为0.01 mol，反应生成的，反应生成的AgCl和和BaSO4各为各为0.01 mol，溶液中剩余的是，溶液中剩余的是0.01 mol 、0.01 mol Cl和和0.01 mol Cu2，所以溶液应呈蓝色，故，所以溶液应呈蓝色，故A、C是错误的，是错误的，三种溶液混合后溶液的体积增大两倍，三种溶液混合后溶液的体积增大两倍，Cu2的物质的量浓度为的物质的量浓度为0.033 mol/L。答案：答案：BD3在溶液中有浓度均为在溶液中有浓度均为0.01 molL1的的Fe3、Cr3、Zn2、Mg2等离子，等离子，已知：已知：KspFe(OH)32.610
16、39 mol4L4，KspCr(OH)37.01031 mol4L4；KspZn(OH)21.01017 mol3L3；KspMg(OH)21.81011 mol3L3，当氢氧化物开始沉淀时，下列哪一种离子所需溶液的，当氢氧化物开始沉淀时，下列哪一种离子所需溶液的pH最小最小()AFe3 BCr3 CZn2 DMg2解析：解析：利用利用Ksp分别计算出分别计算出Fe3、Cr3、Zn2、Mg2沉淀时沉淀时OH的最小浓度，的最小浓度，知知Fe3更容易沉淀。更容易沉淀。答案：答案：A【例题】【例题】 (2008山东高考题山东高考题)某某温度时，温度时，BaSO4在水中在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示
17、的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法中正确下列说法中正确的是的是()提示：提示：BaSO4(s)Ba2(aq) (aq)的平衡的平衡常数常数KspBa2 ，称为溶度积常数，称为溶度积常数A加入加入Na2SO4可以使溶液由可以使溶液由a点变到点变到b点点B通过蒸发可以使溶液由通过蒸发可以使溶液由d点变到点变到c点点Cd点无点无BaSO4沉淀生成沉淀生成Da点对应的点对应的Ksp大于大于c点对应的点对应的Ksp 审题视点：审题视点：1.图中曲线是关于图中曲线是关于BaSO4(s) Ba2(aq) (aq)的沉淀溶解平的沉淀溶解平衡衡Ba2和和 的浓度关系。的浓度关系。2Ksp只与温度有关与离子浓度
18、无关。只与温度有关与离子浓度无关。思路点拨：思路点拨：Ksp是一温度常数，改变浓度对是一温度常数，改变浓度对Ksp无影响，并且线上的每一点所表示无影响，并且线上的每一点所表示的的Ksp相同，由于相同，由于d点时点时QcKsp，故无沉淀产生。，故无沉淀产生。正确答案：正确答案：C 错因分析错因分析1不不能正确运用能正确运用Qc与与Ksp判断沉淀的生成与溶解。判断沉淀的生成与溶解。2不能正确理解图像的含义。不能正确理解图像的含义。 【例题】【例题】 (12分分)金金属氢氧化物在酸中溶解属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的制溶液的pH，达到分离
19、金属离子的目，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下下的溶解度的溶解度(S/molL1)如图所示。如图所示。(1)pH3时溶液中铜元素的主要存在形式是时溶液中铜元素的主要存在形式是_。(2)若要除去若要除去CuCl2溶液中的少量溶液中的少量Fe3，应该控制溶液的，应该控制溶液的pH()A6(3)在在Ni(NO3)2溶液中含有少量的溶液中含有少量的Co2杂质，杂质，_(填填“能能”或或“不能不能”)通过调通过调节溶液节溶液pH的方法来除去，理由是的方法来除去，理由是_。(4)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水生成要使氢氧化铜沉淀溶解，
20、除了加入酸之外，还可以加入氨水生成Cu(NH3)42，写出反应的离子方程式：写出反应的离子方程式：_。(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表。已知一些难溶物的溶度积常数如下表。为除去某工业废水中含有的为除去某工业废水中含有的Cu2、Pb2、Hg2杂质，最适宜向此工业废水中加入杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的过量的()ANaOH BFeS CNa2S 物物质质FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.310182.510131.310353.410286.410331.61024(1)(2)4分，能运用图像简单分析不同分，能运用图像简单分析不同pH下，下，Fe3、Cu2的存在形式。的存在
21、形式。(3)2分，能回答第分，能回答第1个小空，但不能正确回答其相应理由，遇到有较大差异图个小空，但不能正确回答其相应理由，遇到有较大差异图像时，不能正确理解应用溶解度曲线。像时，不能正确理解应用溶解度曲线。(5)2分，忽略了分，忽略了NaOH是可溶物，仅仅追求几种金属离子沉淀，完全抛开了小是可溶物，仅仅追求几种金属离子沉淀，完全抛开了小题题干信息。题题干信息。 本题是以难溶电解质溶解平衡为中心的一道综合性试题。本题是以难溶电解质溶解平衡为中心的一道综合性试题。(1)由图可知，在由图可知，在pH3时溶液中不会出现时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀。沉淀。(2)要除去要除去Fe3的同时必的同时必
22、须保证须保证Cu2不能沉淀，因此不能沉淀，因此pH应保持在应保持在4左右。左右。(3)从图示关系可看出，从图示关系可看出，Co2和和Ni2沉淀的沉淀的pH范围相差太小，不能通过调控范围相差太小，不能通过调控pH而达到分离的目的。而达到分离的目的。(4)Cu(OH)2(s) Cu2(aq)2OH(aq)，加入氨水后生成难电离的，加入氨水后生成难电离的Cu(NH3)42，促进，促进Cu(OH)2的溶解。的溶解。(5)要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使三种，使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他离子。杂质离子转化为更难
23、溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他离子。 (1)Cu2(2)B(3)不能不能Co2和和Ni2沉淀的沉淀的pH范围相差太小范围相差太小(4)Cu(OH)24NH3H2O=Cu(NH3)422OH4H2O(5)B 溶解度曲线随溶液溶解度曲线随溶液pH的变化远比其随温度的变化要更难理解，这需要考生对难的变化远比其随温度的变化要更难理解，这需要考生对难溶电解质溶解平衡有充分的理解，并结合溶液中溶电解质溶解平衡有充分的理解，并结合溶液中pH的大小联合分析。另外，此的大小联合分析。另外，此题突破了常见难溶物加入酸会溶解的小小定势，应用络合反应将难溶物溶解，是题突破了常见难溶物加入酸会溶解的小小定势，应用络合反应将难溶物溶解，是一种新情境的考查，但其思想的精髓在于溶解平衡的移动，这一点开拓了考生的一种新情境的考查，但其思想的精髓在于溶解平衡的移动，这一点开拓了考生的视野，提升了解决分析问题的实际能力。视野，提升了解决分析问题的实际能力。 点击此处进入点击此处进入 作业手册作业手册