标准课高三化学选修教学教案第九讲难溶电解质的溶解平衡.docx

第九讲 难溶电解质的溶解平衡
教学目的
1．了解难溶电解质在水中的溶解情况。
2．理解难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，对的理解和掌握溶度积KSP的概念。
3．掌握运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。
4．掌握简朴的运用KSP的表达式，计算溶液中相关离子的浓度。
知识梳理
知识点一、沉淀溶解平衡的定义及影响因素
1．定义：一定温度下，沉淀溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，形成饱和溶液，固体质量和溶液中各离子的浓度保持不变的状态。
2．特性：动、等、定、变
（1）等：溶解和沉淀的速率相等
（2）动：动态平衡，溶解和沉淀的速率不为0
（3）定：达成平衡时，溶液中离子的浓度保持不变
（4）变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达成新的平衡。
3．影响沉淀溶解平衡的因素：
（1）内因：难溶物质自身性质——重要决定因素
（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
③、同离子效应—向平衡体系中加入相同的离子使平衡向沉淀方向移动
（3）其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反映生成更难溶物质或气体时平衡正移
典型例题
1．下列对沉淀溶解平衡的描述对的的是（ ）
A．反映开始时，溶液中各离子浓度相等。
B．达成平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等
C．达成平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变。
D．达成平衡时，假如再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解。
答案：B
2．对于“难溶”的理解对的的是（ ）
A．在水中难溶的物质，在其它溶剂中也是难溶的
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．假如向某溶液中加入另一种试剂时，生成了难溶性的电解质，则说明原溶液中的相应离子已基本沉淀完全
答案：C
知识点二、溶度积常数的定义、影响因素及应用
1．定义：在一定温度下，难溶电解质在溶液中达成沉淀溶解平衡时，离子浓度保持不变。其离子浓度的化学计量数次方的乘积为一个常数，称之为溶度积常数,简称溶度积，用Ksp表达。
表达式：AmBn mAn++nBm-
Ksp= cm(An+) cn(Bm-)

注：
a．Ksp值的大小只与难溶电解质自身的性质和温度有关，与浓度无关；
b．Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。同类型的难溶电解质，在同温度下，Ksp越大，溶解能力越强。
2．溶度积规则
离子积：难溶电解质溶液中离子浓度系数次方之积叫做离子积，符号Qc
（1）当Qc大于Ksp时，情况为：此时有沉淀析出 直至沉积与溶解达成平衡；
（2）当Qc等于Ksp时，情况为：沉积与溶解处在平衡状态 若溶液中存在难溶电解质；
（3）当Qc小于Ksp时，情况为：则难溶电解质会溶解，直至沉积与溶解达成平衡状态。
3．溶度积与溶解度的关系
（1）同类型Ksp越大，S越大，如氯化银，溴化银；
（2）不同类型不能直接用Ksp比较，以S为准，如氯化银，硫酸银。
典型例题
1.（2023朝阳高二期末7）20℃时，AgCl与AgBr的溶解度如下表所示：

将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量浓AgNO3溶液,下列说法对的的是
A. 只有AgBr沉淀生成，没有AgCl沉淀
B. AgCl沉淀和AgBr沉淀都有，且两者物质的量相同
C.AgCl沉淀和AgBr沉淀都有，且AgCl物质的量大
D.AgCl沉淀和AgBr沉淀都有，且AgBr物质的量大
答案：D
2.（10海南卷5）已知：Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgI)=1.5×10-16 ，Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag+浓度大小顺序对的的是（ ）
A．AgCl>AgI> Ag2CrO4 B．AgCl> Ag2CrO4>AgI
C．Ag2CrO4>AgCl>AgI D．Ag2CrO4>AgI>AgCl
答案：C
3．向饱和的BaSO4溶液中加水,下列叙述对的的是（ ）
A．BaSO4溶解度增大,Ksp不变 B．BaSO4溶解度、Ksp增大
C．BaSO4溶解度不变,Ksp增大 D．BaSO4溶解度、Ksp均不变
答案：D
知识点三、沉淀的生成
1．调节pH法
工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调pH值至7－8
Fe3＋ + 3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋
2．加沉淀剂法
沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂
Cu2＋+S2－= CuS↓ Hg2＋+S2－= HgS↓
3．同离子效应法
4．氧化还原法

