物质在水溶液中的行为PPT教学课件

四、沉淀溶解平衡的应用实例 1．沉淀的溶解与生成 (1)不能用BaCO3做钡餐透视： BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑(离子方程式)。 (2)误将可溶性钡盐(如BaCl2等)当做食盐食用，可用 5.0% Na2SO4溶液洗胃： Ba2＋＋SO24－===BaSO4↓(离子方程式)。
答案 不相同。用水洗涤AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq) 平衡右移，AgCl的质量减少，用HCl洗涤AgCl，稀释的同 时HCl电离产生的Cl－会使平衡左移，AgCl减少的质量要小 些。
归纳总结体系构建
考点导析 典例突破
考点1 沉淀溶解平衡的影响因素
1.内因：难溶电解质本身的性质，这是主要决定因素。 2．外因：遵循平衡移动原理，对于沉淀溶解平衡来说， 多数在溶液中进行，可忽略压强的影响(气体在溶液中的溶解 平衡除外)。 (1)浓度：加水冲稀，平衡向溶解的方向移动，但Ksp不 变；
[解析] A项反应向生成更难溶物质的方向转化，CuS 的溶解度小于PbS，错误；B项铜蓝(CuS)中硫化合价可升 高，具有还原性，错误；C项ZnS难溶不能写成离子形式， 错误；根据题意铜的硫化物氧化生成CuSO4，为氧化还原反 应，CuSO4与ZnS或PbS的反应是复分解反应，D项正确。
[答案] D
2．Ksp的应用 溶度积Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，Ksp的 大小和溶质的溶解度不同，它只与难溶电解质的性质和温度 有关，与沉淀的量无关。
利用溶度积Ksp可以判断沉淀的生成、溶解情况以及沉 淀溶解平衡的移动方向。利用Ksp与Q大小判断沉淀溶解平衡 移动的方向。Q>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液 饱和，重新达到平衡；Q＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于 平衡状态；Q<Ksp，溶液未饱和，无沉淀析出。
3CuS＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O＋3S↓。 此法适用于那些具有明显氧化性或还原性的难溶物。
④盐溶解法：加入盐溶液，与沉淀溶解平衡体系中某种
离子生成弱电解质，从而减小离子浓度使沉淀溶解，如
Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NH
＋
4
＝Mg2＋＋2NH3·H2O。
(3)两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能会产生 多种沉淀时判断产生沉淀先后顺序的问题，均可利用溶度积 的计算公式或离子积与溶度积的关系式加以判断。
名师提示 溶解度(S)受温度和溶液中相同离子的影 响，Ksp只受温度的影响，不受离子浓度的影响，如向饱和 石灰水中加入CaCl2后，Ca(OH)2的溶解度减小，Ksp不变。
(4)掌握三种微溶物质：CaSO4、Ca(OH)2、Ag2SO4； (5)同是难溶电解质，溶解度差别也很大； (6)易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平 衡。
【例1】 把Ca(OH)2放入蒸馏水中，一段时间后达到 平衡：Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，下列说法正确 的是( )
A．恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高 B．给溶液加热，溶液的pH升高
C．向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加 D．向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量 减少
[解析] 恒温向Ca(OH)2饱和溶液中加CaO，pH不变， A项错；Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小，故加热后 溶液的碱性变弱，pH变小，B项错；加入Na2CO3，生成溶 解度更小的CaCO3，固体质量增加，C项正确；加入少量 NaOH固体，使平衡向逆方向移动，固体质量变多，D项 错。
与溶度积有关的计算及Ksp的应用 1．与溶度积有关的计算 (1)已知溶度积求溶解度 以AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)为例，已知Ksp，则饱和 溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)＝ Ksp ，结合溶液体积即求出溶解的 AgCl的质量，利用公式10S0g＝mm质 剂即可求出溶解度。
