高中化学第1部分专题3第四单元难溶电解质的沉淀溶解平衡讲义含解析苏教版选修4

难溶电解质的沉淀溶解平衡

、

1．什么是溶解度？

提示：溶解度是指一定温度下，某固体物质在100 g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。

2．物质的溶解性与溶解度之间有何关系？

提示：

3．锅垢的主要成分是什么？

提示：锅垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2。

[新知探究]

探究1 难溶电解质在水中的溶解性

(1)实验探究：

(2)沉淀溶解平衡的建立：

以AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)为例：

探究2 沉淀溶解平衡和溶度积

(1)沉淀溶解平衡：

在一定的温度下，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。

(2)沉淀溶解平衡特征：

(3)溶度积：

[必记结论]

1．沉淀溶解平衡的影响因素

2．利用K sp判断沉淀的溶解与生成

若难溶电解质溶液中有关离子浓度幂的乘积为Q。通过比较K sp和Q的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下能否溶解。

(1)Q＞K sp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。

(2)Q＝K sp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。

(3)Q＜K sp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直到溶液饱和。

[成功体验]

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)难溶物质在水中绝对不溶。( )

(2)物质溶于水达到饱和时，溶解过程就停止了。( )

(3)某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0。( )

(4)溶度积K sp只与难溶电解质的性质和温度有关。( )

解析：绝对不溶的物质是不存在的；溶解平衡是动态平衡；通常认为离子浓度小于10－5mol·L－1时，认为沉淀完全；难溶物质一定时，K

sp只与温度有关。

答案：(1)×(2)×(3)×(4)√

2．(好题共享·选自鲁科版教材P97·T1)将足量AgCl分别放入：①5 mL水，

②10 mL 0.2 mol·L－1MgCl2溶液，③20 mL 0.5 mol·L－1NaCl溶液，④40 mL 0.1 mol·L－1盐酸中溶解至溶液饱和，各溶液中Ag＋的浓度分别为a、b、c、d，它们由大到小的排列顺序是________________________________________________________________________。

解析：由溶度积K sp＝(Ag＋)·(Cl－)知，溶液中(Ag＋)与(Cl－)的乘积为一常数，溶液中(Cl－)越大，(Ag＋)越小。①中无同离子效应；②中(Cl－)＝0.4 mol·L－1；③中(Cl－)＝0.5 mol·L－1；④中(Cl－)＝0.1 mol·L－1。所以(Ag＋)的顺序为：a>d>b>c。

答案：a>d>b>c

[新知探究]

探究1 沉淀生成在生产、生活中的应用

探究2 沉淀之间的转化 (1)实验探究： AgCl ＋I

－

2AgI ＋S

2－

2

S↓

(2)沉淀转化的实质：

沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般说来，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。

(3)沉淀转化的应用：

①原理：难溶强酸盐→难溶弱酸盐――→酸溶 使阳离子进入溶液。 ②案例：

a ．重晶石(BaSO 4) BaCO 3――→盐酸反应ⅡBaCl 2 离子反应式如下： Ⅰ.BaSO 4＋CO 2－

3

3

＋SO 2－

4；

Ⅱ.BaCO 3＋2H ＋

===Ba 2＋

＋H 2O ＋CO 2↑。

b ．锅炉除水垢(CaSO 4)――→Na 2CO 3溶液反应ⅠCaCO 3――→盐酸反应ⅡCa 2＋ 其反应的离子方程式如下： Ⅰ.CaSO 4＋CO 2－

3

3

＋SO 2－

4；

Ⅱ.CaCO 3＋2H ＋

===Ca 2＋

＋CO 2↑＋H 2O 。 探究3 溶洞中石笋的形成原理 CaCO 3

2＋

(aq)＋ CO 2－

3

――→CO 2＋H 2O

2HCO －

3 总反应的离子方程式： CaCO 3＋CO 2＋H 2O

2＋

＋2HCO －

3。

[必记结论]

沉淀溶解平衡的应用

沉淀溶解平衡是一种动态平衡，当条件发生改变时，平衡也会相应的发生移动，在生产生活中根据平衡移动原理，选择适当的条件，使平衡向着需要的方向移动。

A m

B n m A n＋(aq)＋n B m－(aq)

[成功体验]

3．向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴加一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变为黑色。根据上述变化过程，分析三种沉淀物的溶解度关系是( )

A．AgCl＝AgI＝Ag2S B．AgCl

C．AgCl>AgI>Ag2S D．AgI>AgCl>Ag2S

解析：选C 化学反应向着生成溶解度更小的物质的方向进行。

4．(好题共享·选自人教版教材P67·T5)试利用平衡移动原理解释下列事实：

(1)FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中；

(2)CaCO3难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中；

(3)分别用等体积的蒸馏水和0.010 mol/L硫酸洗涤BaSO4沉淀，用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量。

答案：(1)在FeS的饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡2＋(aq)＋S2－(aq)，当加入稀盐酸时，2H＋＋S2－===H2S↑，使c(S2－)减小，从而平衡右移，使FeS最终溶解。

(2)CaCO3的溶解度小于CaSO4，在CaCO3的饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡：CaCO 32＋(aq)＋CO2－3(aq)，当加入稀硫酸时，生成的CaSO4微溶，又沉积在CaCO3表面，阻碍反应的进行，从而使CaCO3难溶于稀硫酸；当加入CH3COOH时，2CH3COOH＋CO2－3===H2O ＋CO2↑＋2CH3COO－，使CO2－3浓度减小，且(CH3COO)2Ca溶于水，从而使CaCO3的沉淀溶解平衡右移，使CaCO3慢慢溶于醋酸中。

(3)在BaSO 4饱和溶液中存在如下沉淀溶解平衡：BaSO42＋(aq)＋SO2－4(aq)，用水冲洗沉淀时，使c(Ba2＋)和c(SO2－4)减小，平衡右移，从而促进BaSO4溶解，而用0.010 mol·L －1硫酸洗涤时，增大了溶液中c(SO2－

4)，可以抑制BaSO4溶解，故BaSO4损失的量少。

——————————————[关键语句小结]————————————————1．在一定的温度下，难溶电解质的溶解速率和沉淀速率相等时，形成饱和溶液，达到平衡状态，称为沉淀溶解平衡，其特征是一种动态平衡。

2．难溶电解质的沉淀溶解平衡常数称为溶度积常数，简称溶度积，对于M m A n m M n＋＋n A m－，K sp＝c m(M n＋)·c n(A m－)。K sp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，相同类型的难溶电解质，K sp越小，其在水中溶解能力越小。K sp只受温度影响。