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(完整word)难容电解质的溶解平衡
难容电解质的溶解平衡

一、沉淀的溶解平衡
1．固体溶质的溶解性
不同物质在水中的溶解度不同，有的很大，有的很小，但无论大小，都有一定的溶解度。在20 ℃时,物质的溶解度与溶解性的关系如下：

2．沉淀溶解平衡
（1)含义
在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了溶解平衡状态。
（2）建立过程
固体溶质溶液中的溶质
（3）特征

(4)影响因素
①内因
难溶电解质本身的性质是决定因素。
②外因
以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－（aq）　ΔH＞0为例
外界条件
移动方向
平衡后c（Ag＋）
平衡后c(Cl－）
Ksp
升高温度
正向
增大
增大
增大
加水稀释
正向
不变
不变
不变
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)溶度积——沉淀溶解平衡常数
①概念：在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中，离子浓度的幂之积。
②表达式：对于沉淀溶解平衡：MmNn(s）mMn＋(aq)＋nNm－(aq），Ksp＝cm（Mn＋）·cn(Nm－)，式中的浓度是平衡浓度。
③意义：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的数值越大，说明难溶电解质在水中的溶解能力越大。
④影响因素:在一定温度下,Ksp是一个常数，只受温度影响，不受溶液中物质浓度的影响。
（6）浓度商
①表达式：MmNn（s)mMn＋（aq)＋nNm－(aq）,Qc＝cm（Mn＋）·cn(Nm－)。式中的浓度是任意时刻的浓度。
②应用：判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解。
Qc>Ksp：溶液过饱和,有沉淀析出；
Qc＝Ksp：溶液饱和，达到溶解平衡；
Qc〈Ksp：溶液未饱和,固体溶质溶解.
要点提取
(1）并非Ksp越小，其物质的溶解性就越小。
对于阴、阳离子的个数比相同的难溶电解质，它们的溶解性可以直接用Ksp的大小来比较，Ksp越小,其物质的溶解性就越小；而对于阴、阳离子的个数比不同的难溶电解质,它们的溶解性就不能直接用Ksp的大小来比较。
(2）难溶电解质不一定是弱电解质，如BaSO4、AgCl等都是强电解质。
【互动思考】
1．①AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－（aq）；②AgCl===Ag＋＋Cl－，①②两化学方程式所表示的意义相同吗？
答案　不同.①式表示难溶电解质AgCl在水溶液中的沉淀溶解平衡方程式；②式表示强电解质AgCl在水溶液中的电离方程式。
2．判断正误，正确的划“√"，错误的划“×”
（1)①难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，溶液中各种离子的溶解（或沉淀)速率都相等(　　）
②难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动（　　）
③向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，则SO沉淀完全,溶液中只含Ba2＋、Na＋和Cl－，不含SO（　　）
④Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小（　　)
⑤为减少洗涤过程中固体的损失,最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀(　　）
⑥洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好(　　)
(2)对于平衡体系：Ca(OH)2(s)Ca2＋（aq)＋2OH－(aq)　ΔH〈0，则：
①升高温度，平衡逆向移动（　　)
②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度（　　）
③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的NaOH溶液(　　)
④恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高(　　)
⑤给溶液加热，溶液的pH升高（　　)
⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加（　　）
⑦向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH）2固体质量不变(　　）
答案　（1)①×　②×　③×　④×　⑤√　⑥× （2)①√　②×　③×　④×　⑤×　⑥√　⑦×

1、（2014·新课标 Ⅰ，11）溴酸银（AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示.下列说法错误的是(　　）。

