第八章 第四講 沉淀溶解平衡

全局性掌控

全局性掌控

難溶電解質(zhì)的溶解平衡是新課標(biāo)中新添的內(nèi)容，是中學(xué)化學(xué)“四大平衡體系”之一，也是中學(xué)化學(xué)重要的基本概念與理論內(nèi)容之一，因此成為新課改省區(qū)高考的必考內(nèi)容．題型為選擇題和非選擇題，其中選擇題重點(diǎn)考查溶解平衡的原理及Ksp的簡(jiǎn)單計(jì)算、沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化、生成沉淀的先后順序等，非選擇題重點(diǎn)考查將溶解平衡的知識(shí)融合在元素及其化合物之中解釋化學(xué)實(shí)驗(yàn)的某些現(xiàn)象、進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算等．沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化與弱電解質(zhì)的電離平衡及元素化合物等重要知識(shí)密切關(guān)聯(lián)．Ksp與離子濃度的關(guān)系及其對(duì)應(yīng)計(jì)算已成為高考的新熱點(diǎn)，估計(jì)會(huì)結(jié)合圖象來(lái)考查學(xué)生的讀題能力.選項(xiàng)式診斷診斷判斷正誤，在診斷一欄內(nèi)打“√”或“×”×1.CuSO4溶液與ZnS反應(yīng)的離子方程式是Cu2＋＋S2－

===CuS↓(2010·北京高考T11－C)×2.AgCl在同濃度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同(2010·天津高考T4－C)選項(xiàng)式診斷診斷判斷正誤，在診斷一欄內(nèi)打“√”或“×”×3.常溫下，向飽和Na2CO3溶液中加入少量BaSO4

粉末，過(guò)濾、向洗凈的沉淀中加入稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明常溫下Ksp(BaCO3)＜Ksp

(BaSO4)(2010·江蘇高考T10－C)×4.向AgCl懸濁液中滴入KI溶液，生成AgI沉淀，說(shuō)明AgCl的溶解度大于AgI(2010·蘇州模擬T8－B)選項(xiàng)式診斷診斷判斷正誤，在診斷一欄內(nèi)打“√”或“×”√5.向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末，攪拌一段時(shí)間后過(guò)濾可以除去MgCl2溶液中少量的FeCl3(2010·江蘇高考T10－B)一、沉淀溶解平衡1．概念一定條件下，難溶電解質(zhì)溶解而電離成離子的速率等于

的速率，溶液中各離子的

保持不變的狀態(tài)就是溶解平衡狀態(tài)，溶解平衡是一個(gè)

平衡．離子重新結(jié)合成沉淀濃度動(dòng)態(tài)2．表達(dá)式若用“MmAn”表示難溶電解質(zhì)的化學(xué)式，則溶解平衡的表達(dá)式為

．MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm－(aq)二、溶度積和濃度商1．溶度積的概念溶度積(Ksp)是指一定溫度下，在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，各離子濃度冪的乘積為一常數(shù)．2．表示方法在MmAn的飽和溶液中，Ksp＝

.[Mn＋]m·[Am－]n3．沉淀溶解與生成的判斷濃度商：Qc＝cm(Mn＋)·cn(Am－)：若Q

Ksp，溶液處于過(guò)飽和狀態(tài)，有沉淀析出．若Q

Ksp，沉淀和溶解達(dá)到平衡，溶液為飽和溶液．若Q

Ksp，溶液未飽和，無(wú)沉淀析出．＞＝＜三、沉淀溶解平衡的應(yīng)用實(shí)例1．沉淀的溶解與生成(1)不能用BaCO3做鋇餐透視：

(化學(xué)方程式)．(2)誤將可溶性鋇鹽(如BaCl2等)當(dāng)做食鹽食用，可用

5.0%Na2SO4溶液洗胃：

(化學(xué)方程式)．BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑2．沉淀的轉(zhuǎn)化(1)在ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液沉淀變?yōu)楹谏?/p>

