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海头高级中学2013届高三复习化学选修四专题3第四单元《难溶电解质的沉淀溶解平衡》课件


第四单元

难溶电解质的沉淀溶解平衡

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1.了解难溶物在水中的溶解情况,认识沉淀 溶解平衡的建立过程。 2.理解溶度积的概念,能用溶度积规则判 断沉淀的产生、溶解。 3.能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、 生成与转化进行分析,并能解释一些生活问 题。
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新知初探自学导引


自主学习
一、沉淀溶解平衡的建立
1.生成沉淀的离子反应之所以能够发生的 原因 生成沉淀的离子反应之所以能够发生,在于 生成物的溶解度小 ____________________。尽管生成物的溶 解度很小,但_______________。 不会等于0

2.溶解平衡的建立(以 AgCl 溶解为例) 沉淀溶解平衡:在一定温度下,当 溶解速率和沉淀速率相等 __________________________时,即得到
饱和溶液 AgCl 的____________,达到平衡状态,如

AgCl 沉淀体系中的溶解平衡可表示为 AgCl(s)
溶解 沉淀

Cl (aq)+Ag (aq)。由于沉





动态 淀、溶解之间的这种_______平衡的存在, + - 不能 决定了 Ag 和 Cl 的反应______进行到底。

3.生成难溶电解质的离子反应的限度 化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小 于___________mol· -1时,沉淀就达完全。 L 1×10-5 二、溶度积 1.表达式:对于下列沉淀溶解平衡:

MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq) [c(Mn+)]m· m-)]n [c(A Ksp=_________________________。

2.意义:Ksp表示难溶电解质在溶液中的 溶解能力 ____________。 3.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Qc 的相对大小,可 以判断在给定条件下沉淀能否生成或溶解:

Qc>Ksp,溶液_________,有沉淀析出; 过饱和
Qc=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状 态;

Qc<Ksp,溶液未饱和。

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三、沉淀的生成 1.沉淀生成的应用

无机物的制备和提纯 在涉及______________________、 废水处理
__________

生成沉淀

等领域中,常利用______________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 Fe(OH)3 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______________沉 淀而除去。反应如下:

Fe3 +3NH3· 2O===Fe(OH)3↓+3NH4 。 H (2)加沉淀剂法:如以 Na2S、H2S 等作沉淀 2+ 2+ 剂,使某些金属离子,如 Cu 、Hg 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。 四、沉淀的转化 1.沉淀转化的方法 对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉 另一种 淀, 可以先将其转化为__________用酸或其 他方法能溶解的沉淀。





2.沉淀转化的实质 沉淀转化的实质就是 沉淀溶解平衡的移动 溶解度小 _____________________。一般说来,

溶解度更小 ___________的沉淀转化成
越大 _____________的沉淀容易实现。两种沉淀的 溶解度差别_________,沉淀转化越容易。 3.沉淀转化的应用

(1)锅炉除水垢;(2)对一些自然现象的解释。

想一想 有人认为Ksp越小,其物质的溶解度就越小,你认

为正确吗?
提示:不正确。对于阴、阳离子的个数比相同的 难溶电解质,它们的溶解能力可以直接用Ksp的大

小来比较,Ksp越小,其物质的溶解度就越小;而
对于阴、阳离子的个数比不同的难溶电解质,它 们的溶解能力就不能直接用Ksp的大小来比较,因

此Ksp越小,其物质的溶解度不一定就越小。

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自主体验

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1.下列有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是 ( )

A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行

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沉淀中加入NaCl固体,AgCl沉淀的 溶解度不变

解析:选C。难溶物达到溶解平衡时沉淀的生 成和溶解都不停止,但溶解和生成速率相等;

没有绝对不溶的物质;温度越高,一般物质的
溶解度越大;向AgCl沉淀中加入NaCl固体, 使溶解平衡左移,AgCl的溶解度减小。
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2.在100 mL 0.01 mol· -1 KCl溶液中,加 L 入1 mL 0.01 mol· -1 AgNO3溶液,下列说法 L

正确的是(AgCl的Ksp=1.8×10-10)(
A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀析出 C.无法确定 D.有沉淀但不是AgCl

)

0.01×1 - 解析:选 A。c(Ag )= mol· 1= L 101


9.9×10


-5

0.01×100 mol· ,c(Cl )= L 101
-1 - -3

mol· 1=9.9×10 L
+ -

mol· 1,所以 Qc= L
- -10



c(Ag )· c(Cl )=9.8×10 7>1.8×10 故有 AgCl 沉淀析出。

=Ksp,

3.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, 沉淀变为黄色,再滴入一滴Na2S溶液并振荡, 沉淀又变成黑色,根据上述变化过程,分析此 三种沉淀物的溶解度关系为( )