A．溴酸银的溶解是放热过程
B．温度升高时溴酸银溶解速度加快
C．60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10－4
D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯
解析　A项，由题图可知,随着温度升高,溴酸银的溶解度逐渐增大，因此AgBrO3的溶解是吸热过程，错误；B项，由图像曲线可知，温度升高斜率增大,因此AgBrO3的溶解速度加快，正确;C项，由溶解度曲线可知，60 ℃时AgBrO3的溶解度约为0.6 g，则其物质的量浓度为0。025 mol·L－1,AgBrO3 的Ksp＝c（Ag＋)·c(BrO）＝0.025×0.025≈6×10－4,正确；D项，由于温度对KNO3的溶解度的影响程度远大于AgBrO3，故可用重结晶的方法提纯含有少量AgBrO3的KNO3，正确。
答案　A
2、（2013·全国新课标Ⅰ，11)已知Ksp（AgCl)＝1.56×10－10，Ksp（AgBr）＝7.7×10－13，Ksp（Ag2CrO4)＝9.0×10－12.某溶液中含有Cl－、Br－和CrO,浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为(　　)。
A．Cl－、Br－、CrO　 B．CrO、Br－、Cl－
C．Br－、Cl－、CrO　 D．Br－、CrO、Cl－
解析　要产生AgCl沉淀，c（Ag＋）＞ mol·L－1＝1.56×10－8 mol·L－1；
要产生AgBr沉淀,c(Ag＋）＞ mol·L－1＝7。7×10－11 mol·L－1；
要产生Ag2CrO4，需c2(Ag＋)·c（CrO）＞Ksp（Ag2CrO4）＝9。0×10－12，
即c（Ag＋）＞ mol·L－1＝3。0×10－5 mol·L－1；
显然沉淀的顺序为Br－、Cl－、CrO。
答案　C
【考向揭示】
　由以上题组训练,可得出本考点的基本命题方向如下：
1．沉淀溶解平衡概念的理解
2．沉淀溶解平衡的影响因素
3．溶度积的意义、影响因素及其有关计算
3、下列说法中正确的是(　　）.
A．饱和石灰水中加入一定量生石灰,溶液温度明显升高，pH增大
B．AgCl悬浊液中存在平衡：AgCl（s）Ag＋（aq）＋Cl－（aq），往其中加入少量NaCl粉末,平衡向左移动，溶液中离子的总浓度减小
C．AgCl悬浊液中加入KI溶液，白色沉淀变成黄色，证明此条件下Ksp(AgCl)〉Ksp(AgI)
D．暂时硬水中含有较多的Ca2＋、Mg2＋、HCO，加热煮沸可以完全除去其中的Ca2＋、Mg2＋
解析　饱和石灰水中加入一定量生石灰，与水反应放热，溶液温度明显升高，但Ca(OH)2的溶解度降低，溶液中c（OH－）减小，溶液的pH减小,A错；AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，但离子的总浓度增大,B错;由沉淀的转化规律可得，Ksp（AgCl）〉Ksp(AgI),C对;加热煮沸暂时硬水,生成CaCO3和Mg（OH）2沉淀，由于CaCO3和Mg(OH)2在水中存在溶解平衡，所以不可以完全除去其中的Ca2＋和Mg2＋,D错。
答案　C
4、（2015·湖北重点中学联考)已知部分钡盐的溶度积如下：Ksp（BaCO3)＝5.1×10－9，Ksp［Ba(IO3）2]＝6。5×10－10，Ksp(BaSO4）＝1.1×10－10，Ksp（BaCrO4)＝1.6×10－10。一种溶液中存在相同浓度的CO、CrO、IO、SO，且浓度均为0。001 mol·L－1,若向该溶液中逐滴滴入BaCl2溶液，首先发生的离子反应为(　　）。
A．Ba2＋＋CO===BaCO3↓ B．Ba2＋＋CrO===BaCrO4↓
C．Ba2＋＋2IO===Ba（IO3）2↓ D．Ba2＋＋SO===BaSO4↓
解析　根据溶度积公式及溶液中阴离子的浓度，可以计算出开始出现BaCO3、BaCrO4、Ba（IO3）2、BaSO4沉淀时c(Ba2＋）分别为5.1×10－6 mol·L－1、1.6×10－7 mol·L－1、6.5×10－4 mol·L－1、1.1×10－7 mol·L－1，故最先出现的沉淀是BaSO4，D项正确。
答案　D
【归纳总结】
1．沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡的移动也同样遵循勒夏特列原理。
2．溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大，只有组成相似的难溶电解质才有可比性。
3．复分解反应总是向着某些离子浓度减小的方向进行,若生成难溶电解质，则向着生成溶度积较小的难溶电解质的方向进行。
4．一定温度下沉淀溶解平衡，曲线上的任意一点，都代表指定温度下的饱和溶液，由对应的离子浓度可求Ksp。

