第四节沉淀溶解平衡
第1课时难溶电解质的沉淀溶解平衡
学业要求核心素养建构
1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡。
2.能用化学用语正确表示难溶电解质的溶解平衡。
『知识梳理』
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.固体物质的溶解度(S)与溶解性的关系
溶解性难溶微溶可溶易溶
S的范围S＜0.01 g
0.01 g＜S
＜1 g
1 g＜S
＜10 g
S＞10 g
2.沉淀溶解平衡状态
在一定温度下，固体溶质在水中形成饱和溶液时，溶液中溶质质量保持不变的状态，该状态下，固体溶质溶解的速率和溶液中溶质沉淀的速率达到相等，但溶解和沉淀仍在进行。
3.难溶电解质的沉淀溶解平衡
(1)概念
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，叫做难溶电解质的沉淀溶解平衡。如AgCl溶于水的沉淀溶解平衡表示为AgCl(s)
溶解
沉淀Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。
(2)特征
[微自测]
1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)反应方程式AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)和AgCl===Ag＋＋Cl－所表示的意义相同()
(2)降低温度，饱和溶液中一定会有晶体析出()
(3)只有当溶液中的离子浓度是0时，才能说明沉淀完全()
答案(1)×(2)×(3)×
二、溶度积常数
1.在一定温度下，沉淀达到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，叫做溶度积常数(简称溶度积)，用K sp 表示。
2.写出下列沉淀溶解平衡的溶度积常数的表达式
(1)AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
K sp＝c(Ag＋)·c(Cl－)。
(2)Fe(OH)3(s)Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)
K sp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)。
(3)A m B n(s)m A n＋(aq)＋n B m－(aq)
K sp＝[c(A n＋)]m·[c(B m－)]n。
3.影响因素
K sp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子浓度无关。
溶解平衡图像 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
沉淀溶解平衡曲线 沉淀溶解平衡图像题的解题策略 1．沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和溶液，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。 2．从图像中找到数据，根据K sp公式计算得出K sp的值。 3．比较溶液的Q c与K sp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。 4．涉及Q c的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。 1．在t℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t℃时AgCl的K sp＝4×10－10，下列说法不正确的是( ) A．在t℃时，AgBr的K sp为×10－13 B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点变到b点 C．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液 D．在t℃时，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K≈816 答案 B 解析根据图中c点的c(Ag＋)和c(Br－)可得该温度下AgBr的K sp为×10－13，A正确；在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，c(Br－)增大，溶解平衡逆向移动，c(Ag＋)减小，故B错；在a点时Q c＜K sp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确；选项D中K＝c(Cl－)/c(Br－)＝K sp(AgCl)/K sp(AgBr)，代入数据得K≈816，D正确。 2．已知25℃时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入·L－1Na 2SO4溶液，下列叙述正确的是( ) A．溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中c(SO2－4)比原来的大 B．溶液中无沉淀析出，溶液中c(Ca2＋)、c(SO2－4)都变小 C．溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中c(Ca2＋)、c(SO2－4)都变小 D．