2022高二化学学案34难溶电解质的溶解平衡(人教版选修4).docx

3.4 难溶电解质的溶解平衡 学案〔人教版选修4〕
[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。
1．沉淀溶解平衡
(1)概念：在一定温度下，当沉淀______和________的速率相等时，即到达沉淀溶解平衡。
(2)沉淀溶解平衡的建立
以AgCl溶解平衡为例，表达式为________________。
(3)沉淀溶解平衡的特征
(4)生成难溶电解质的离子反响的限度
①25℃时，溶解性与溶解度的关系
②沉淀完全的标志
对于常量的化学反响来说，化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于________________________时，沉淀就达完全。
以下对沉淀溶解平衡的描述正确的选项是(　　)
A．反响开始时，溶液中各离子浓度相等
B．沉淀溶解到达平衡时，沉淀生成的速率和沉淀溶解的速率相等
C．沉淀溶解到达平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变
D．沉淀溶解到达平衡时，如果再参加难溶性的该沉淀物，将促进溶解
2．沉淀的生成
(1)调节pH法
参加氨水调节pH至7～8，可除去氯化铵中的杂质氯化铁。反响离子方程式：________________________________________________________________________。
(2)加沉淀剂法
以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。反响离子方程式如下：
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
3．沉淀的溶解
(1)原理
根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，只要不断________溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解。
(2)方法
①酸溶解法
难溶电解质CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2可溶于强酸，其反响的离子方程式如下：
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
②盐溶液溶解法
Mg(OH)2能溶于NH4Cl溶液，反响的离子方程式为________________________________________________________________________。
4．沉淀的转化
(1)实质
________________的沉淀转化成________________的沉淀。两种沉淀的溶解度差异________，沉淀越容易转化。
(2)应用
①锅炉除水垢
水垢[CaSO4(s)]CaCO3(s)Ca2＋(aq)
其反响的化学方程式如下：
________________________________；
________________________________。
②自然界中矿物的转化
原生铜的硫化物________溶液________
其反响的化学方程式如下：
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
一、沉淀溶解平衡的移动及其应用
1．影响沉淀溶解平衡的因素
(1)内因：________________________________________________________________________。
(2)外因：
①温度：温度升高，多数沉淀溶解平衡向________的方向移动。
②浓度：加水稀释，沉淀溶解平衡向________的方向移动。
③同离子效应：参加与难溶电解质构成微粒相同的物质，沉淀溶解平衡向________________的方向移动。
④能反响的物质：参加可与难溶电解质溶解所得的离子反响的物质，沉淀溶解平衡向________的方向移动。
2．沉淀溶解平衡的应用
沉淀的生成、溶解及其转化，均是利用了沉淀溶解平衡的移动。
利用沉淀溶解平衡的移动，可以促使沉淀溶解或沉淀生成。如CuS的溶解度很小，不溶于稀酸，但在氧化性酸中却可以溶解。CuS在水中存在如下平衡：CuS(s)Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，氧化性酸可氧化S2－，使S2－浓度减小，促进沉淀溶解。
注意在沉淀的生成中，就是利用同离子效应原理，参加过量沉淀剂使沉淀离子沉淀完全的，而沉淀的溶解及转化，就是参加能消耗难溶电解质离子的方法促进其溶解或转化的。
典例1现向含AgBr的饱和溶液中：
(1)参加固体AgNO3，那么c(Ag＋)________(填“变大〞、“变小〞或“不变〞，下同)；
(2)参加更多的AgBr固体，那么c(Ag＋)________；
(3)参加AgCl固体，那么c(Br－)________，c(Ag＋)________；
(4)参加Na2S固体，那么c(Br－)________，c(Ag＋)________。
听课记录：
变式训练1有关AgCl沉淀溶解平衡的说法正确的选项是(　　)
A．AgCl沉淀溶解平衡时速率为零
B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－
C．升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大
D．向AgCl沉淀中参加NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变
二、溶度积
1．溶度积Ksp
在一定条件下，难溶强电解质AmBn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，叫作沉淀溶解平衡。这时，离子浓度的乘积为一常数，叫作溶度积，用Ksp表示。
2．表达式
AmBn____________________________________
Ksp＝________________________
3．溶度积与离子积的关系