(2)已知溶解度求溶度积 已知溶解度S(因为溶液中溶解的电解质很少，所以溶液 的密度可视为1g·cm－3)，则100g水即0.1 L溶液中溶解的电解 质的质量m为已知，则1 L溶液中所含离子的物质的量(即离 子的物质的量浓度)便求出，利用公式即求出Ksp。
△ 式：MgCO3(s)＋H2O ===== Mg(OH)2(s)＋CO2↑；b.AgNO3 溶液 ―N―aC→l AgCl(白色沉淀) ―N―aB→r AgBr(淡黄色沉淀) ―N―a→I AgI(黄色沉淀)―N―a2→S Ag2S(黑色沉淀)。
③应用 利用此原理可以解释自然界的某些现象及在工业上进行 废水处理、物质的制备等： a．锅炉除水垢： [CaSO4(s)N―a―2C→O3CaCO3(s)―盐―酸→Ca2＋(aq)]
2．沉淀的转化 (1)在ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液沉淀变为黑色： ZnS＋Cu2＋===CuS＋Zn2＋(离子方程式)。 (2)用FeS除废水中的Hg2＋： FeS＋Hg2＋===HgS＋Fe2＋(离子方程式)。
2.分别用等体积的蒸馏水和0.01mol·L－1的HCl洗涤AgCl沉 淀，用水洗涤与用稀盐酸洗涤，AgCl的损失量相同吗？为什 么？
C．Zn2＋＋S2－＋2H2O===Zn(OH)2↓＋H2S↑ D．FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑
解析 因为溶解度Zn(OH)2>ZnS，溶液中离子反应往往 是生成更难溶的物质，则Zn2＋和S2－结合时更容易生成ZnS， Zn2＋＋S2－===ZnS↓，C项错误。
答案 C
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第三部分 必修2＋选修4
第八章 物质在水溶液中的行为
第4讲 沉淀溶解平衡
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一、电解质在水中的溶解度 1．物质溶解度与溶解性的关系
2．物质溶解度规律 绝大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大，如 KNO3；少数物质的溶解度随温度的变化不大，如NaCl；个 别物质的溶解度随温度的升高而减小，如Ca(OH)2。
【例2】 自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤 作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS 或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是( )
A．相同温度下，CuS的溶解度大于PbS的溶解度 B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性 C．CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－ ===CuS↓ D．整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解 反应
答案 D
考点2 沉淀溶解平衡的应用
1.溶度积的应用 通过比较溶度积和溶液中有关离子浓度幂的乘积(浓度商 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。
(1)Qc>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和， 达到新的平衡状态。
(2)Qc＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。 (3)Qc<Ksp，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。
[答案] C
即时训练1 一定温度下，氢氧化镁的悬浊液中存在下 列平衡：Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，保持温度不 变，向其中加入下列物质，可使溶液中氢氧化镁固体质量减 少的是( )
A．Mg(OH)2 B．MgCl2固体 C．NaOH固体 D．NH4Cl固体
解析 加入Mg(OH)2使平衡正向移动，但氢氧化镁固体 质量增加；铵根离子结合氢氧根离子，降低氢氧根离子浓 度，平衡正向移动，氢氧化镁固体质量减少；加入MgCl2固 体和NaOH固体均使平衡向左移动，Mg(OH)2的质量增加。
1.①BaSO4===Ba2＋＋SO
2－ 4
；②BaSO4(s)
SO42－(aq)所表示的含义相同吗？为什么？
Ba2＋(aq)＋
答案 不相同。①表示的是难溶电解质BaSO4的电离方程 式，②表示难溶电解质BaSO4在水中的溶解平衡。
二、沉淀溶解平衡的建立
1．沉淀溶解平衡的建立
固体溶质
溶解 沉淀
v溶解>v沉淀，固体溶解 溶液中的溶质v溶解＝v沉淀，溶解平衡