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(SO2－4)比原来的大 答案 D 解析由图像可知K sp(CaSO4)＝×10－6，当加入·L－1Na2SO4溶液时，此时c(Ca2＋)＝错误!＝6×10－4mol·L－1，c(SO2－4)＝错误! ＝×10－3mol·L－1，Q c＝×10－6 难溶电解质的溶解平衡教学设计 一、设计思路 通过以氯化钠、氯化银溶液溶解平衡的建立，氯化银沉淀转化为碘化银沉淀，碘化银再转化为硫化银沉淀，以及除水垢的实验探究教学，让学生掌握溶解平衡建立的条件，沉淀转化和沉淀溶解的规律。在教学过程中，促进学生独立思考，自主学习，合作交流，实验探究，应用化学原理解决实际问题，从而帮助学生形成终生学习的能力。 教学思路（见下表一） 知识主线教学目标达成主线 表一 二、教学目标 知识与技能：让学生掌握难溶电解质的溶解平衡及溶解平衡的应用，并运用平衡移动原理分析、解决沉淀的溶解和沉淀的转化问题。培养了学生的 知识迁移能力、动手实验的能力、实验探究的能力和逻辑推理能力。 过程与方法：引导学生设计实验、动手实验、分析实验、自主学习、独立思考，根据实验现象，学会分析、解决问题。 情感态度与价值观：在活动中增强团结、协作的合作意识，培养学生学习化学的兴趣，以及对立统一的辨证唯物主义观点。 三、教学重点：难溶电解质的溶解平衡，沉淀的转化 四、教学难点：沉淀的转化和溶解 五、教学方法：实验法、自主学习、合作探究、多媒体动画展示 六、教学过程 [引入] 多媒体动画展示NaCl溶解平衡，并用初中学习的溶解度知识和高中学习的化学平衡理论。来分析NaCl溶解于水的几种情况，引入新课。 [学生] 回忆、思考、观察 [设问] 在NaCl饱和溶液中，再加入固体溶质，固体有没有溶解过程？ 当v（结晶）=v（溶解）时，体系处于什么状态？ [学生] 思考、回答 [板书] 一、溶解平衡 NaCl(s) Na+(aq)+Cl-(aq) [讲解] 溶解平衡具有等、动、定、变的平衡特征。任何平衡都是相对的、暂时的和有条件的。当改变影响平衡的一个条件，平衡就会发生移动。 [学生] 回忆化学平衡理论，并与溶解平衡建立联系 [设问] NaCl能不能和盐酸反应？ [学生] 思考回答 [演示实验] 向饱和NaCl溶液中加浓盐酸 [学生] 观察实验现象，并运用平衡移动原理，讨论产生现象的原因 [过渡] 可溶电解质既然存在溶解平衡，那么难溶电解质是否也存在溶解平衡？[板书] 第四节难溶电解质的溶解平衡 [思考与交流] 指导学生阅读P61-62，思考： 1．难溶电解质的定义是什么？难溶物的溶解度是否为0？ 与NaCl反应生成难溶AgCl时，溶液中是否含有Ag+和Cl-？ 2．当AgNO 3 3．难溶电解质（如AgCl）是否存在溶解平衡？ 专题难溶电解质的溶解平衡 一、物质的溶解性 1．下列属于微溶物质的是( ) A．AgCl B．BaCl2C．CaSO4D．Ag2S 2．下列物质的溶解度随温度升高而减小的是( ) ①KNO3②Ca(OH)2③BaSO4④CO2 A．①②B．②④C．①③D．①④ 3．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，如果再加入难溶的该沉淀物，将促进溶解 二、沉淀反应的应用 4．除去NaCl中的FeCl3需加入的试剂是( ) A．NaOH B．石灰水C．铜片D．氨水 5．已知K sp(AgCl)＝1.8×10－10，K sp(AgI)＝1.0×10－16。下列说法错误的是( ) A．AgCl不溶于水，不能转化为AgI B．在含有浓度均为0.001 mol·L－1的Cl－、I－的溶液中缓慢加入AgNO3稀溶液，首先析出AgI沉淀C．AgI比AgCl更难溶于水，所以，AgCl可以转化为AgI D．常温下，AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI，则NaI的浓度必须不低于1 1.8 ×10－11 mol·L－1 三、溶度积及其计算 6．下列有关溶度积常数K sp的说法正确的是( ) A．常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的K sp减小 B．溶度积常数K sp只受温度影响，温度升高K sp减小 C．溶度积常数K sp只受温度影响，温度升高K sp增大 D．常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的K sp不变 7．在CaCO3饱和溶液中，加入Na2CO3固体，达到平衡时( ) A．c(Ca2＋)＝c(CO2－3) B．c(Ca2＋)＝c(CO2－3)＝K sp(CaCO3) C．c(Ca2＋)≠c(CO2－3)，c(Ca2＋)·c(CO2－3)＝K sp(CaCO3) D．c(Ca2＋)≠c(CO2－3)，c(Ca2＋)·c(CO2－3)≠K sp(CaCO3) 8. 某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度 的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是( ) A．K sp[Fe(OH)3] 3-4难溶电解质的溶解平衡 一、选择题 1．下列关于沉淀溶解的说法正确的是( ) A．只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程 B．沉淀溶解平衡过程是可逆的 C．在平衡状态时，v(溶解)＝v(结晶)＝0 D．