A.AgCl=AgI=Ag2S
B.AgCl<AgI<Ag2S C.AgCl>AgI>Ag2S

D.AgI>AgCl>Ag2S

解析:选C。沉淀溶解平衡总是向更难溶的方 向转化,由转化现象可知三种沉淀物的溶解

度关系为AgCl>AgI>Ag2S。

要点突破讲练互动
要点一
探究导引1

沉淀溶解平衡
从物质类别上看难溶电解质与难

电离物质有何不同? 提示:难溶电解质:可以是强电解质也可以是 弱电解质。难电离物质:只能是弱电解质。

探究导引2

溶解平衡与电离平衡表达形

式有何异同?举例说明。

提示:如 Al(OH)3,溶解平衡: + - Al(OH)3(s)? ? Al3 (aq)+3OH (aq); + - 电离平衡:Al(OH)3? ? Al3 +3OH 。 注意:难溶性强电解质的电离方程式用 “===”。 2 如 BaSO4, 溶解平衡: BaSO4(s)? ? Ba + - (aq)+SO2 (aq) 4 + - 电离:BaSO4===Ba2 +SO2 。 4

要点归纳
影响因素 内因 温度 外 因 沉淀溶解平衡 电解质本身的性质 电离平 衡

温度升高,多数溶解平 温度升高, 衡向溶解的方向移动 正向移动 向溶解方向移动 正向移动
逆向移动

稀释

同离子 加入相同离子,向生成 效应 沉淀的方向移动

即时应用
1.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,如果再加入难溶性的 )

该沉淀物,将促进溶解

解析:选B。 A项:反应开始时,各离子浓度 没有必然的关系;B项:正确;C项:沉淀溶

解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度保持
不变,但不一定相等。D项:沉淀溶解达到平 衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,由于 固体的浓度为常数,故平衡不发生移动。

要点二
探究导引1

沉淀溶解平衡的应用
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——浓度商 Qc 的相对大小,可以判断难溶电解质在给定 条件下是生成还是溶解,你是怎样理解的?

提示:Qc>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出, 直至溶液饱和,达到新的平衡;Qc=Ksp,溶

液饱
和,沉淀溶解处于平衡状态;Qc<Ksp时,溶 液尚未饱和,无沉淀析出,沉淀平衡向着沉淀 溶解的方向移动,直至溶液饱和。

探究导引2

沉淀转化如何实现?举例说明。

提示:沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动,通 常一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀,两种难溶物 溶解能力差别越大,这种转化的趋势就越大。

要点归纳
创造一定条件,降低溶液中的离子浓度,使Qc< Ksp,就可以使沉淀溶解。 1.加入适当试剂使其与溶液中某离子结合生成弱 电解质。例如:Fe(OH)3能溶于盐酸,由于生成了

H2O,使c(OH-)减小,溶液中c(Fe3+)·3(OH-)< c
Ksp[Fe(OH)3],使Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)+ 3OH-(aq)平衡向右移动,若HCl足量,沉淀可以

完全溶解。

2.加入适当氧化剂或还原剂,与溶液中某种离 子发生氧化还原反应。例如:CuS沉淀中加入稀

硝酸,S2-被氧化使c(S2-)减小,导致c(Cu2
+)· c(S2-)<Ksp(CuS),使CuS沉淀逐步溶解,

反应如下:3CuS+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+ 2NO↑+4H2O+3S。

3.加入适当试剂,与溶液中某种离子结合生 成配合物。例如:AgCl沉淀能溶于氨水:

AgCl+2NH3· 2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+ H
2H2O,由于生成了[Ag(NH3)2]+,降低了Ag+ 的浓度,所以AgCl沉淀溶解。

即时应用
2.已知如下物质的溶度积常数:FeS:Ksp = 6.3×10-18 ;CuS:Ksp =6.3×10 -36 。下列说法

正确的是(

)

A.同温度下,CuS的溶解度大于FeS的溶解度 B.同温度下,向饱和FeS溶液中加入少量Na2S 固体后,Ksp(FeS)变小

C.向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合 溶液中逐滴加入Na2S溶液,最先出现的沉淀

是FeS
D.除去工业废水中的Cu2+,可以选用FeS作 沉淀剂

解析:选D。A项由于FeS的Ksp大,且FeS与 CuS的Ksp表达式是相同类型的,因此FeS的溶

解度比CuS大;D项向含有Cu2+的工业废水中
加入FeS,FeS会转化为更难溶的CuS,可以 用FeS作沉淀剂;B项Ksp不随浓度变化而变化, 它只与温度有关;C项先达到CuS的Ksp,先出 现CuS沉淀。

题型探究权威预测
沉淀溶解平衡
例1 在AgCl饱和溶液中尚有AgCl固体存在, 当向溶液中加入0.1 mol· -1的盐酸时,下列说 L 法正确的是( ) A.AgCl沉淀溶解平衡正向移动 B.AgCl溶解度增大 C.溶液中c(Ag+)增大 D.溶液中c(Cl-)增大

