第3章 第3节 沉淀溶解平衡

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1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
(1)当溶液中阴、阳离子浓度相等时，沉淀溶解达到平衡状态。
() (2)外界条件发生变化，沉淀溶解平衡不一定发生移动。 ( )
(3)Ksp 越大的难溶物其溶解能力越强。 (4)难溶物只能转化为溶解度更小的物质。
() ()
(5)加热时，沉淀溶解平衡一定向沉淀溶解的方向移动。 ( )
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微观探析：Ksp 应用易错 3 点 (1)判断溶解度大小：阴、阳离子比值相同的根据 Ksp 大小判断， 阴、阳离子比值不同的根据 Ksp 计算出离子浓度判断。 (2)沉淀快慢：同一溶液可能产生多种沉淀时，不一定 Ksp 小的最 先沉淀，如向含有 Br－、I－的溶液中滴加 AgNO3，不一定 I－先沉淀， 与 Br－、I－的浓度也有关。 (3)难溶碱 pH 的计算：难溶碱根据 Ksp 计算 pH 时，利用 Ksp 先 计算出 OH－，再求 pH。
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[解析] 向 AgCl 悬浊液中加 AgNO3 固体，会增大[Ag＋]，使[Cl －]下降；加 AgCl 固体，[Ag＋]、[Cl－]都不会改变；若加 KBr，因 AgBr 的 Ksp 小于 AgCl 的 Ksp，会使 AgCl 转化为 AgBr，[Ag＋]下降，[Cl－] 增大。
[答案] (1)变小 (2)不变 (3)变小 变大
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3．沉淀的转化
(1)实质：是_沉__淀_溶__解__平__衡__的移动。
(2)特点 ①通常一种沉淀可以转化为另一种更难溶的沉淀。
②两种难溶物的溶__解__能__力__差别越大，越容易转化。
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(3)应用
除去废水中的 Cu2＋、Hg2＋、Pb2＋等，常用_F_e_S_、__M__n_S_____等难
向溶解方向移动
不变
子
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【例 1】 把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡： Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。下列叙述正确的是( )
A．给溶液加热，溶液的 pH 升高 B．恒温下向溶液中加入 CaO，溶液的 pH 升高 C．向溶液中加入 Na2CO3 溶液，Ca(OH)2 固体增多 D．向溶液中加入少量的 NaOH 固体，Ca(OH)2 固体增多
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核心 突破 攻重难
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外界条件对沉淀溶解平衡的影响
影响因素
平衡移动方向
Ksp 变化
温度
升高温度 向吸热方向移动，多数为溶解方向 多数增大 降低温度 向放热方向移动，多数为沉淀方向 多数减小
加水
向溶解方向移动
不变
浓度 加入相同 离子
向生成沉淀方向移动
不变
加入与体系中离
子发生反应的离
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溶度积及其应用 1．利用 Ksp 比较难溶电解质的溶解度的大小：相同温度下，同 种类型的难溶电解质，Ksp 越大，溶解能力越强。
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2．利用 Ksp 判断沉淀的溶解与生成：定义难溶电解质溶液中有 关离子浓度幂的乘积(浓度商)为 Q。通过比较 Ksp 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。
(2)因为 CaSO4 微溶，CaCO3 难溶，向 CaSO4 悬浊液中加入 Na2CO3，CaSO4 转化为 CaCO3，所以 CaSO4 的沉淀溶解平衡向正反 应方向移动。
[答案] (1)加入 Na2SO4 固体 (2)正向
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1．一定温度下，在 100 mL 0.01 mol·L－1 的 KCl 溶液中，加入 1 mL 0.01 mol·L－1 的 AgNO3 溶液，下列说法正确的是(该温度下 AgCl 的 Ksp＝1.8×10－10 mol2·L－2)( )
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D [A 项，加热时 Ca(OH)2 溶解度减小，平衡逆向移动，[OH－] 减小，pH 减小；B 项，CaO＋H2O===Ca(OH)2，由于保持恒温， Ca(OH)2 溶解度不变，[OH－]不变，因此 pH 不变；C 项，CO23－＋ Ca2＋===CaCO3↓，使平衡正向移动，Ca(OH)2 固体减少；D 项，加 入 NaOH 固体时，[OH－]增大，平衡逆向移动，因此 Ca(OH)2 固体 增多。]