达到沉淀溶解平衡的溶液一定是饱和溶液 答案：BD 点拨：无论难溶电解质还是易溶电解质，都存在沉淀溶解平衡状态，例如，NaCl过饱和溶液中就存在沉淀溶解平衡状态，故A错；电解质的沉淀溶解平衡状态是可逆的，故B 对；沉淀溶解平衡状态v(溶解)＝v(结晶)≠0，故C错；沉淀溶解平衡状态，电解质也达到饱和了，故D项正确。 2．如下对“难溶”的理解正确的是( ) A．在水中难溶的物质，在其他溶剂中也是难溶的 B．难溶就是绝对不溶 C．难溶就是溶解度相对较小，没有绝对不溶于水的电解质 D．如果向某溶液中加入足量另一种试剂时，生成了难溶性的电解质，则说明原溶液中的相应离子已沉淀完全 答案：C 点拨：难溶是指溶解度小于0.01 g。 3．向AgCl饱和溶液中加水，下列叙述正确的是( ) A．AgCl的溶解度增大 B．AgCl的溶解度、K sp均不变 C．AgCl的K sp增大 D．AgCl的溶解度、K sp均增大 答案：B 点拨：物质的溶解度和溶度积都是温度的函数，与溶液的浓度无关。所以向AgCl饱和溶液中加水，AgCl的溶解度和K sp都不变，故B项对。 4．在2mL物质的量浓度相等的NaCl和NaI溶液中滴入几滴AgNO3溶液，发生的反应为( ) A．只有AgCl沉淀生成 B．只有AgI沉淀生成 C．生成等物质的量的AgCl和AgI沉淀 D：两种沉淀都有，但以AgI为主 答案：B 点拨：在同浓度的NaCl和NaI溶液中c(Cl－)＝c(I－)，但滴入几滴AgNO3溶液后，由于K sp(AgI) 高考化学二轮复习12题题型各个击破 ——有机物的制备综合实验（大题专练） 一、填空题（本大题共2小题，共20分） 1.乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)是一种不溶于水的液体，熔点：?45°C，沸点： 180.8℃，它是有机合成中常用的原料．在实验室，它可以由乙酸乙酯在乙醇钠的催化作用下缩合而制得，反应式为： 2CH3COOC2H5CH3COCH2COOC2H5+C2H5OH 反应中催化剂乙醇钠是由金属钠和残留在乙酸乙酯中的微量乙醇作用生成的，而一旦反应开始，生成的乙醇又会继续和钠反应生成乙酸钠．乙酰乙酸乙酯制备的流程如下： 金属钠，有机液体钠熔化小米状钠珠橘红色溶液含乙酰乙酸乙酯的混合物乙酰乙酸乙酯粗产品 阅读下面关于乙酰乙酸乙酯制备的实验过程，并回答有关问题． (1)将适量干净的金属钠放入烧瓶中，为了得到小米状的钠珠，需将钠熔化，为了 防止钠的氧化，熔化时需在钠上覆盖一层有机液体，下表是钠和一些常用有机液体的物理性质： 钠苯甲苯对二甲苯四氯化碳 密度(g/cm3)0.970.880.870.86 1.60 熔点(℃)97.8 5.5?9513.3?22.8 沸点(℃)881.480111138.476.8 最好选用______ 来熔化钠．是否能用四氯化碳？______ (填“是”或“否”) 理由是______ ． (2)将烧瓶中的有机液体小心倾出，迅速加入适量乙酸乙酯，装上带有一根长玻璃 导管的单孔胶塞，并在导管上端接一个干燥管．缓缓加热，保持瓶中混合液微沸状态．在实验中，使用烧瓶必须干燥，原料乙酸乙酯必须无水，原因是______ ，烧瓶配上长导管的作用是______ ，导管上端接一干燥管的目的是______ ． (3)步骤⑥为向混合溶液中加入饱和食盐水，其目的是______ ，写出步骤⑦实验 操作的主要仪器______ (填最主要一种)． 粗产品(含乙酸乙酯和少量水及乙酸等)经过几步操作，最后成为纯品． 选修4第三章第4节《难溶电解质的溶解》平衡说课稿 各位专家、评委、老师： 大家好！我是来自黑龙江省哈尔滨市第九中学的申海英，今天我说课的题目是选修4第三章第4节《难溶电解质的溶解平衡》。本节计划用两课时完成，我今天所说的是第一课时的教学设计，包括《难溶电解质的溶解平衡》的建立，特征和平衡的移动。 我将从以下六个方面对本节课进行说明：设计思想、教材分析、学情分析、三维目标、教学流程、教学反思 一、设计思想: 新课程倡导通过实现学习方式的多样化，引导学生“主动参与、乐于探究、勤于思考”，新教材的设计也更加注重学生学习和发展的需要，更着重于化学与生活、生产实际的联系。因此教学上一方面要注重开启学生的思维，注重知识的主动建构，另一方面也要注重实验探究，发现化学反应的本质，广泛挖掘所学知识的应用价值，增加有意义学习的内容。基于以上的理解，我采取以下教学策略： 1．使用知识迁移的方法。基于化学平衡，电离平衡，盐类的水解平衡的学习基础，站在动态平衡的高度理解沉淀溶解平衡的建立和移动，注重知识的主动建构，举一反三，触类旁通。 2．以实验为载体进行探究性学习，激发学生的学习兴趣和探索精神。培养学生的化学学习素养 3．理论联系实际。加强与生活生产的联系，赋予知识以实用价值。 4.应用“四脑合一”的教学法，让学生会学，学会，体验成功。 《新课程背景下应用脑科学研究的成果开发学生的学习潜能》是我承担的科研课题，取得了一定成果。其中重视大脑的生理性、认知性、情感性、社会性特点，应用“四脑合一”的教学策略改变了学习方式，营造了课堂的和谐氛围，取得了教和学的良好效果。“四脑合一”简而言之即在同一堂课的不同时段采取不同的教学方式会比单一的方式效果好；采用符合大脑的认知规律的教学方法和学习方法效果好；让学生在适度兴奋的情绪中学习效果好；让学生有合作、交流、展示才华、体验成功的机会效果好。 二、教材分析 教材的地位和作用：第三章《水溶液中的离子平衡》是应用前一章所学的平衡理论，进一步探讨水溶液中离子的行为，可以使学生更加全面地理解、应用动态平衡理论。而第四节难溶电解质的溶解平衡是新增加的内容。在学生学习了弱电解质的电离平衡、水的电离和溶液的酸碱性、盐类的水解平衡之后，教科书接着介绍“难溶电解质的溶解平衡”，可以帮助学生更全面地了解水溶液中离子平衡相关的理论，使他们更加透彻地理解在溶液中发生离子反应的原理。 