典型例题
1. （2023朝阳期末25）下列说法对的的是（ ）
A. 铅蓄电池是最常见的二次电池，正极板上覆盖有铅
B. 25℃时，将20mL 0.1mol/L的H2SO4溶液和30mL 0.1mol/L的NaOH溶液混合，则混合溶液的pH>7
C. 向2mL浓度均为 1mol/L的MgCl2和FeCl3混合溶液中滴加2滴1mol/L的NaOH溶液，立即看到白色沉淀
D. 浓度均为0.1mol/L的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合，溶液中有下列关系：c(CH3COOH) + 2c(H＋) = c(CH3COO-) + 2c(OH-)
答案：D
知识点四、沉淀的溶解
1．酸碱溶解法：如碳酸钙溶于盐酸或醋酸中，难溶电解质FeS、Al(OH)３、Cu(OH)2也可溶于强酸；
2．盐溶解法：氢氧化镁溶于氯化铵溶液中。解释：在溶液中存在Mg(OH) 2的溶解平衡： Mg(OH)2(s) ⇌Mg2＋(aq)+2OH－(aq)
加入盐酸时，H＋中和OH-,使c(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解；加入NH4Cl时，NH4＋水解，产生的H＋中和OH－,使c(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解
3．生成配合物使沉淀溶解：如氯化银溶于氨水　
4．发生氧化还原反映使沉淀溶解：如硫化铜、硫化汞只能溶于强氧化性酸硝酸

典型例题
1．（10 海淀一模 10）下列说法不对的的是（ ）
A．向AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀，再加入盐酸，沉淀消失
B．向铜粉中加入稀硫酸，铜粉不溶解；再加入Cu(NO3)2固体，铜粉溶解
C．向BaCl2溶液中加入Na2SO3溶液，产生沉淀，再加入硝酸沉淀所有溶解
D．向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液，产生白色沉淀，再加FeCl3溶液，沉淀逐渐变红褐色
答案：C
知识点五、沉淀的转化
一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现，如实验室中：
（1）氯化银(白)→碘化银（黄）→硫化银（黑）　
（2）氢氧化镁转化成氢氧化铁
（3）矿物中原生铜重要是Cu的硫化物，逐渐转变为CuSO4， 加入ZnS、H2S等，转化为CuS

典型例题
1.（2023－2023人大附高二下学期期末19）一定温度下，难溶电解质AmBn在水中溶解平衡的溶度积为Ksp=cm(An+)×cn(Bm-)。25℃，向AgCl的白色悬浊液中，依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液，先出现黄色沉淀，最终生成黑色沉淀。已知有关物质的颜色和溶度积如下：
物质
AgCl
AgI
Ag2S
颜色
白
黄
黑
Ksp(25℃)
1.8×10-10
1.5×10-16
1.8×10-50
下列叙述不对的的是
A．溶度积小的沉淀可以转化为溶度积更小的沉淀
B．若先加入Na2S溶液，再加入KI溶液，则无黄色沉淀产生
C．25℃时，饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中所含Ag+的浓度相同
D．25℃时，AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同
答案：C
2．（2023－2023人大附高二下学期期末22）解释下列现象的化学用语不对的的是(D )
A．氢氧化镁白色沉淀溶于氯化铵溶液：Mg(OH)2(s)＋2NH4+Mg2+＋2NH3·H2O
B．向明矾溶液中滴加氢氧化钡溶液至SO42－完全沉淀：
Al3+＋SO42－＋Ba2+＋3OH－BaSO4↓＋Al(OH)3↓
C．向氢氧化镁悬浊液中加氯化铁溶液，白色沉淀逐渐转化为红褐色沉淀：2Fe3+＋3Mg(OH)2(s)＋3H2O2Fe(OH)3↓(s)＋3Mg2+
D．（2023－2023人大附高二下学期期末1）铁钉在空气中出现红色的铁锈，其负极反映式为：Fe－3e‾Fe3+