(化學(xué)方程式)．(2)用FeS除廢水中的Hg2＋：

(化學(xué)方程式)．ZnS＋Cu2＋===CuS＋Zn2＋FeS＋Hg2＋===HgS＋Fe2＋“向AgCl懸濁液中滴入KI溶液，生在AgI沉淀，說(shuō)明AgCl的溶解度大于AgI”，這句話對(duì)嗎？提示：不對(duì)．AgCl的溶解度確實(shí)大于AgI，但不能通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，這個(gè)實(shí)驗(yàn)只能說(shuō)明Ag＋濃度與I－濃度的乘積大于Ksp(AgI)，產(chǎn)生AgI沉淀，促進(jìn)AgClAg＋＋Cl－，向右移動(dòng)．1．下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是(

)A．電解質(zhì)的溶解開(kāi)始后，只有電解質(zhì)的溶解過(guò)程，沒(méi)有電解質(zhì)的析出過(guò)程B．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，沉淀的速率和溶解的速率相等C．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等，且保持不變D．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進(jìn)溶解解析：

A項(xiàng)溶解開(kāi)始后，離子就已開(kāi)始結(jié)合析出，只不過(guò)是析出速率小于溶解速率；B項(xiàng)正確；C項(xiàng)沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的離子濃度保持不變，但不一定相等；D項(xiàng)沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入難溶性的該沉淀物，由于固體的溶度積為常數(shù)，故平衡不發(fā)生移動(dòng)．答案：

B2．在下列液體中，BaSO4的溶解度最大的是(

)A．1mol·L－1

硫酸溶液 B．2mol·L－1硫酸溶液C．純水

D．0.1mol·L－1硫酸溶液答案：

C3．在100mL0.01mol·L－1的KCl溶液中，加入1mL0.01mol·L－1AgNO3溶液，下列說(shuō)法正確的是(已知AgCl的Ksp＝1.8×10－10mol2·L－2) (

)A．有AgCl沉淀析出

B．無(wú)AgCl沉淀析出C．無(wú)法確定

D．有沉淀但不是AgCl答案：A解析：混合后溶液中AgCl的Q＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝1×10－4mol·L－1×1×10－2mol·L－1＝1×10－6mol2·L－2.Q＞Ksp，故有AgCl沉淀析出．4．有關(guān)難溶電解質(zhì)的溶度積如下：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)Ksp＝5.6×10－12mol3·L－3Cu(OH)2(s)Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)Ksp＝2.2×10－20mol3·L－3向溫度一定、有固態(tài)Mg(OH)2存在的飽和溶液中加入某物質(zhì)或溶液，能使Mg(OH)2固體的質(zhì)量增加的是(

)A．CH3COONa的飽和溶液

B．NH4Cl的飽和溶液C．CuCl2的飽和溶液

D．蒸餾水答案：

A解析：CH3COONa水解顯堿性，OH－的濃度增大，Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向左移動(dòng)，Mg(OH)2固體的質(zhì)量增加．NH4Cl水解顯酸性，H＋的濃度增大，Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，Mg(OH)2固體的質(zhì)量減少．Ksp[Cu(OH)2]＜Ksp[Mg(OH)2]，加CuCl2飽和溶液使Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2沉淀，Mg(OH)2固體的質(zhì)量減少．加蒸餾水降低了Mg2＋和OH－的濃度，使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，Mg(OH)2固體的質(zhì)量減少．5．向5mL0.1mol·L－1NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加一滴0.1mol·L－1KI溶液并振蕩，沉淀變?yōu)辄S色，再滴入一滴0.1mol·L－1Na2S溶液并振蕩，沉淀又變成黑色，根據(jù)上述變化過(guò)程，分析此三種沉淀物的溶解度關(guān)系為(

)A．AgCl＝AgI＝Ag2S B．AgCl＜AgI＜Ag2SC．AgCl＞AgI＞Ag2S D．AgI＞AgCl＞Ag2S答案：C解析：沉淀溶解平衡總是向更難溶的方向轉(zhuǎn)化，且各溶液中[Cl－]＝[I－]＝[S2－]．由轉(zhuǎn)化現(xiàn)象可知三種沉淀物的溶解度關(guān)系為AgCl＞AgI＞Ag2S.6．已知常溫下，AgBr的Ksp＝4.9×10－13mol2·L－2、AgI的Ksp＝8.3×10－17mol2·L－2.(1)現(xiàn)向含有AgI的飽和溶液中：①加入AgNO3固體，則c(I－)________(填“變大”、“變小”或“不變”，下同)．②若改加更多的AgI固體，則c(Ag＋)________．③若改加AgBr固體，則c(I－)______，c(Ag＋)_______．(2)現(xiàn)向含有NaBr、KI均為0.002mol·L－1的溶液中加入等體積、濃度為4×10－3mol·L－1的AgNO3溶液，則產(chǎn)生的沉淀是__________________(填化學(xué)式)；若向其中再加入適量的NaI固體，則可發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________．答案：