三、学情分析： 认知基础：本节课的对象是高二理科学生，学生在初中阶段已经学习过溶解度的含义并 难溶电解质的溶解平衡 一．固体物质的溶解度 1.溶解度：在一定温度下，某固体物质在100g 溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。符号：S ，单位：g ，公式：S=（m 溶质/m 溶剂 ）×100g 2.不同物质在水中溶解度差别很大，从溶解度角度，可将物质进行如下分类： 3.解度随温度的升高而减小。 二?沉淀溶解平衡 1.溶解平衡的建立 讲固态物质溶于水中时，一方面，在水分子的作用下，分子或离子脱离固体表面进入水中，这一过程叫溶解过程；另一方面，溶液中的分子或离子又在未溶解的固体表面聚集成晶体，这一过程叫结晶过程。当这两个相反过程速率相等时，物质的溶解达到最大限度，形成饱和溶液，达到溶解平衡状态。 溶质溶解的过程是一个可逆过程： ? ?? ??→<→=→>????→→晶体析出 溶解平衡固体溶解 结晶溶液中的溶质溶解固体溶质结晶溶解结晶溶解结晶溶解v v v v v v 2.沉淀溶解平衡 绝对不溶解的物质是不存在的，任何难溶物质的溶解度都不为零。以AgCl 为例：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，便得到饱和溶液，即建立下列动态平衡： AgCl(s) Ag ＋(aq)＋Cl － (aq) 3.溶解平衡的特征 1）动：动态平衡 2）等：溶解和沉淀速率相等 3）定：达到平衡，溶液中离子浓度保持不变 4）变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。 三．沉淀溶解平衡常数——溶度积 1）定义：在一定温度下，难溶性物质的饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡，其平衡常数叫溶度积常数。 2）表达式：即：AmBn(s) mA n+(aq)＋nB m － (aq) Ksp =[A n+]m ·[B m － ]n 例如：常温下沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag +(aq)＋Cl － (aq)， Ksp(AgCl)=[Ag +][Cl － ] ＝1.8×10 －10 常温下沉淀溶解平衡：Ag 2CrO 4(s) 2Ag +(aq)＋CrO 42-(aq)， Ksp(Ag 2CrO 4)=[Ag +]2 [CrO2- 4] ＝1.1×10 －12 3）意义：反应了物质在水中的溶解能力。对于阴阳离子个数比相同的电解质，Ksp 数值越大，电解质在 溶解 沉淀 第2课时沉淀反应的应用 1.了解沉淀反应的应用。 2.知道沉淀转化的本质。 沉淀的生成和溶解 1．沉淀的生成 (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。 (2)沉淀的方法 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＋。 ③同离子效应法：增大溶解平衡中离子浓度，使平衡向沉淀生成的方向移动。 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 ①主要类型：用强酸溶解。例如：溶解CaCO3、FeS、Cu(OH)2等难溶电解质。 ②用某些盐溶液溶解。例如：Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液，化学方程式为Mg(OH)2＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3·H2O。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)沉淀溶液中的Ba2＋，加入的Na2SO4溶液浓度越大沉淀效果越好。( ) (2)可以使要除去的离子全部通过沉淀除去。( ) (3)除去MgCl2溶液中的Fe2＋，先加入双氧水，再加入MgO即可。( ) (4)为减少洗涤过程中固体的损耗，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀。( ) (5)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好。( ) 答案：(1)√(2)×(3)√(4)√(5)× 2．(2017·九江高二月考)要使工业废水中的Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下： 由上述数据可知，选用的沉淀剂最好是( ) A．硫化物 B．硫酸盐 第四节难溶电解质的溶解平衡 一、溶解平衡 1、难溶电解质的定义是什么？难溶物的溶解度是否为0？在20℃时电解质的溶解性 2、当 3 AgCl的饱和溶液？ 3、难溶电解质（如AgCl）是否存在溶解平衡？仔细阅读、思考理解，并写出AgCl的 溶解平衡表达式。 4、特征：动、等、定、变 5、影响溶解平衡的因素： （1）内因：电解质本身的性质 ①、绝对不溶的电解质是没有的。 ②、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。 ③、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。 （2）外因： ①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。 ②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。 