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2014年高二化学课前预习学案:3-4《难溶电解质的溶解平衡》(人教版选修4)


第三章

水溶液中的离子平衡

第四节

难溶电解质的溶解平衡

课时作业 难溶电解质的溶解平衡

课 前 预 习

课 堂 练 习

课 后 作 业

基础训练 课前预习

1.固体物质的溶解性 一般情况下,通常将室温下(20℃)溶解度在

10g以上的,叫易溶物质,溶解度大于1g 的,叫可溶物
质,溶解度小于 1g的,叫微溶物质,溶解度小于 0.01g 的, 叫难溶物质,绝对不溶于水的物质是没有的。书后所附部 分酸、碱和盐的溶解性表中“溶”指的是易溶物质和可溶物 质,“不溶”指的是难溶物质。

2.AgCl溶解平衡的建立 (1)生成AgCl沉淀后溶液中的粒子关系 生成AgCl沉淀的溶液中三种有关反应的粒子在反应体 - + Cl (aq) + Ag (aq) AgCl(s) 。 系中共存:

(2)AgCl溶解平衡的建立 在AgCl的溶液中存在下述两个过程:一方面,在水分 子的作用下,少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面溶于水中; 另一方面,溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面正、负离子的 吸引,回到AgCl的表面析出——沉淀。在一定温度下当沉 淀溶解和 生成的速率相等时,得到AgCl的饱和溶液,建

溶解 + - AgCl(s) Ag (aq)+Cl (aq) 立下列动态平衡: 。沉淀、 沉淀
溶解之间这种动态平衡的存在,决定了Ag 和Cl 反应不能 完全进行到底。
+ -

3.溶解平衡的特征 “动”——动态平衡,溶解的速率和沉淀的速率并不为 0。 “等”——v溶解=v沉淀。 “定”——达到平衡时,溶液中离子的浓度保持不变。 “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.溶度积Ksp ①定义: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,叫做沉淀溶解平衡。这时,离子浓度的乘积为一常 数,叫做溶度积Ksp。 ②表达式 AmBn(s) Ksp= mAn+(aq)+nBm-(aq)

[c(An+)]m· [c(Bm-)]n

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Qc的相对大小,可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, 达到新的平衡。 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,若加入过量难 溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。 对同种类型物质,Ksp越小其溶解度越小,越容易转 化为沉淀。

5.难溶电解质的溶解平衡也是 动态 平衡,同样可以 通过改变条件使平衡移动——溶液中的离子转化为沉淀, 或沉淀转化为溶液中的离子。 (1)沉淀的生成 利用生成沉淀分离或除去某种离子,首先要使生成沉 淀的反应能够发生;其次希望沉淀生成的反应进行得越完 全越好。

①调节溶液的pH,使杂质离子转化为氢氧化物沉 淀。如:除去氯化铵中所含杂质氯化铁;先将其溶于水, 再加入氨水调节pH至7~8,可使Fe3 生成Fe(OH)3沉淀而


除去。 ②生成难溶物质 如除去溶液中的Cu2+、Hg2+,可以用Na2S、H2S等作 沉淀剂,使它们生成极难溶的CuS、HgS沉淀,然后除 去。

(2)沉淀的溶解 ①酸碱溶解法 如:难溶于水的CaCO3沉淀可以溶于盐酸中 CaCO3(s)
- Ca2++CO2 3

+ + H HCO- H2CO3===H2O+CO2↑ 3

在上述反应中,气体CO2的生成和逸出使CaCO3溶解 平衡体系中的CO 移动。 难溶电解质FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2也可溶于强酸, 其反应如下: FeS+2H+===Fe2++H2S↑ Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O
2- 3

浓度不断减小,平衡向沉淀溶解方向

②盐溶解法 如Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液 Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)


当加入NH4Cl溶液时,NH

4

+OH-

NH3· H2O,使

c(OH-)减小,使Mg(OH)2溶解平衡向右移动,直至沉淀完 全溶解,总反应式为: Mg(OH)2+2NH4Cl===MgCl2+2NH3· H2 O

③生成配合物使沉淀溶解 如:AgCl可溶于NH3· H2 O

④发生氧化还原反应使沉淀溶解 如:有些金属硫化物(CuS、HgS等)不溶于非氧化性 酸,只能溶于氧化性酸,通过减小c(S2-)而达到沉淀溶解 的目的。 3CuS+8HNO3===3Cu(NO3)2+3S+2NO↑+4H2O