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[提示] (1)× 溶液中阴、阳离子浓度相等时，沉淀溶解不一定 达到平衡状态。
(2)√ (3)× 同种类型的难溶电解质 Ksp 越小，溶解度越小。 (4)× 当 Q＞Ksp 时，难溶物可以转化为溶解度更大的物质。 (5)× 升高温度，沉淀溶解平衡向吸热方向移动，但有些沉淀 溶解时放热，如 Ca(OH)2。
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第3章 物质在水溶液中的行为
第3节 沉淀溶解平衡
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目标与素养：1.了解沉淀溶解平衡的建立过程及特点。(变化观 念与平衡思想)2.理解溶度积的概念，能用溶度积规则判断沉淀的产 生和溶解。(证据推理)3.能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生 成和转化进行分析，并能解释一些生活问题。(科学探究)
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③影响因素：Ksp 只与难溶电解质的性__质__和温__度__有关，而与 _沉__淀__的_量__无关。
④意义：Ksp 反映了难溶电解质在水中的溶__解__能力。当化学式表
示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp 数值越大的难溶电解质在
水中的溶解能力越__强__。
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微点拨：(1)溶液中离子浓度的变化只能使平衡发生移动，并不 改变溶度积。
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2．下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的是( )
①热纯碱溶液洗涤油污的能力强 ②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2] 当作食盐食用后，常用 0.5%的 Na2SO4 溶液解毒 ③溶洞的形成 ④ 碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能 ⑤泡沫灭火器灭火
A．②③④
B．①②③
C．③④⑤
D．全部
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【例 2】 常温下，Ksp(CaSO4)＝9×10－6 mol2·L－2，常温下 CaSO4 在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图。下列说法不正确的是 ()
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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A．CaSO4 溶解在水中，[Ca2＋]＝[SO24－]＝3×10－3 mol·L－1 B．在 d 点溶液中加入一定量的 CaCl2 可能会有沉淀析出 C．a 点对应的 Ksp 等于 c 点对应的 Ksp D．b 点将有沉淀生成，平衡后溶液中[SO24－]等于 3×10－3 mol· L－1
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D [CaSO4 溶解在水中形成的是饱和溶液，存在[Ca2＋][SO42－]＝ Ksp，所以[Ca2＋]＝[SO24－]＝ Ksp＝3×10－3 mol·L－1，A 对；d 点与 c 点相比较，SO42－浓度相同，Ca2＋浓度较 c 点小，所以溶液未达到饱 和，加入 CaCl2 后，如果[Ca2＋][SO24－]＞Ksp 就有可能有沉淀析出，B 对；a 点和 c 点在同一条线上，所以 Ksp 相等，C 对；b 点与 c 点相 比较，SO24－浓度相同，Ca2＋浓度偏大，相当于在 CaSO4 的平衡中增 大 Ca2＋浓度，平衡向生成沉淀方向进行，且 Ca2＋浓度大于 SO24－浓 度，D 错。]
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(1)由 a 点到 c 点可以采取的措施为___________________。 (2)向 CaSO4 悬浊液中加入 Na2CO3，CaSO4 的沉淀溶解平衡移 动方向为________(填“正向”“逆向”或“不移动”)。
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[解析] (1)向溶液中加入 Na2SO4 固体。由 a 点到 c 点 Ca2＋浓度 减小，SO24－浓度增大，所以可以向 a 点的溶液中加入 Na2SO4 固体。
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(1)温度升高，难溶电解质的溶解度都增大吗？ (2)在相同温度下，Ca(OH)2 在水中和在 NaOH 溶液中的溶解度 相同吗？
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[答案] (1)不是。大多数难溶电解质的溶解度随温度升高而增 大，但是有些物质，如氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低。