3. （2023-2023人大附高二第二学期期末27）（5分）
（1）下列化学原理的应用，重要用沉淀溶解平衡原理来解释的是（D）
①热纯碱溶液洗涤油污的能力比冷纯碱溶液强；②石灰岩（喀斯特地貌）的溶洞形成；③使用泡沫灭火器时“泡沫”生成的原理；④BaCO3不能做“钡餐”，而BaSO4则可以；⑤误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用时，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒
A．②③④ B．①②④ C．②④⑤ D．①②③④⑤
（2）氯化铝水溶液呈酸性，其离子方程式表Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+。
把AlCl3溶液蒸干，灼烧，最后得到的重要固体产物是Al2O3。
巩固练习
1．下列属于微溶物质的是( )
A．AgCl； B．BaCl2； C．CaSO4； D．Ag2S
答案：C
2．下列说法对的的是( )
A．难溶电解质的溶度积越小，溶解度越大
B．可以通过沉淀反映使杂质离子完全沉淀
C．难溶电解质的溶解达成平衡后就静止不动了
D．一定浓度的NH4Cl溶液可以溶解Mg(OH)2
答案：D
3．实验室中，要使AlCl3溶液中的Al3＋所有沉淀出来，最适宜选用的试剂是( )
A．NaOH溶液 B．Ba(OH)2溶液 C．盐酸 D．氨水
答案：D

4．将足量BaCO3粉末分别加入下列溶液中，充足溶解至溶液饱和。各溶液中Ba2＋的浓度最小的为( )
A．40 mL水 B．10 mL 0.2 mol/L Na2CO3溶液
C．50 mL 0.01 mol/L氯化钡溶液 D．100 mL 0.01 mol/L盐酸
答案：B
5．把Ca(OH)2放入蒸馏水中，一段时间后达成平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋＋2OH－下列说法对的的是( )
A．恒温下向溶液中加CaO，溶液的pH升高；
B．给溶液加热，溶液的pH升高；
C．向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增长；
D．向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变
答案：C
6．已知CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na2S溶液的反映情况如下：
(1)CuSO4＋Na2CO3 重要：Cu2＋＋＋H2OCu(OH)2↓＋CO2↑
次要：Cu2＋＋CuCO3↓
(2)CuSO4＋Na2S 重要：Cu2＋＋S2－CuS↓
次要：Cu2＋＋S2－＋2H2OCu(OH)2↓＋H2S↑
下列几种物质的溶解度大小的比较中，对的的是( )
A．CuS＜Cu(OH)2＜CuCO3 B．CuS＞Cu(OH)2＞CuCO3
C．Cu(OH)2＞CuCO3＞CuS D．Cu(OH)2＜CuCO3＜CuS
答案：A

7．在平衡体系Ca(OH)2(s)Ca2＋＋2OH－中，能使c(Ca2＋)减小，而使c(OH－)增大的是( )
A．加入少量MgCl2固体 B．加入少量Na2CO3固体
C．加入少量KCl固体 D．加入少量Ba(OH)2固体
答案：BD
8．下列说法对的的是( )
A．硫酸钡放入水中不导电，则硫酸钡是非电解质
B．物质溶于水达成饱和时，溶解过程就停止
C．绝对不溶解的物质是不存在的
D．某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为零
答案：C
9．工业废水中常具有Cu2＋、Cd2＋、Pb2＋等重金属离子，可通过加入过量的难溶电解质FeS、MnS使这些金属离子形成硫化物沉淀除去。根据以上事实，可推知FeS、MnS具有的相关性质是( )
A．在水中的溶解能力大于CuS、CdS、PbS
B．在水中的溶解能力小于CuS、CdS、PbS
C．在水中的溶解能力与CuS、CdS、PbS相同
D．两者均具有较强的吸附性
答案：A