基础训练 课堂练习

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:本题考查了沉淀溶解平衡的建立与特征。A 项:反应开始时,各离子的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。

答案:B

2.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不断进行,但速率相等 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:溶解平衡为动态平衡,是沉淀的生成和沉淀的 溶解速率达到相等的状态,物质的难溶是相对的。因此 AgCl溶液中有Ag+,Cl-,只是非常少,向AgCl沉淀中加 NaCl,增大c(Cl-),使平衡向逆方向移动,则溶解度减 小。

答案:A、C

3.下列属于微溶物质的是( A.AgCl C.CaSO4 B.BaCl2 D.Ag2S

)

解析:AgCl、Ag2S是难溶物,BaCl2是可溶物。

答案:C

4.下列物质的溶解度随温度升高而减小的是( A.KNO3 C.BaSO4 B.Ca(OH)2 D.CO2

)

解析:Ca(OH)2是溶解度比较特殊,随温度升高而减 小,其他绝大多数物质随温度升高,溶解度应增大(气体 除外)。

答案:B、D

5.除去NaCl中的FeCl3需加入的试剂是( A.NaOH C.铜片 B.石灰水 D.氨水

)

解析:注意不能引入新的杂质。

答案:A

6.向5mL 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:沉淀应当向溶解度更小的沉淀转化,即向着降 低离子浓度的方向进行,所以溶解度:AgCl>AgI> Ag2S。

答案:C

7.在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中,逐滴加入稀氢 氧化钠溶液,直至过量。下列表示氢氧化钠加入量(x)与溶 液中沉淀的物质的量(y)的关系示意图正确的是( )

解析:Al(NO3)3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaNO3 Mg(NO3)2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaNO3 Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O 所以开始沉淀逐渐增多,达最大值后Al(OH)3溶解, 沉淀又逐渐减少,因Mg(OH)2不溶于NaOH,所以最后沉 淀量不变。

答案:C

8.Al(OH)3为两性氢氧化物,在水溶液中存在酸式电 离和碱式电离两种形式,试根据平衡移动原理,解释下列 有关问题。 (1)向Al(OH)3沉淀中加入盐酸,沉淀溶解,其原因是 ______________________,有关离子方程式是__________ ___________。

(2)向Al(OH)3沉淀中加入苛性钠溶液,沉淀溶解,其 原因是________________,有关离子方程式是_________ _______。

答案: (1)Al(OH)3 的碱式电离为 Al(OH)3

Al3 +


3OH-,加入酸溶液,由于 H+与 Al(OH)3 电离出来的少量 OH-中和生成水,使 Al(OH)3 的电离平衡向正反应方向移 动 Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O

(2)Al(OH)3的酸式电离为Al(OH)3

H +AlO





2



H2O,当向Al(OH)3沉淀中加入碱溶液时,OH-与H+反应 生成水,使c(H+)减小,Al(OH)3的酸式电离平衡向正方向 移动 Al(OH)3+OH-===AlO- 2 +2H2O

9.向50mL

0.018mol· L 1AgNO3溶液中加入50mL


0.020mol· L-1的盐酸,生成沉淀。如果溶液中c(Ag+)、c(Cl


)的乘积是一个常数: c(Ag+)· c(Cl-)=1×10-10,试求: (1)沉淀生成后溶液中c(Ag+)为__________。 (2)沉淀生成后的溶液的pH是__________。

解析:(1)Ag +Cl ===AgCl↓ Cl-剩余n(Cl-)=0.05×0.002mol=1×10-4mol
-4 1 × 10 mol - - c(Cl )= =1×10 3mol/L 0.1 L -10 1 × 10 -7 c(Ag+)= mol/L -3 mol/L=1×10 1×10





(2)反应前后H 的物质的量没变 0.05 L×0.020 mol/L 因此c(H )= =1×10-2mol· L- 1 0.05 L+0.05 L




pH=2

答案:(1)1×10-7mol· L-1

(2)2


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