沉淀溶解平衡学案汇总

第四节 难溶电解质的溶解平衡 [学习目标] 1. 学会用平衡移动原理分析生成沉淀的离子反应进行的方向及反应进行的程度。 2. 了解溶度积和离子积的关系，并由此学会判断反应进行的方向。 3. 了解沉淀反应的应用，知道沉淀转化的本质。 一、Ag ＋和Cl －的反应真能进行到底吗？

1．生成沉淀的离子反应能够发生的原因：生成物的溶解度很小，但不会等于0。

2．溶解平衡的建立（以AgCl 溶解为例）

从固体溶解平衡的角度，AgCl 在溶液中存在下述两个过程：一方面，在水分子

作用下，少量Ag ＋和Cl －脱离AgCl 的表面溶于水中；另一方面，溶液中的Ag ＋

和

Cl －受AgCl 表面正、负离子的吸引，回到AgCl 的表面析出——沉淀。在一定温度

下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了动态平衡，叫做沉淀溶解平衡 。

可表示为（AgCl 为例） AgCl(s) Ag ＋(aq)＋Cl －(aq)。 3. 溶解平衡的特征：

（1）动态平衡v 溶解＝v 沉淀≠0。

（2）达到平衡时，溶液中离子的 浓度保持 不变 。

（3）当改变外界条件时，溶解平衡将 发生移动 ，达到新的平衡。

4．生成难溶电解质的离子反应的限度： 难溶电解质的溶解度小于0.01g （离

子浓度小于1×10－5 mol/L ）时，视沉淀反应完全。

5. 影响难溶电解质溶解平衡的因素：

（1）内因：电解质本身的性质

（2）外因：① 温度：升温， 多数 平衡向溶解方向移动

② 浓度：加水，浓度减小，平衡向溶解 方向移动。

③加入与难溶电解质构成微粒相同的物质，平衡向 生成沉淀 的方向移动。

④加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，平衡向 溶解 的方向移动。 二、溶度积

1. 定义（Ksp ）：在一定温度下，沉淀达溶解平衡后的溶液为 饱和 溶液，其

离子浓度不再发生变化，溶液中各离子浓度幂之积为常数，叫做 浓度积常数 (简称 溶度积 )，用 K sp 表示。

2．表达式：M m A n (s)

m M n ＋(aq)＋n A m －

(aq) K sp ＝ 。 3．意义：

①难溶电解质一定时，溶度积K sp 仅与温度 有关。

②溶度积与溶解度均可表示物质的溶解性 大小 。

③相同类型的物质，溶度积越小，其溶解度越小 。 溶解 沉淀

4．规则：通过比较溶度积(K sp)与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积(Q c) 的相对大小，可以判断在给定条件下沉淀能否生成或溶解：

Q c>K sp，溶液过饱和，有沉淀析出；

Q c＝K sp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；

Q c

【Exercises】

1. 书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式

2．石灰乳中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH－(aq)，加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（）

A. Na2CO3溶液

B. AlCl3溶液

C. NaOH溶液

D. CaCl2溶液3．一定温度下，将足量的AgCl分别加入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是()

①20 mL 0.01 mol·L－1 KCl；②30 mL 0.02 mol·L－1 CaCl2溶液；

③40 mL 0.03 mol·L－1 HCl溶液；④10 mL蒸馏水；

⑤50 mL 0.05 mol·L－1 AgNO3溶液

A．①>②>③>④>⑤B．④>①>③>②>⑤

C．⑤>④>②>①>③D．④>③>⑤>②>①

4. 已知Ag2SO4的K sp为2.0×10－5，将适量Ag2SO4固体溶于

100 mL水中至刚好饱和，该过程中Ag＋和SO2－4浓度随时间

变化关系如图所示[饱和Ag2SO4溶液中c(Ag＋)＝0.034 mol·L

－1]。若t1时刻在上述体系中加入100 mL 0.020 mol·L－1

Na2SO4溶液，下列示意图中，能正确表示t1时刻后Ag＋和

SO2－4浓度随时间变化关系的是() B

5．在100 mL 0.01 mol·L－1 KCl溶液中，加入1 mL 0.01 mol·L－1 AgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl的K sp＝1.8×10－10) ()

A．有AgCl沉淀析出B．无AgCl沉淀C．无法确定D．有沉淀但不是AgCl

6．AgCl和Ag2CrO4的溶度积分别为1.8×10－10和2.0×10－12，若用难溶盐在溶液中的浓度来表示其溶解度，则下面的叙述中正确的是()

A．AgCl和Ag2CrO4的溶解度相等

B．AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度

C．两者类型不同，不能由K sp的大小直接判断溶解能力的大小

D．都是难溶盐，溶解度无意义

7. 已知：25℃时，K sp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，K sp[MgF2]＝7.42×10－11。下列说

法正确的是()

A．25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大

B．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大

C．25℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的K sp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的K sp小

D．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2

三、沉淀反应的应用

1．沉淀生成的应用

在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。沉淀生成的方法——

①调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4。

②加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。反应如下：

Cu2＋＋S2－===CuS↓，Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋，

Hg2＋＋S2－===HgS↓，Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋。

调pH常用:氨水、NaOH、CuO、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等

③氧化还原法

例：已知Fe3+在 pH 3~4之间开始沉淀，在pH 7~8之间沉淀完全，而Fe2+，Cu2+在 8~9之间开始沉淀11~12之间沉淀完全，则CuCl2中混有少量Fe2+如何除去？

常用氧化剂:HNO3、KMnO4、Cl2、O2、H2O2等

2. 沉淀的溶解

（1）沉淀溶解的原理

根据平衡移动原理，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离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。

（2）溶解沉淀的试剂类型