二、沉淀反应的应用 （1）沉淀的生成 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， 常利用生成沉淀达到分离或某些离子的目的。 ②废水处理化学沉淀法工艺流程示意图 ③沉淀的方法 a调节PH法： b加沉淀剂法： 写出使用Na 2S、H 2 S作沉淀剂使Cu2+、Hg2+形成沉淀的离子方程式. （2）沉淀的溶解 ①沉淀溶解的原理： 例如CaCO 3 的溶解 ②沉淀溶解的实验探究（实验3-3）[讨论] a、为什么加入1ml盐酸沉淀溶解了？写出反应的化学方程式。 b、为什么加入过量的氯化铵溶液，沉淀也可以溶解？写出反应的化学方程式。（3）沉淀的转化 ①沉淀转化的实验探究（实验3-4） ③沉淀转化的应用 三、溶度积（K sp ） （1）概念： （2）表达式：对于沉淀溶解平衡M m A n Mm n+(aq)+Na m-(aq)，K sp = (3) 溶度积常数的意义： ○1对于相同类型的电解质，K sp越大，其在水中的溶解能力越大。 ○2K sp 和S均可衡量物质在水中的溶解能力，只有相同类型的物质，才有K sp 越大S 越大的结论。 ○3同一物质的K sp与温度有关，与溶液中的溶质离子浓度无关。 （4）溶度积规则：比较K sp 与溶液中有关离子浓度幂的乘积（离子积Q c ）判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。 Q c ＞K sp 时 Q c ＝K sp 时 Q c ＜K sp 时 人教部编版高中化学沉淀溶解平衡曲线知识考点梳理 溶度积（Ksp） 1. 概念：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：对于沉淀溶解平衡：MmAn（s）? mMn+(aq)+nAm-(aq)， 溶度积常数：Ksp = c（Mn+）mc（Am-）n 3. 溶度积规则：比较Ksp与溶液中有关离子浓度幂的 乘积（离子积Qc）判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否 生成或溶解。 Qc＞Ksp时，生成沉淀； Qc＝Ksp时，达到溶解平衡； Qc＜Ksp时，沉淀溶解。 4. 影响溶度积的因素： Ksp 只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关，并且溶液中的离子浓度的变化能使平衡移动，并不改 变Ksp 。 5. 溶度积的物理意义： Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式所 表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大则难 溶电解质在水中的溶解能力越强。但对化学式所表示的组成 中阴、阳离子个数比不相同的电解质，则不能直接由它们的 溶度积来比较溶解能力的大小，必须通过具体计算确定。 6. 难溶电解质的溶度积以及溶解能力的比较 【拓展提升】 一. 沉淀的生成 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，常利用沉淀溶解来达到分离或除去某些离子的目 的。 2．沉淀的方法 (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↓＋3NH4+。 (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+ 难溶电解质的溶解平衡 1沉淀溶解平衡 1、沉淀溶解平衡的概念 在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。 2、溶解平衡的建立 固体溶质溶解 沉淀溶液中的溶质 ①v溶解>v沉淀，固体溶解 ②v溶解＝v沉淀，溶解平衡 ③v溶解 释 加入少 量 AgNO3 逆向增大减小不变通入HCl逆向减小增大不变 通入H2S正向减小增大不变 (5)电解质在水中的溶解度 20℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系： 2难溶电解质的溶解平衡与弱电解质的电离平衡的比较 1．从物质类别方面看，难溶电解质可以是强电解质也可以是弱电解质[如BaSO4是强电解质，而Al(OH)3是弱电解质]，而难电离物质只能是弱电解质。 2．从变化的过程来看 溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成的沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化从而达到平衡状态。 3．表示方法不同：以Al(OH)3为例，Al(OH)3(s)Al3＋(aq)＋3OH －(aq)表示溶解平衡， Al(OH)33＋＋3OH－表示电离平衡。 需要注意的是：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)表示BaSO4的溶解平衡，而BaSO4溶于水的部分完全电离，因此电离方程式为：BaSO4===Ba2＋＋SO2－4。 4．难溶电解质的溶解平衡与弱电解质的电离平衡都属于化学平衡，符合勒夏特列原理，外界条件改变时，平衡将会发生移动。 某温度时，Ag2SO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。该温度下，下列说法正确的是A．含有大量SO42－的溶液中肯定不存在Ag+ B．0.02mol/L的AgNO3溶液与0.2mol/L的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀 C．