二、沉淀溶解平衡的应用
1．沉淀的生成
(1）应用：可利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的.
(2）方法：
方法
实例
反应的离子方程式
调节pH法
用Cu（OH)2、CuO等除去CuCl2中的FeCl3
Fe3＋＋3H2OFe(OH）3＋3H＋
Cu(OH）2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
沉淀剂法
以Na2S、H2S等作沉淀剂除去污水中的重金属离子
H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋
2。沉淀的溶解
(1)酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。
(2)盐溶解法：如Mg（OH）2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为：Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O.
3．沉淀的转化
(1)实质：沉淀溶解平衡的移动.
（2)特征:
①一般说来，溶解度小的沉淀容易转化为溶解度更小的沉淀。
②沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。
（3）应用：
①锅炉除垢：
将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为：
CaSO4＋CO===CaCO3＋SO.
②矿物转化：
用饱和Na2CO3处理重晶石（BaSO4)制备可溶性钡盐的离子方程式为：
BaSO4＋CO===BaCO3↓＋SO；
BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑.
要点提取
（1）难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡,通过改变外界条件可以使平衡发生移动—-溶液中的离子转化为沉淀、沉淀转化为溶液中的离子或一种沉淀向另一种沉淀转化。
（2）用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，沉淀已经完全。
【互动思考】
1．判断正误
(1）Ksp（AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度（　　)
(2)不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去.一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10－5mol·L－1时，沉淀已经完全（　　）
(3)在一定条件下，溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀（　　）
（4)常温下,向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体,BaCO3 的Ksp减小（　　）
(5)溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp增大(　　)
（6)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg（OH）2的Ksp不变(　　)
答案　（1）×　（2）√　（3)√　(4）×　(5)×　(6)√
2．试用平衡移动原理解释下列事实：
(1)BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？
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（2)CaCO3难溶于稀H2SO4,却能溶于醋酸中;
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（3)分别用等体积的蒸馏水和0。01 mol·L－1的盐酸洗涤AgCl沉淀,用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。
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(4)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2?
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(5)怎样除去AgI中的AgCl?
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答案　（1)BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO（aq)，胃液中的H＋与BaCO3产生的CO结合生成CO2和H2O，BaCO3的溶解平衡,正向移动，c(Ba2＋）增大，引起人体中毒。
(2)CaCO3（s）Ca2＋(aq)＋CO（aq),因为生成的CaSO4溶解度较小,会附在CaCO3的表面，阻止溶解平衡向右移。醋酸钙易溶于水，当醋酸电离出H＋与CO结合生成CO2和H2O时，CaCO3的溶解平衡右移。
(3）用水洗涤AgCl，AgCl(s）Ag＋(aq)＋Cl－(aq）平衡右移，AgCl的质量减少，用盐酸洗涤AgCl，c（Cl－）较大会使平衡左移,AgCl减少的质量要小些。
（4)向溶液中加入过量的Na2CO3溶液充分反应，过滤,向滤液中加适量盐酸.
(5)把混合物与饱和KI溶液混合，振荡静置，溶度积大的AgCl就慢慢转化为溶度积小的AgI。