其反应如下： CaSO4(s)＋Na2CO3(aq) CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)， CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O。 b．利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常 用FeS(s)、MnS(s)、ZnS(s)等难溶物作为沉淀剂除去废水中 的Cu2＋、Hg2＋、Pb2＋等重金属离子： FeS(s)＋Hg2＋(aq)===HgS(s)＋Fe2＋(aq)。
2．沉淀溶解平衡的应用 (1)沉淀的生成 原理：若Qc大于Ksp，难溶电解质的沉淀溶解平衡向左移 动，有沉淀生成。 常用方法： ①调节溶液pH法：使杂质离子转化为氢氧化物沉淀。 ②加沉淀剂法：如除去溶液中的Cu2＋、Hg2＋，可加入 Na2S、H2S等作为沉淀剂。
(2)沉淀的溶解 当溶液中溶度积Qc小于Ksp时，沉淀可以溶解，其常用 的方法有： ①酸碱溶解法：加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离 子反应，降低离子浓度，使平衡向溶解的方向移动，如 CaCO3可溶于盐酸，CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋H2O＋CO2↑。
v溶解<v沉淀，析出晶体
2．溶解平衡的特征
三、沉淀溶解平衡常数——溶度积
1．定义：在一定条件下的难溶电解质饱和溶液中，存
在沉淀溶解平衡，其离子浓度幂的积即为溶度积常数或溶度
积。
2．表达式：对于沉淀溶解平衡AmBn(s) nBm－(aq)，则有Ksp＝[An＋]m[Bm－]n。
mAn＋(aq)＋
3．影响Ksp大小的因素：与其他化学平衡常数一样，Ksp 只与难溶电解质的性质和温度相关，而与沉淀的质量无关， 并且溶液中离子浓度的变化只能使平衡移动，并不改变溶度 积。
即时训练2 (2012·屯溪质检)已知同温度下的溶解度：
Zn(OH)2>ZnS，MgCO3>Mg(OH)2。就溶解或电离出S2－的
能力而言，FeS>H2S>CuS，则下列离子方程式错误的是
()
A．MMg(OH)2↓＋
2CaCO3↓＋2H2O B．Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋
(3)沉淀的转化 ①沉淀转化的实质 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。通常将一种沉 淀转化为更难溶的沉淀时，两种难溶物的溶解能力差别越 大，这种转化的趋势就越大。
②实例探究 a．硬水中的Mg(HCO3)2煮沸时分解为MgCO3，继续煮 沸，MgCO3转化为更难溶的Mg(OH)2。反应的离子方程
②生成络合物使沉淀溶解。如溶解AgCl可加入氨水，离 子方程式：AgCl＋2NH3·H2O＝[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。
③发生氧化还原反应使沉淀溶解。有些金属硫化物如 CuS、HgS等，其溶度积特别小，在其饱和溶液中c(S2－)特别 小，不溶于非氧化性强酸，只能溶于氧化性酸(如硝酸)，S2－ 被氧化以减小其浓度，而达到沉淀溶解的目的。如在CuS沉 淀中加入稀HNO3，发生反应如下：
名师提示 (1)室温时溶解度小于0.01g的电解质称为难 溶电解质，溶解度在0.01g到0.1g之间的电解质为微溶电解 质；生成难溶电解质的反应为完全反应，用“===”；
(2)反应后离子浓度降至1×10－5mol·L－1以下的反应为完 全反应，用“===”；
(3)难溶并非不溶，任何难溶物在水中均存在溶解平衡；
(2)温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温 度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。但Ca(OH)2的溶解为放 热过程，所以升高温度平衡向析出Ca(OH)2的方向进行，Ksp 减小；
(3)同离子效应：向平衡体系中加入难溶产物溶解产生的 离子，平衡逆向移动，Ksp不变；
(4)其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生 成更难溶或更难电离或气体的离子时，平衡向溶解方向移 动，但Ksp不变。
名师提示 (1)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发生；其次希望沉淀生成的反应 进行得越完全越好。如要除去溶液中的Mg2＋，应使用NaOH 等使之转化为溶解度较小的Mg(OH)2。
(2)不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为 残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，沉淀已经 完全。