10．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，沉淀变为淡黄色，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，分析此三种沉淀物的溶解度关系是( )
A．AgCl＝AgI＝Ag2S B．AgCl＜AgI＜Ag2S
C．AgCl＞AgI＞Ag2S D．Agl＞AgCI＞Ag2S
答案：C
11．已知难溶于水的盐在水中存在溶解平衡：
AgCl(s)Ag＋＋Cl－
(1)若把足量AgCl分别放入①100 mL蒸馏水，②100 mL 0.1 mol/L NaCl溶液，③100 mL 0.1 mol/L AlCl3溶液，④100 mL 0.1 mol/L MgCl2溶液中，搅拌后，在相同温度下Ag＋浓度由大到小的顺序(用序号回答)是__①__＞__②__＞__④__＞__③__。
(2)在一定温度下，水溶液中Ag＋的物质的量浓度和Cl－的物质的量浓度的乘积为一常数，可用Ksp表达：KSP＝c(Ag＋)c(Cl－)＝1.8·10－10
在0.1 mol/L AlCl3溶液中，Ag＋的物质的量浓度最多为6×10－10mol/L。
12．向具有AgI的饱和溶液中：
(1)加入固体AgNO3，则c(I－) 变小 (填“变大”、“变小”或“不变”，下同。)
(2)若改加更多的AgI，则c(Ag＋)，将 不变 。
(3)若改加AgBr固体，则c(I－) 变小 ，c(Ag＋) 变大 。

拓展提高
1．混合相同物质的量浓度的200 mL Ba(OH)2溶液和150 mL NaHCO3溶液，最终所得的溶液中各离子的物质的量浓度的大小顺序是( )
A．c(OH－)＞c(Ba2＋)＞c(Na＋)＞c()
B．c(Na＋)＞c(OH－)＞c(Ba2＋)＞c()
C．c(OH)＞c(Ba2＋)＞c(Na＋)＞c()
D．c(OH－)＞c(Na＋)＞c(Ba2＋)＞c()
答案：D
2．200 mL MgCl2和AlCl3的混合溶液，其中c(Mg2＋)＝0.2 mol/L，c(Cl－)＝1.3 mol/L，要使Mg2＋所有转化为沉淀分离出来，至少需要加4 mol/L NaOH溶液的体积是( )
A．40 mL B．72 mL C．80 mL D．128 Ml
答案：C
3．Mg(OH)2的溶度积是1.2×10－11(291K)，在该温度下，下列pH值中，哪一个是Mg(OH)2饱和溶液的pH值.( )
A．10.2 B．7 C．5 D．3.2
答案：A
4．在100 mL 0.01 mol/L KCl溶液中，加入1 mL 0.01 mol/L AgNO3溶液，下列说法对的的是(AgCl的KSP＝1.8×10－10)( )
A．有AgCl沉淀析出； B．无AgCl沉淀析出；
C．无法拟定； D．有沉淀但不是AgCl沉淀；
答案：A

5. （2023－2023人大附高二下学期期末21）其他条件不变，升高温度,下列数据不一定增大的是（ 　）
A．化学反映速率v B．硝酸钾的溶解度S
C．化学平衡常数K D．水的离子积常数KW
答案：C
6．(2023·南京调研)已知：在一定温度下，微溶电解质Ca(OH)2在饱和溶液中建立沉淀溶解平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋＋2OH－，浓度积常数Ksp＝c(Ca2＋)·c2(OH－)。下列有关说法不对的的是(　　)
A．饱和石灰水中加入生石灰，若保持温度不变，则溶液中Ca2＋的物质的量不变
B．升高饱和石灰水的温度时，Ca(OH)2溶度积常数Ksp减小
C．饱和石灰水中加入生石灰，若保持温度不变，则pH不变
D．向饱和石灰水中加入浓CaCl2溶液会有Ca(OH)2沉淀析出
答案：A
7．某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法对的的是（ ）
c(SO)/(mol·L-1)
提醒：BaSO4(s)=Ba2+(aq)+SO(aq)的平衡
常数Kap=c(Ba2+)·c(SO)，称为溶度积常数。
A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C．d点无BaSO4沉淀生成
D．a点相应的Kap大于c点相应的Kap
答案：C