1、填空：
(1）（2014·四川理综，4D改编）将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中振荡，可观察到沉淀由白色变为红褐色，说明Fe(OH）3的溶解度________(填“小于”、“大于”或“等于”)Mg（OH）2.
（2）（2014·安徽理综，12D改编)由于溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化,所以ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液________（填“能"或“不能")得到CuS沉淀。
答案　(1）小于　（2)能
2、（2013·北京理综，10）实验:①0。1 mol·L－1 AgNO3溶液和0.1 mol·L－1NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c;
②向滤液b中滴加0。1 mol·L－1 KI溶液，出现浑浊；
③向沉淀c中滴加0.1 mol·L－1KI溶液，沉淀变为黄色。
下列分析不正确的是(　　)。
A．浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl（s)Ag＋(aq)＋Cl－（aq）
B．滤液b中不含有Ag＋
C．③中颜色变化说明AgCl转化为AgI
D．实验可以证明AgI比AgCl更难溶
解析　在浊液a中,存在AgCl的沉淀溶解平衡，即在滤液b中，仍含有少量Ag＋，故在b中滴加KI溶液生成AgI沉淀,A正确，B错误；向白色沉淀AgCl中滴加KI溶液生成黄色AgI，由此可说明AgI比AgCl更难溶，C项和D项都正确。
答案　B
【考向揭示】
　由以上题组训练，可得出本考点的基本命题方向如下:
1．沉淀溶解与转化的条件
2．沉淀的溶解平衡在工农业生产中的应用
3、某酸性化工废水中含有Ag＋、Pb2＋等重金属离子。有关数据如下:
难溶电解质
AgI
Ag2S
PbI2
Pb(OH)2
PbS
Ksp
8。3×10－12
6。3×10－50
7。1×10－9
1.2×10－15
3。4×10－26
在废水排放之前,用沉淀法除去这两种离子，应该加入的试剂是（　　)。
A．氢氧化钠　 B．硫化钠
C．碘化钾　 D．氢氧化钙
解析　根据表格中的数据知,硫化银和硫化铅的溶度积很小，故加入硫化钠能除去这两种金属离子。
答案　B
4、（1）在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2＋.在提纯时为了除去Fe2＋，常加入合适的氧化剂,使Fe2＋转化为Fe3＋，下列物质可采用的是________（填字母，下同）。
A．KMnO4　 B．H2O2　　
C．氯水　 D．HNO3
然后再加入适当物质调整至溶液pH＝4，使Fe3＋转化为Fe(OH)3，可以达到除去Fe3＋而不损失CuSO4的目的，调整溶液pH可选用下列中的________。
A．NaOH　 B．NH3·H2O
C．CuO　 D．Cu（OH)2
(2)甲同学怀疑调整溶液pH＝4不一定能达到除去Fe3＋而不损失Cu2＋的目的,乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe（OH)3的溶度积Ksp＝8.0×10－38,Cu(OH）2的溶度积Ksp＝3.0×10－20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO4的浓度为3。0 mol·L－1，则Cu(OH）2开始沉淀时溶液的pH为________，Fe3＋完全沉淀时溶液的pH为________，通过计算确定上述方案________(填“可行"或“不可行”）.(提示：lg 5＝0.7）
解析　（1)使Fe2＋氧化为Fe3＋可加入H2O2,然后再加入CuO或Cu（OH)2调整至溶液pH＝4,若使用其他试剂,会引入杂质离子。（2）Cu（OH)2开始沉淀时溶液中c2(OH－）×3.0＝3。0×10－20，解得c(OH－)＝1.0×10－10 mol·L－1,溶液的pH为4;Fe3＋完全沉淀时：c3（OH－)×1×10－5＝8。0×10－38，c（OH－)＝2。0×10－11 mol·L－1，溶液的pH为3.3；即当Fe3＋完全沉淀时Cu（OH）2还未开始沉淀，调整溶液pH＝4的方案可行。
答案　(1)B　CD　(2）4　3.3　可行
【归纳总结】
1．沉淀生成的两大应用
(1)分离离子:同一类型的难溶电解质，如AgCl、AgBr、AgI,溶度积小的物质先析出，溶度积大的物质后析出。
（2)控制溶液的pH来分离物质，如除去CuCl2中的FeCl3就可向溶液中加入CuO或Cu(OH）2等物质，将Fe3＋转化为Fe(OH)3而除去.
2．沉淀溶解的三种常用方法
（1）盐溶解法：加入盐溶液，与沉淀溶解平衡体系中某种离子反应生成弱电解质,从而减小离子浓度使沉淀溶解，如Mg(OH）2溶于NH4Cl溶液。
（2)配位溶解法：加入适当的配合剂，与沉淀溶解平衡体系中的某种离子生成稳定的配合物,从而减小离子浓度使沉淀溶解，如AgCl溶于氨水。
(3)氧化还原法：通过发生氧化还原反应使平衡体系中的离子浓度降低，从而使沉淀溶解,如Ag2S溶于硝酸。

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