难溶电解质的溶解平衡导学案(答案版)

第四节难溶电解质的溶解平衡

一、沉淀溶解平衡

1.定义：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。

2.表达式： M m A n (s) mM n＋（aq）＋ nA m—（aq）

如： AgCl (s)： AgCl (s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

3.特征：（与化学平衡相比较）

①逆：可逆过程

②等：v（溶解）＝v（沉淀）

③定：达到平衡时，溶液中各离子浓度保持不变

④动：动态平衡，v（溶解）＝v（沉淀）≠ 0

⑤变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。

4.影响因素：（1）内因：电解质本身的性质

（2）外因：遵循平衡移动原理

①浓度：加水，平衡向正方向移动。

②温度：绝大数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，多数平衡向正方向移动。少数平衡

向生成沉淀的方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡。

③同离子效应：向平衡体系中加入相同的离子，使平衡向逆的方向移动。

5．生成难溶电解质的离子反应的限度

不同电解质在水中的溶解度差别很大，例如AgCl和AgNO3；但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0.01 g的电解质称为难溶电解质。对于常量的化学反应来说，0.01 g是很小的，因此一般情况下，相当量的离子互相反应生成难溶电解质，可以认为反应完全了。

化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，沉淀就达完全。

【针对训练】

1．下列有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是()

A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行

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，AgCl沉淀的溶解度不变

答案 C

解析难溶物达到溶解平衡时沉淀的生成和溶解都不停止，但溶解和生成速率相等；没有绝对不溶的物质；温度越高，一般物质的溶解度越大；向AgCl沉淀中加入NaCl固体，使溶解平衡左移，AgCl的溶解度减小。

2．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

B．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

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

答案 B

3．在一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列溶解平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，当向此悬浊液中加入少量生石灰时，若温度不变，下列说法正确的是() A．溶液中Ca2＋数目减少B．c(Ca2＋)增大

C．溶液中c(OH－)减小D．c(OH－)增大

答案 A

二、溶度积

1.定义：一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数，这个常数称为该难溶电解质的溶度积，用符号Ksp表示。

2．表达式

对于下列沉淀溶解平衡：

M m A n(s)m M n＋(aq)＋n A m－(aq) K sp＝[c(M n＋)]m·[c(A m－)]n。

3．意义：K sp表示难溶电解质在溶液中的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，K sp数值越大则难溶电解质在水中的溶解能力越强。

4．规则

通过比较溶度积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

4.影响溶度积的因素：

K sp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关，并且溶液中的离子浓度的变化能使平衡移动，并不改变K sp。

【针对训练】

4．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 mol2·L－2)()

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

答案 A

解析c(Ag＋)＝0.01×1

101mol·L

－1＝9.9×10－5mol·L－1，c(Cl－)＝0.01×100

101mol·L

－1＝

9.9×10－3 mol·L－1，所以Q c＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝9.8×10－7 mol2·L－2>1.8×10－10 mol2·L－2＝K sp，故有AgCl沉淀析出。

5．下列说法正确的是()

A．在一定温度下的AgCl水溶液中，Ag＋和Cl－浓度的乘积是一个常数

B．AgCl的K sp＝1.8×10－10mol2·L－2，在任何含AgCl固体的溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－)且Ag＋与Cl－浓度的乘积等于1.8×10－10 mol2·L－2

C．温度一定时，当溶液中Ag＋和Cl－浓度的乘积等于K sp值时，此溶液为AgCl的饱和溶液

D．向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，K sp值变大

答案 C

解析在AgCl的饱和溶液中，Ag＋和Cl－浓度的乘积是一个常数，故A错；只有在饱和AgCl溶液中c(Ag＋)·c(Cl－)才等于1.8×10－10 mol2·L－2，故B项叙述错误；当Q c＝K sp，则溶

液为饱和溶液，故C项叙述正确；在AgCl水溶液中加入HCl只会使溶解平衡发生移动，不会影响K sp，所以D错。

6．对于难溶盐MX，其饱和溶液中M＋和X－的物质的量浓度之间的关系类似于c(H＋)·c(OH－)＝K W，存在等式c(M＋)·c(X－)＝K sp。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

答案 B

解析AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，由于c(Ag＋)·c(Cl－)＝K sp，溶液中c(Cl－)或c(Ag＋)越大，

越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解度就越小。AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag＋或Cl－的浓度有关，而与溶液的体积无关。①c(Cl－)＝0.01 mol·L－1；②c(Cl－)＝0.04 mol·L－1；③c(Cl －)＝0.03 mol·L－1；④c(Cl－)＝0 mol·L－1；⑤c(Ag＋)＝0.05 mol·L－1。Ag＋或Cl－浓度由小到大的排列顺序：④<①<③<②<⑤，故AgCl的溶解度由大到小的排列顺序：④>①>③>②>⑤。

三、沉淀反应的应用

1．沉淀的生成

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。

(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＋。

2.沉淀的溶解

（1）原理：

根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，只要不断减少溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解。

（2）方法：

①酸溶解法：难溶电解质CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2、可溶于强酸，其反应的离子方程式如下：

CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O FeS+2H+=Fe2++H2S

Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O

②盐溶液溶解法：

Mg(OH)2能溶于NH4Cl溶液，反应的离子方程式为：Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3·H2O

3.沉淀的转化

1．实验探究

(1)Ag＋的沉淀物的转化