8．(2023·北京东城期末)下表是五种银盐的溶度积常数(25℃)：
化学式
AgCl
Ag2SO4
Ag2S
AgBr
AgI
溶度积
1.8×10－10
1.4×10－5
6.3×10－50
5.4×10－13
8.3×10－17
下列说法不对的的是(　　)
A．向Ag2SO4饱和溶液中加入Na2SO4固体后会生成白色沉淀
B．将少量氯化银溶于水后，向其中加入一定量的Na2S，能生成黑色沉淀
C．氯化银、溴化银和碘化银在常温下的溶解度依次增大
D．AgBr饱和溶液中加入一定量的NaCl也也许会生成AgCl沉淀
答案：C
9．(2023·广州综合测试)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，取适量的MgCl2溶液，加入一定量的烧碱溶液达成沉淀溶解平衡，测得pH＝13，则下列说法不对的的是(　　)
A．所得溶液中的c(H＋)＝1.0×10－13mol·L－1
B．所得溶液中由水电离产生的c(OH－)＝1.0×10－13mol·L－1
C．所加的烧碱溶液的pH＝13.0
D．所得溶液中的c(Mg2＋)＝5.6×10－10mol·L－1
答案：C
10．CuCl2溶液有时呈黄色，有时呈黄绿色或蓝色，这是由于在CuCl2的水溶液中存在如下平衡：[Cu(H2O)4]2＋＋4Cl－[CuCl4]2－＋4H2O
(蓝色) (黄色)
现欲使溶液由黄色变成黄绿色或蓝色，请写出两种可采用的方法：
①_______加入水_____________________________________________
②_______加入硝酸银溶液并过滤_______________________________
11．向少量Mg(OH)2悬浊液中加入适量的饱和NH4Cl溶液，结果固体完全溶解。对此甲、乙两同学各自作了自己的解释：
甲：①Mg(OH)2(s)Mg2＋＋2OH－ ②＋H2ONH3·H2O＋H＋
③H＋＋OH－H2O
由于③反映的发生，使平衡①右移，Mg(OH)2溶解。
乙：①Mg(OH)2(s)Mg2＋＋2OH－ ②＋OH－NH3·H2O
由于②反映的发生，使平衡①右移，沉淀溶解。

(1)丙：用下面的一种试剂重做了该实验，证明甲、乙的解释只有一种对的。他用的试剂是__B__。
A．NH4NO3 B．CH3COONH4 C．(NH4)2SO4 D．氨水
(2)丙同学将所选试剂滴入Mg(OH)2的浊液中，Mg(OH)2溶解；由此推知，甲和乙哪位同学的解释更合理_____乙_____(填“甲”或“乙”)；完毕NH4Cl饱和溶液使Mg(OH)2悬浊溶解的离子方程式____ Mg(OH)2＋2Mg2＋＋2NH3·H2O _____。
12．向50 mL 0.018 mol/L的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol/L的盐酸，生成沉淀。假如溶液中c(Ag＋)、c(Cl－)乘积是一个常数：c(Ag＋)·c(Cl－)＝1.0×10－10(mol/L)2，试求：
(1)沉淀生成后溶液中c(Ag＋)为__1×10－7mol/L __；
(2)沉淀生成后溶液的pH是____2____。

13．从海水中提取镁是世界各国获得镁的重要来源，以下是制取镁的过程中涉及的几种物质的溶度积，根据你所学的知识回答下列几个问题：
物质
CaCO3
MgCO3
Ca(OH)2
Mg(OH)2
溶度积
2.8×10－9
6.8×10－6
5.5×10－6
1.8×10－11
(1) 在从海水中提取镁时，往往用到贝壳(重要成分是碳酸钙)，你认为_不能_(填“能”或“不能”)将贝壳研磨成粉末直接投入海水中，理由是___ CaCO3的溶解度比MgCO3的溶解度小，直接加贝壳粉末得不到MgCO3沉淀___；假如不能直接投入，应将贝壳作何解决，试写出化学方程式______ CaCO3CaO＋CO2↑_____。
(2) 某同学在实验室条件下模拟该生产过程，但实验室无石灰，他打算用烧碱代替，你认为 可以 (填“可以”或“不可以”)得到Mg(OH)2。在加试剂时，误将纯碱溶液加入海水中，他思考了一下，又在得到的混合体系中加入过量的烧碱溶液，你觉得他
__能__(填“能”或“不能”)将Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，理由是
＋Mg2＋MgCO3；MgCO3＋2OH－Mg(OH)2＋。(用离子方程式表达)
(3)已知海水中镁离子浓度为1.8×10－3mol/L，则要使镁离子产生沉淀，溶液的pH最低应为__10__。