(1)①變小②不變③變小變大(2)AgI、AgBr

AgBr＋I(xiàn)－===AgI＋Br－[師之說(shuō)]1．內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)．2．外因：遵循平衡移動(dòng)原理，對(duì)于沉淀溶解平衡來(lái)說(shuō)，它多數(shù)在溶液中進(jìn)行，可忽略壓強(qiáng)的影響(氣體在溶液中的溶解平衡除外)．(1)濃度的影響：加水時(shí)，平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)．(2)溫度的影響：升高溫度時(shí)，多數(shù)平衡向沉淀溶解的方

向移動(dòng)．但Ca(OH)2的溶解為放熱過(guò)程，所以升高溫

度時(shí)，平衡向析出Ca(OH)2的方向進(jìn)行，即溶解度減?。?3)同離子效應(yīng)：在溶液中含有與沉淀溶解平衡相同的離

子，平衡逆向移動(dòng)，溶解度減小．[例1]當(dāng)氫氧化鎂固體在水中溶解達(dá)到飽和時(shí)，存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，為使氫氧化鎂固體的量減少，可加入少量的(

)A．Na2S

B．MgSO4C．NH4NO3 D．NaOH[名師精析]

分析題目的目的“為使氫氧化鎂固體的量減少”，該目的就是使沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng)，因此加入的物質(zhì)只要能夠減小溶液中Mg2＋的濃度或減小OH－的濃度就可以了．通過(guò)比較，得出使該沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng)的最好方法是減小OH－的濃度，即最好加入酸性物質(zhì)．A項(xiàng)中的Na2S水解顯堿性，不符合；B項(xiàng)中的MgSO4溶解后增加了Mg2＋的濃度，平衡逆向移動(dòng)，不符合；C項(xiàng)中的NH4NO3水解顯酸性，符合要求；D項(xiàng)中的NaOH顯堿性，不符合．[答案]

C

[學(xué)之用]1．某一密閉絕熱容器中盛有飽和Ca(OH)2溶液，當(dāng)加入少量CaO粉末，下列說(shuō)法正確的是(

)①有固體析出②c[Ca(OH)2]增大③pH不變④[H＋]與[OH－]的乘積不變⑤[H＋]一定增大A．①④ B．①③C．①②④ D．①⑤解析：CaO與水反應(yīng)生成Ca(OH)2放出熱量使溶液溫度升高，Ca(OH)2溶解度降低，使Ca(OH)2(aq)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)平衡左移，OH－濃度減小，pH減小，同時(shí)析出Ca(OH)2.因溫度升高，KW＝[H＋]·[OH－]要增大，因[OH－]減小，則[H＋]一定增大．綜上所述，選D項(xiàng)．答案：D2．硫酸鍶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲線如下．下列說(shuō)法正確的是 (

)①溫度一定時(shí)，Ksp(SrSO4)隨c(SO)的增大而減?、谌齻€(gè)不同溫度中，313K時(shí)Ksp(SrSO4)最大③283K時(shí)，圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液是不飽和溶液④283K下的SrSO4飽和溶液升溫到363K后變?yōu)椴伙柡腿芤篈．①② B．②③C．②④ D．③④答案：

B解析：Ksp只與溫度有關(guān)，與濃度的大小無(wú)關(guān)，①錯(cuò)誤；由圖可知313K時(shí)Ksp(SrSO4)最大，②正確；a點(diǎn)在283K時(shí)的沉淀溶解平衡曲線以下，對(duì)應(yīng)的溶液是不飽和溶液，③正確；283K下的SrSO4飽和溶液升溫到363K后，因363K時(shí)的Ksp小于283K時(shí)的Ksp，故溶液仍是飽和溶液，④錯(cuò)誤．選B.3．(2010·山東高考)某溫度下，F(xiàn)e(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤簆H，金屬陽(yáng)離子濃度的變化如圖所示．據(jù)圖分析，下列判斷錯(cuò)誤的是

(

)A．Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH