3.4.1 沉淀溶解平衡原理 學案4

第1課時沉淀溶解平衡原理目標要求1.能描述沉淀溶解平衡。2.了解溶度積和離子積的關系，并由此學會判斷反應進行的方向。知識清單一、沉淀溶解平衡的建立1生成沉淀的離子反應之所以能夠發(fā)生的原因生成沉淀的離子反應之所以能夠發(fā)生，在于生成物的溶解度小。盡管生成物的溶解度很小，但不會等于0。2溶解平衡的建立以AgCl溶解為例：從固體溶解平衡的角度，AgCl在溶液中存在下述兩個過程：一方面，在水分子作用下，少量Ag和Cl脫離AgCl的表面溶于水中；另一方面，溶液中的Ag和Cl受AgCl表面正、負離子的吸引，回到AgCl的表面析出沉淀。溶解平衡：在一定溫度下，當沉淀溶解和生成的速率相等時，即得到AgCl的飽和溶液，如AgCl沉淀體系中的溶解平衡可表示為AgCl(s)Cl(aq)Ag(aq)。由于沉淀、溶解之間的這種動態(tài)平衡的存在，決定了Ag和Cl的反應不能進行到底。3生成難溶電解質的離子反應的限度不同電解質在水中的溶解度差別很大，例如AgCl和AgNO3；但難溶電解質與易溶電解質之間并無嚴格的界限，習慣上將溶解度小于0.01 g的電解質稱為難溶電解質。對于常量的化學反應來說，0.01 g是很小的，因此一般情況下，相當量的離子互相反應生成難溶電解質，可以認為反應完全了。化學上通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于1105 molL1時，沉淀就達完全。二、溶度積1表達式對于下列沉淀溶解平衡：MmAn(s) mMn(aq)nAm(aq)Kspc(Mn)mc(Am)n。2意義Ksp表示難溶電解質在溶液中的溶解能力。3規(guī)則通過比較溶度積與溶液中有關離子濃度冪的乘積離子積Qc的相對大小，可以判斷在給定條件下沉淀能否生成或溶解：QcKsp，溶液過飽和，有沉淀析出；QcKsp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)；QcBCD課后作業(yè)練基礎落實125時，在含有大量PbI2的飽和溶液中存在著平衡PbI2(s)Pb2(aq)2I(aq)，加入KI溶液，下列說法正確的是()A溶液中Pb2和I濃度都增大B溶度積常數Ksp增大C沉淀溶解平衡不移動D溶液中Pb2濃度減小2CaCO3在下列哪種液體中，溶解度最大()AH2O BNa2CO3溶液 CCaCl2溶液 D乙醇3下列說法正確的是()A溶度積就是溶解平衡時難溶電解質在溶液中的各離子濃度的乘積B溶度積常數是不受任何條件影響的常數，簡稱溶度積C可用離子積Qc判斷沉淀溶解平衡進行的方向D所有物質的溶度積都是隨溫度的升高而增大的4AgCl和Ag2CrO4的溶度積分別為1.81010 mol2L2和2.01012 mol3L3，若用難溶鹽在溶液中的濃度來表示其溶解度，則下面的敘述中正確的是()AAgCl和Ag2CrO4的溶解度相等BAgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度C兩者類型不同，不能由Ksp的大小直接判斷溶解能力的大小D都是難溶鹽，溶解度無意義5已知HF的Ka3.6104 molL1，CaF2的Ksp1.461010 mol2L2。向1 L 0.1 molL1的HF溶液中加入11.1 g CaCl2，下列有關說法正確的是()A通過計算得知，HF與CaCl2反應生成白色沉淀B通過計算得知，HF與CaCl2不反應C因為HF是弱酸，HF與CaCl2不反應D如果升高溫度，HF的Ka、CaF2的Ksp可能增大，也可能減小練方法技巧6.已知Ag2SO4的Ksp為2.0105 mol3L3，將適量Ag2SO4固體溶于100 mL水中至剛好飽和，該過程中Ag和SO濃度隨時間變化關系如圖所示飽和Ag2SO4溶液中c(Ag)0.034 molL1。若t1時刻在上述體系中加入100 mL 0.020 molL1 Na2SO4溶液，下列示意圖中，能正確表示t1時刻后Ag和SO濃度隨時間變化關系的是()7已知：25時，KspMg(OH)25.611012 mol3L3，KspMgF27.421011 mol3L3。下列說法正確的是()A25時，飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2)大B25時，在Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，c(Mg2)增大C25時，Mg(OH)2固體在20 mL 0.01 molL1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 molL1 NH4Cl溶液中的Ksp小D25時，在Mg(OH)2的懸濁液中加入NaF溶液后， Mg(OH)2不可能轉化為MgF28Mg(OH)2難溶于水，但它溶解的部分全部電離。室溫下時，飽和Mg(OH)2溶液的pH11，若不考慮KW的變化，則該溫度下Mg(OH)2的溶解度是多少？(溶液密度為1.0 gcm3)練綜合拓展9金屬氫氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用這一性質，控制溶液的pH，以達到分離金屬離子的目的。難溶金屬的氫氧化物在不同pH下的溶解度(S/molL1)如下圖。(1)pH3時溶液中銅元素的主要存在形式是_。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3，應該控制溶液的pH為_。A1 B4左右 C6(3)在Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2雜質，_(填“能”或“不能”)通過調節(jié)溶液pH的方法來除去，理由是_。(4)要使氫氧化銅沉淀溶解，除了加入酸之外，還可以加入氨水，生成Cu(NH3)42，寫出反應的離子方程式_。(5)已知一些難溶物的溶度積常數如下表：物質FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.310182.510131.310363.410286.410531.61024某工業(yè)廢水中含有Cu2、Pb2、Hg2，最適宜向此工業(yè)廢水中加入過量的_除去它們。(選填序號)ANaOH BFeS CNa2S答案解析1. 答案C解析難溶物達到溶解平衡時沉淀的生成和溶解都不停止，但溶解和生成速率相等；沒有絕對不溶的物質；溫度越高，一般物質的溶解度越大；向AgCl沉淀中加入NaCl固體，使溶解平衡左移，AgCl的溶解度減小。2. 答案B3. 答案A4. 答案A解析c(Ag) molL19.9105 molL1，c(Cl) molL19.9103 molL1，所以Q cc(Ag)c(Cl)9.8107 mol2L21.81010 mol2L2Ksp，故有AgCl沉淀析出。5. 答案C解析在AgCl的飽和溶液中，Ag和Cl濃度的乘積是一個常數，故A錯；只有在飽和AgCl溶液中c(Ag)c(Cl)才等于1.81010 mol2L2，故B項敘述錯誤；當QcKsp，則溶液為飽和溶液，故C項敘述正確；在AgCl水溶液中加入HCl只會使溶解平衡發(fā)生移動，不會影響Ksp，所以D錯。6. 答案B解析AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，由于c(Ag)c(Cl)Ksp，溶液中c(Cl)或c(Ag)越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解度就越小。AgCl的溶解度大小只與溶液中Ag或Cl的濃度有關，而與溶液的體積無關。c(Cl)0.01 molL1；c(Cl)0.04 molL1；c(Cl)0.03 molL1；c(Cl)0 molL1；c(Ag)0.05 molL1。Ag或Cl濃度由小到大的排列順序：。課后作業(yè)1. 答案D2. 答案A解析在B、C選項的溶液中，分別含有CO、Ca2，會抑制CaCO3的溶解，而CaCO3在乙醇中是不溶的。3. 答案C解析溶度積不是溶解平衡時難溶電解質在溶液中的各離子濃度的簡單乘積，還與平衡式中化學計量數的冪指數有關，溶度積受溫度的影響，不受離子濃度的影響。4. 答案C解析AgCl和Ag2CrO4陰、陽離子比類型不同，不能直接利用Ksp來比較二者溶解能力的大小，所以只有C對；其余三項敘述均錯誤。比較溶解度大小，若用溶度積必須是同類型，否則不能比較。5. 答案A解析該題可采用估算法。0.1 molL1的HF溶液中c(HF)0.1 molL1，因此，c2(F)c(H)c(F)3.6104 molL10.1 molL13.6105 mol2L2，又c(Ca2)11.1 g111 g/mol1 L0.1 molL1，c2(F)c(Ca2)3.6106Ksp，顯然，A是正確的；D項，由于HF的電離是吸熱的，升高溫度，Ka一定增大，D錯誤。6. 答案B解析已知Ag2SO4的Ksp2.0105 mol3L3c(Ag)2c(SO)，則飽和溶液中c(SO) molL10.017 molL1，當加入100 mL 0.020 molL1 Na2SO4溶液時，c(SO)0.018 5 molL1，c(Ag)0.017 molL1(此時Q cKsp(MgF2)，則會產生MgF2沉淀，D錯誤。8. 答案0.002 9 g解析根據Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，c(OH)103 molL1，則1 L Mg(OH)2溶液中，溶解的nMg(OH)21 L103 molL15104 mol，其質量為58 gmol15104 mol0.029 g，再根據可求出S0.002 9 g。凡是此類題都是設溶液的體積為1 L，根據1 L溶液中溶解溶質的質量，計算溶解度。9. 答案(1)Cu2(2)B(3)不能Co2和Ni2沉淀的pH范圍相差太小(4)Cu(OH)24NH3H2O=Cu(NH3)422OH4H2O(5)B解析(1)據圖知pH45時，Cu2開始沉淀為Cu(OH)2，因此pH3時，銅元素主要以Cu2形式存在。(2)若要除去CuCl2溶液中的Fe3，以保證Fe3完全沉淀，而Cu2還未沉淀，據圖知pH應為4左右。(3)據圖知，Co2和Ni