通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc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：
Qc____Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，到达新的平衡。
Qc____Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。
Qc____Ksp，溶液未饱和，无沉淀析出，假设参加过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。
注意　(1)溶度积Ksp仅仅是温度的函数(难溶电解质一定时)。
(2)溶度积与溶解度均可表示物质的溶解性。
(3)相同类型的物质，溶度积越小，其溶解度越小。
典例2：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12mol3·L－3，Ksp[MgF2]＝7.42×10－11mol3·L－3。以下说法正确的选项是(　　)
A．25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大
B．25℃时，在Mg(OH)2悬浊液中参加少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大
C．25℃时，Mg(OH)2固体在20mL0.01mol·L－1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L－1NH4Cl溶液中的Ksp小
D．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中参加NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
听课记录：
变式训练2Cu(OH)2(s)Cu2＋＋2OH－，Ksp＝c(Cu2＋)c2(OH－)＝2×10－20mol3·L－3。
(1)在CuSO4溶液中c(Cu2＋)＝0.020mol·L－1，如果生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液pH在
________范围。
(2)要使0.2mol·L－1CuSO4溶液中Cu2＋沉淀较为完全(使c(Cu2＋)降为原来的千分之一)，那么应调整pH＝________。
参考答案
课前准备区
1．(1)溶解生成　(2)AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　(3)可逆不等于零相等保持不变发生移动　(4)①难溶微溶可溶②1×10－5mol·L－1
B[对于沉淀溶解平衡，平衡时，生成沉淀的速率和沉淀溶解的速率相等，且各微粒浓度保持不变，故B项正确；在建立平衡的过程中和平衡时，各离子浓度的关系取决于电解质中阴、阳离子个数比，不一定相等，A、C项错误；改变难溶物质的量不影响沉淀溶解平衡，D项错。]
2．(1)Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH　(2)Cu2＋＋S2－===CuS↓Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋Hg2＋＋S2－===HgS↓Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋
3．(1)减少　(2)①CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2OFeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OCu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O②Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O
4．(1)溶解度小溶解度更小越大　(2)①CaSO4＋Na2CO3===Na2SO4＋CaCO3CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O②CuSO4CuSCuSO4＋ZnS===CuS↓＋ZnSO4
CuSO4＋PbS===CuS↓＋PbSO4
课堂活动区
一、
1．(1)难溶电解质本身的性质　(2)①溶解②溶解③生成沉淀④溶解
典例1　(1)变大　(2)不变　(3)变小变大　(4)变大变小
解析此题考查了难溶电解质溶解平衡的影响因素。
(1)向AgBr饱和溶液中参加AgNO3，沉淀溶解平衡逆向移动，但c(Ag＋)增大。
(2)参加AgBr固体，对沉淀溶解平衡无影响，c(Ag＋)不变。
(3)因AgCl溶解度大于AgBr，参加AgCl固体时，c(Ag＋)增大，沉淀溶解平衡向左移动，c(Br－)变小。
(4)因Ag2S溶解度小于AgBr，参加Na2S固体时，生成Ag2S，沉淀溶解平衡向右移动，c(Br－)增大，但c(Ag＋)减小。
变式训练1C
二、
2．mAn＋(aq)＋nBm－(aq)
[c(An＋)]m·[c(Bm－)]n
3．>　＝　<
典例2B　[Mg(OH)2与MgF2均为AB2型难溶电解质，故Ksp越小，其溶解度越小，前者c(Mg2＋)小，A错误；因为NH＋OH－===NH3·H2O，所以参加NH4Cl后促进Mg(OH)2的溶解平衡向右移动，c(Mg2＋)增大，B正确；Ksp只受温度的影响，25℃时，Mg(OH)2的溶度积Ksp为常数，C错误；参加NaF溶液后，假设Qc＝c(Mg2＋)·c2(F－)>Ksp(MgF2)，那么会产生MgF2沉淀，D错误。]
变式训练2　(1)>5　(2)6
解析　(1)依题意，当c(Cu2＋)c2(OH－)＝2×10－20mol3·L－3时开始出现沉淀，那么c(OH－)＝＝mol·L－1＝1×10－9mol·L－1，由c(H＋)＝＝mol·L－1＝1×10－5mol·L－1，pH＝5。
(2)由于要生成Cu(OH)2沉淀，应调整pH≥5，要使c(Cu2＋)降至＝2×10－4mol·L－1，那么c(OH－)＝＝mol·L－1＝1×10－8mol·L－1，此时溶液的pH＝6。