Ag2SO4的溶度积常数（Ksp）为1×10－3 D．a点表示Ag2SO4的不饱和溶液，蒸发可以使溶液由a点变到b 点 某温度时，Ag2SO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。该温度下，下列说法正确的是 A．含有大量SO42－的溶液中肯定不存在Ag+ 【Ag＋是一定存在的，只是量的多少而已，排除A】B．0.02mol/L的AgNO3溶液与0.2mol/L的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀【假设不沉淀，则c（Ag＋）×c（Ag＋）×c（SO4^(2-)） ＝0.01×0.01×0.1＝0.00001】 根据图像可判定Ksp＝【图像不清晰，可依据图像求出】 【如果横纵坐标的数量级均为10－2次方，则Ksp＝0.00002】 【然后依据Ksp与上面求出的浓度积比较，不出现沉淀】 C．Ag2SO4的溶度积常数（Ksp）为1×10－3 【Ksp＝c（Ag＋）×c（Ag＋）×c（SO4^(2-)）＝0.00002，排除C】 D．a点表示Ag2SO4的不饱和溶液，蒸发可以使溶液由a点变到b点 【蒸发的过程中，Ag＋和硫酸根离子浓度均将增大，因而不会水平变化，排除D】【考点】沉淀溶解平衡,沉淀溶解平衡常数的概念,浓度的定义,图像信息的提取 【分析】A选项考查学生对沉淀的理解是否准确;B选项可以直接利用图像得出结论;D选项要求学生理解浓度的概念和影响因素,并隐含考查了用图像表达实验结果的能力,可以拓展问学生如果出a点蒸发溶液成分变化趋势在图中如何反映出来.本题得分率很不理想,可见学生对于沉淀溶解平衡的方程式以及溶度积常数的表达式很不熟悉,这个要求是必须要达到的,是化学平衡常数的直接迁移应用. C [相应知识点归纳] ⑴．在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度只能在曲线上变化， 不会出现在曲线外的点 ⑵．溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况：ⅰ、原溶液不饱和时，离子浓度要增 大都增大；ⅱ、原溶液饱和时，离子浓度都不变。 ⑶．溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点， 溶度积常数相同。 某温度时，Ag2SO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。该温度下，下列说法正确的是A．含有大量SO42－的溶液中肯定不存在Ag+ 【Ag＋是一定存在的，只是量的多少而已，排除A】B．0.02mol/L的AgNO3溶液与0.2mol/L的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀【假设不沉淀，则c（Ag＋）×c（Ag＋）×c（SO4^(2-)） ＝0.01×0.01×0.1＝0.00001】 根据图像可判定Ksp＝【图像不清晰，可依据图像求出】 【如果横纵坐标的数量级均为10－2次方，则Ksp＝0.00002】 【然后依据Ksp与上面求出的浓度积比较，不出现沉淀】 C．Ag2SO4的溶度积常数（Ksp）为1×10－3 【Ksp＝c（Ag＋）×c（Ag＋）×c（SO4^(2-)）＝0.00002，排除C】 D．a点表示Ag2SO4的不饱和溶液，蒸发可以使溶液由a点变到b点【蒸发的过程中，Ag＋和硫酸根离子浓度均将增大，因而不会水平变化，排除D】 沉淀溶解平衡巩固练习 一、选择题 1.在100 mL 0.01 mol L? KCI溶液中，加入1 mL 0.01 mol 的AgNO 3溶液，下列说法正确的是(已知AgCI 的K sp= 1.8 10 mol2 L「2)( ) A .有AgCI沉淀析出B.无AgCI沉淀析出 C.无法确定 D.有沉淀但不是AgCI 2 .已知CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na z S溶液的反应情况如下： (1)CuSO4+ Na2CO3 主要：Cu2+ + CO「+ H2O===Cu(OH) 2 J+ CO2T 次要：Cu2+ + CO2—===CuCO3 J (2)CuSO4+ Na2S 主要：Cu2+ + S2「===CuS j 次要：Cu2+ + S2「+ 2H2O===Cu(OH) 2 J+ H2S T 下列几种物质的溶解度大小的比较中，正确的是( ) A . CuS 《难溶电解质的溶解平衡》 [学习目标] 1.了解难溶电解质的溶解平衡。2.了解溶度积的意义。3.知道沉淀生成、沉淀溶解、沉淀转化的本质是沉淀溶解平衡的移动。 [重点·难点] 重点：溶度积的意义，沉淀生成、溶解及转化的本质。难点：溶度积的应用。 一、对“Ag+与Cl—的反应不能进行到底”的理解 1、不同电解质在中的溶解度差别很大，有的很大，有的很小。在20℃时电解质的溶解性与溶解度的关系如下： 物质在水中“溶”与“不溶”是相对的，“不溶”是指“难溶”，绝对不溶的物质是没有的。 2、生成沉淀的离子反应之所以能发生，是因为。 3、溶解平衡的建立 固态物质溶于水中时，一方面，在水分子的作用下，分子或离子脱离固体表面进入水中，这一过程叫溶解过程；另一方面，溶液中的分子或离子又在未溶解的固体表面聚集成晶体，这一过程叫结晶过程。当这两个相反过程速率相等时，物质的溶解达到最大限度，形成饱和溶液，达到溶解平衡状态。 4、沉淀溶解平衡 （1）定义：绝对不溶解的物质是不存在的，任何难溶物质的溶解度都不为零。