(2)不相同。由于 NaOH 中的 OH－对 Ca(OH)2 的溶解起到抑制作 用，因此 Ca(OH)2 在 NaOH 中的溶解度小于在水中的溶解度。
溶物作沉淀剂。如可用 FeS 等难溶杂质作为沉淀剂除去废水中的重
金属离子 Hg2＋，沉淀转化反应为_Fe_S_(_s)_＋_H__g2_＋_(a_q_)____F_e_2＋_(a_q_)_＋_H_g_S_(_s)。
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微点拨：沉淀转化虽然是利用的沉淀溶解平衡的移动，但是因为 沉淀能够完全转化，所以反应方程式用“===”，不用“ ”。
(2)Ksp 与溶解度(S)都可用来表示物质的溶解能力，但是 Ksp 小的 物质溶解度不一定也小。
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2．沉淀的溶解与生成
(1)原理：通过改变条件使溶解平衡移动，最终使溶液中的离__子__ 转化为_沉_淀__或_沉_淀__转化为溶液中的离子。
(2)判断：在难溶电解质溶液中，
①当 Q_＞_Ksp 时，就会有沉淀生成。 ②当 Q_＝_Ksp 时，处于平衡状态。 ③当 Q＜__Ksp 时，就会使沉淀溶解。
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自主预习 探新知
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1．沉淀溶解平衡与溶度积 (1)溶解平衡状态 ①定义：在一定温度下的水溶液里，沉淀溶解速率和离子生成沉
淀速率相等，固体的量和溶液中各_离__子__浓_度__不再改变时的状态。
②表示方法：如 PbI2 的沉淀溶解平衡可表示为
______________________________________________。
Q 与 Ksp 关系 Q＞Ksp Q＝Ksp Q＜Ksp
溶液性质 过饱和 饱和 不饱和
有无沉淀析出 有沉淀析出 沉淀溶解平衡 无沉淀析出
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3.由 Ksp 计算溶液中某离子的浓度：Ksp 是难溶电解质在水溶液中 达到饱和后各离子浓度的关系，在某难溶电解质的溶液中，若已知 其中一种离子的浓度，就可以根据 Ksp 计算另一种离子的浓度。
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(2)溶度积 ①定义：沉淀溶解平衡的平衡常数叫溶度积常数或溶度积，通
常用符号__K_sp___来表示。
②表达式：当难溶强电解质 AmBn 溶于水形成饱和溶液时，建立 沉淀溶解平衡：AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，其溶度积的表达 式为 Ksp＝[An＋]m[Bm－]n。
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A [①利用的是水解原理，⑤利用两种离子水解的相互促进作
用，②③④体现的均是沉淀溶解平衡原理。]
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3．在含有 Mg(OH)2 沉淀的饱和溶液中加入固体 NH4Cl 后，则
Mg(OH)2 沉淀( )
A．溶解 B．增多 C．不变
D．无法判断
A [Mg(OH)2 沉淀的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡： Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入 NH4Cl 固体后，NH4＋＋ OH－===NH3·H2O，使[OH－]减小，平衡正向移动。]
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③特点：沉淀溶解平衡符合化学平衡的特点。 “动”——动态平衡。
“等”——_离__子__生__成_沉__淀__速__率__和__沉__淀__溶_解__速__率___相等。 “定”——沉淀的量及溶液中离子浓度保__持__不__变__。 “变”——条件改变，平衡发__生__移__动__。
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已知常温下，AgCl 的 Ksp＝1.8×10－10 mol2·L－2，AgBr 的 Ksp ＝5.0×10－13 mol2·L－2。
现向 AgCl 的悬浊液中： (1)加入 AgNO3 固体，则[Cl－]________(填“变大”“变小”或 “不变”，下同)； (2)若改加更多的 AgCl 固体，则[Ag＋]________； (3)若改加更多的 KBr 固体，则[Ag＋]______；[Cl－]_____。
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(3)应用 ①利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 ②用来解释某些生活现象。如溶洞中石笋、钟乳石的形成，所 涉及的化学反应有
___C__a_C_O_3_＋__C_O_2_＋__H_2_O_=_=_=_C__a_(H__C_O__3)_2___________________， ___C_a_(_H_C__O_3_)2_=_=_△=_=_=_C_a_C__O_3_↓__＋_H__2_O_＋__C_O__2↑_______________。