【思路点拨】

沉淀溶解平衡是化学平衡的

一种,遵循平衡移动原理。

【解析】
AgCl(s)

AgCl饱和溶液中存在溶解平衡:
Ag+(aq)+Cl-(aq),加入

0.1 mol· -1的盐酸时,沉淀溶解平衡逆向移 L 动,AgCl溶解度减小,溶液中c(Ag+)减小, c(Cl-)增大。

【答案】

D 沉淀溶解平衡的影响因素与

【名师点睛】

平衡移动带来的改变以及勒夏特列原理的应
用是高考的方向。

沉淀溶解平衡的应用
已知 Ag2SO4 的 Ksp 为 2.0×10 5, 将 适量 Ag2SO4 固体溶于 100 mL 水中至刚好 饱和,该过程中 Ag 和 + 化关系如图[饱和 Ag2SO4 溶液中 c(Ag )= - 0.034 mol· 1]。若 t1 时刻在上述体系中加 L 入 100 mL 0.020 mol· 1Na2SO4 溶液,下列 L + 2- 示意图中, 能正确表示 t1 时刻后 Ag 和 SO4 浓度随时间变化关系的是( )
- +

例2



2- SO4 浓度随时间变

【思路点拨】 根据沉淀溶解平衡式计算原 溶液中 的 c(SO 2 )与 c(Ag )― →计算加入 4 Na2SO4 后的 c(Ag )和 c(SO2 )―→对比图像 4 得出结论。
+ - - +

【解析】


100 mL 饱和 Ag2SO4 溶液中,
-1

c(Ag )=0.034 mol· L =0.017 mol· 1; L


1 + 2- ,c(SO4 )= c(Ag ) 2

加入 100 mL 0.020 mol· L - c(SO2 )= 4


-1

Na2SO4 溶液后,


0.020 mol· 1×0.1 L+0.017 mol· 1×0.1 L L L 0.2 L =0.0185 mol· 1,c(Ag )= L 0.034 mol· 1×0.1 L L -1 =0.017 mol· ,此时 L 0.2 L Q(Ag2SO4)=(0.017)2×0.0185<Ksp(Ag2SO4), Ag2SO4 溶液必属于不饱和溶液,对比图像只 有 B 项符合题意。
- - +

【答案】

B 溶度积的计算是高考的方向,也

【名师点睛】

是学生的难点,学会理解溶度积并加以应用。

课堂达标即时巩固

热点示例思维拓展
探究CaSO4沉淀转化为 CaCO3沉淀的可能性 【经典案例】 在溶解平衡: MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq) 已知难溶电解质在水溶液中存

Ksp=[c(Mn+)]m· m-)]n,称为溶度积。 [c(A
某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉 淀的可能性,查得如下资料:(25 ℃)

难溶电解 CaCO3 CaSO4 MgCO3 Mg(OH)2 质 Ksp 2.8×1 0-9 9.1×1 0-6 6.8×1 1.8×10- 12 0-6

实验步骤如下: ①往100 mL 0.1 mol· -1的CaCl2溶液中加入100 L mL 0.1 mol· -1的Na2SO4溶液,立即有白色沉 L

淀生成。

②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g,搅拌, 静置,沉淀后弃去上层清液。 ③再加入蒸馏水搅拌,静置,沉淀后再弃去上层 清液。 ④___________________________________。

(1)由题中信息知Ksp越大,表示电解质的溶解度
越______(填“大”或“小”)。 (2)写出第②步发生反应的化学方程式:

_____________________________________。

(3)设计第③步的目的是 ___________________________________。 (4)请补充第④步操作及发生的现象: ___________________________________。 【解析】 本题考查的知识点为教材新增加的

内容,题目在设计方式上为探究性实验,既注
重基础知识、基本技能的考查,又注重了探究 能力的考查。由Ksp表达式不难看出其与溶解度

的关系,在硫酸钙的悬浊液中存在着:

2- 2+ CaSO4(aq)===SO4 (aq)+Ca (aq),而加入

Na2CO3 后 , 溶 液 中 CO 2 浓 度 较 大, 而 3 CaCO3 的 Ksp 较小,故 CO2 与 Ca2 结合生 3 成沉淀,即
2- 2+ CO3 +Ca ===CaCO3↓。既
- +



然是探究性实验, 必须验证所推测结果的正 确性,故设计了③④步操作,即验证所得固 体是否为碳酸钙。

【答案】

(1)大

(2)Na2CO3+CaSO4===Na2SO4+CaCO3↓
2 (3)洗去沉淀中附着的 SO4


(4)向沉淀中加入足量的盐酸, 沉淀完全溶解 并放出无色无味气体


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