以AgCl为例：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，便得到饱和溶液，即建立下列动态平衡： AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq) 难溶电解质在水中建立起来的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡等一样，符合平衡的基本特征,满足平衡的变化基本规律. （2）特征：（与化学平衡相比较） 等：达到沉淀溶解平衡时，沉淀_________速率的与沉淀__________速率相等 逆：沉淀生成过程与溶解过程时_________的 动：动态平衡，达沉淀溶解平衡时，沉淀的生成和溶解仍在进行，只是速率相等。 溶解 沉淀 难溶电解质的溶解平衡 【学习目标】 1、知道难溶物在水中的溶解情况及沉淀溶解平衡的建立过程，能描述沉淀溶解平衡； 2、知道沉淀转化的本质； 3、知道沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用(沉淀的生成、沉淀的溶解和转化)。 【要点梳理】 要点一、沉淀溶解平衡 1．物质的溶解性 电解质在水中的溶解度，有的很大，有的很小，但仍有度。在20℃时溶解性与溶解度的关系如下： 2．难溶物的溶解平衡 难溶电解质的离子进入溶液的速率和从溶液里转回到电解质固体表面沉积的速率相等，溶液里的离子处于饱和及固态电解质的量保持不变的状态，叫做难溶电解质的沉淀溶解平衡状态，简称沉淀溶解平衡。例如： AgCl(s) Ag+(aq)+Cl―(aq) 未溶解的固体溶液中的离子 PbI2(s) Pb2+(aq)+2I―(aq) 未溶解的固体溶液中的离子 3．溶解平衡特征。 (1)“动”——动态平衡，溶解的速率和沉淀的速率都不为0； (2)“等”——v溶解=v沉淀； (3)“定”——达到平衡时，溶液中离子的浓度保持不变； (4)“变”——当改变外界条件时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。 4．沉淀溶解平衡常数——溶度积。 (1)定义：在一定条件下，难溶强电解质A m B n溶于水形成饱和溶液时，溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡，叫做沉淀溶解平衡。这时，离子浓度幂的乘积为一常数，叫做溶度积K sp。 (2)表达式： A m B n(s)m A n+(aq)+n B m―(aq) K sp=[c(A n+)]m·[c(B m―)]n 要点诠释：溶度积（K sp）的大小只与难溶电解质的性质和温度有关，与浓度无关。 (3)溶度积规则： 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，可以判断难溶电解质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，直至溶液饱和，达到新的平衡； Q c＝K sp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态； Q c＜K sp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。 要点诠释： (1)对同种类型物质，K sp越小其溶解度越小，越容易转化为沉淀。 (2)对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶电解质，不能直接比较K sp的大小来确定其溶解能力的大小，需转化为溶解度来计算。 (3)溶液中的各离子浓度的变化只能使沉淀溶解平衡移动，并不改变溶度积。 5．影响沉淀溶解平衡的因素。 内因：难溶电解质本身的性质。 沉淀溶解平衡曲线 沉淀溶解平衡图像题的解题策略 1．沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和溶液，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。 2．从图像中找到数据，根据K sp 公式计算得出K sp 的值。 3．比较溶液的Q c 与K sp 的大小，判断溶液中有无沉淀析出。 4．涉及Q c 的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。 1．在t ℃时，AgBr 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t ℃时AgCl 的K sp ＝4×10－10 ，下列说法不正确的 是( ) A ．在t ℃时，AgBr 的K sp 为4.9×10 －13 B ．在AgBr 饱和溶液中加入NaBr 固体，可使溶液由c 点变到b 点 C ．图中a 点对应的是AgBr 的不饱和溶液 D ．在t ℃时，AgCl(s)＋Br － (aq)AgBr(s)＋Cl － (aq)的平衡常数K ≈816 答案 B 解析 根据图中c 点的c(Ag ＋ )和c(Br － )可得该温度下AgBr 的K sp 为4.9×10 －13 ，A 正确；在AgBr 饱和溶液中加 入NaBr 固体后，c(Br － )增大，溶解平衡逆向移动，c(Ag ＋ )减小，故B 错；在a 点时Q c ＜K sp ，故为AgBr 的不饱和溶液，C 正确；选项D 中K ＝c(Cl － )/c(Br － )＝K sp (AgCl)/K sp (AgBr)，代入数据得K ≈816，D 正确。 2．已知25℃时，CaSO 4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100mL 该条件下的CaSO 4饱和溶液中加入400mL0.01mol·L －1 Na 2SO 4溶液，下列叙述正确的是( ) A ．溶液中析出CaSO 4固体沉淀，最终溶液中c(SO 2－ 4)比原来的大 B ．溶液中无沉淀析出，溶液中c(Ca 2＋ )、c(SO 2－ 4)都变小 C ．溶液中析出CaSO 4固体沉淀，溶液中c(Ca 2＋ )、c(SO 2－ 4)都变小 D ．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(SO 2－4)比原来的大 答案 D 解析 由图像可知K sp (CaSO 4)＝9.0×10 －6，当加入400mL0.01mol·L －1 Na 2SO 4溶液时，此时c(Ca 2＋ )＝ 3.0×10－3 mol·L －1 ×0.1L 0.5L ＝6×10－4mol·L －1，c(SO 2－ 4)＝3.0×10－3 mol·L －1 ×0.1L ＋0.01mol·L －1 ×0.4L 0.5L ＝8.6×10－3 mol·L －1 ，Q c ＝5.16×10－6 考点七十沉淀溶解平衡曲线 1．t℃时，AgX(X=C1、Br)的溶度积与c(Ag+)和c(X-)的相互关系如下图所示，其中A线表示AgC1，B线表示AgBr，已知p(Ag+)=－lgc(Ag+)，p(X-)=－lgc(X-)。下列说法正确的是 A． c点可表示AgC1的不饱和溶液 B． b点的AgC1溶液加入AgNO3晶体可以变成a点 C．t℃时，AgC1(s)+Br-(aq)AgBr(s)+C1-(aq)平衡常数K=10-4 D．t℃时，取a点的AgC1溶液和b点AgBr溶液等体积混合，会析出AgBr沉淀 【答案】D 2．一定温度下,三种碳酸盐MCO3(M: Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。下列说法正确的是 已知pM=-lgc(M)，p(CO32-)=-lgc(CO32-)。 A． MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大 B． a点可表示MnCO3的饱和溶液,且c(Mn2+)= c(CO32-) C． b点可表示CaCO3的饱和溶液,且c(Ca2+)< c(CO32-) D． c点可表示MgCO3的过饱和溶液,且c(Mg2+)< c(CO32-) 【答案】B 3．某温度时，AgCl的溶解平衡曲线如图所示。已知pAg=-lg c(Ag+)、pCl=-lg c(Cl-)，利用pCl、pAg的坐标系可表示出AgCl的溶度积与溶液中c(Ag+)和c(Cl-)的相互关系。下列说法错误的是 A． A线、B线、C线对应的温度关系：A>B>C B． A线对应温度下，AgCl的K sp=1×10-10 C． B线对应温度下，p点形成的溶液是AgCl的不饱和溶液 《认识难溶电解质的溶解平衡》教学设计 教学流程 教学环节教师活动学生活动设计意图 环节一： 饱和氯化 钠的沉淀 溶解平衡 1. NaCl是生活中必不可少的化学物质，来 自于大海，在水中的溶解状态是什么状态 呢？ 回答：为什么晶体形状会改变？ 2.从饱和氯化钠溶液中提取NaCl的主要方 法有什么？ 思考问题，回答问题。从实际问题出 发，培养学生解 决问题，发现问 题的能力。 环节二： 难溶电解 质沉淀溶 解平衡的 建立 1.以Mg(OH)2为例，你支持以下三个同学 中谁的看法？ 甲同学：Mg(OH)2不溶于水中，因此不存在 溶解的问题。 乙同学：Mg(OH)2在水中溶解度小，有极少 量的溶解在水中，形成Mg2+和OH-，但不 存在平衡。 丙同学：Mg(OH)2在水中溶解度小，很容易 达到饱和状态，未溶解的Mg(OH)2以沉淀 形式析出，该过程中也存在着平衡。 小结：生成沉淀的离子反应所以能够发生， 在于生成物的溶解度更小。 请设计实验证明你的观点。 2影响难溶电解质溶解平衡的因素分析 3.请你结合所学知识和方程式，请从平衡 移动的角度分析：Mg(OH)2能溶于HCl溶 液。 学生讨论，思考，回答。 学生思考回答 培养学生的探 究能力，建立难 溶电解质沉淀 溶解平衡概念， 并能解释简单 问题。 环节三： 溶度积常 数的表达 与应用 Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq) 平衡常数：K= 溶度积：Ksp= 1.写出下列物质的溶度积表达式： 3 SO4 CaCO3 学生讨论，展示理解溶度积概 念，掌握溶度积 的应用。 2.溶度积的应用 医学上救治可溶性银盐中毒，一般用NaCl 溶液给患者洗胃，使Ag+转化为不溶于酸的AgCl从而排出体外。 某工人误食浓度为c(Ag+)=1.8×10-4 mol/L 的工业原料，现场医生紧急救护，让患者服用下列哪种浓度的NaCl溶液可以起到缓解中毒的作用？ 已知：K sp（AgCl）=1.8×10-10 环节四：随堂练习人体牙齿主要的无机成分是羟基磷灰石 Ca5(PO4)3(OH) ,其存在溶解平衡： Ca5(PO4)3(OH)(s)5Ca2＋(aq)＋3PO43－ (aq)＋OH－(aq) 如果我们吃过多甜食，口腔中残留的食物 在酶的作用下，会分解产生酸性物质，易 导致龋齿的发生。 请结合本节课所学的知识解释原因。 【拓展】为预防龋齿采用含氟（F-）牙膏， 已知Ca5(PO4)3F的K sp更小，且比羟基磷灰 石更能抵抗酸的侵蚀。你能用化学用语描 述其中的转化关系吗？ 学生思考，回答联系实际，强化 学生对所学知 识的理解。难溶电解质的溶解平衡教学设计
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