第25講-難溶電解質(zhì)的溶解平衡(講義)(原卷版)

第25第25講難溶電解質(zhì)的溶解平衡考綱要求：考綱要求：1．了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。2．理解溶度積(Ksp)的含義，能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。考點(diǎn)一沉淀溶解平衡及應(yīng)用一、沉淀溶解平衡1．沉淀溶解平衡的概念在一定溫度下，當(dāng)難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶于水形成飽和溶液時(shí)，沉淀溶解速率和生成沉淀速率相等的狀態(tài)。2．沉淀溶解平衡的建立固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)v溶解>v沉淀，固體溶解；②v溶解＝v沉淀，溶解平衡；③v溶解<v沉淀，析出晶體。3．沉淀溶解平衡的特點(diǎn)4．影響沉淀溶解平衡的因素(1)內(nèi)因難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)，這是決定因素。(2)外因①濃度：加水稀釋，平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)；②溫度：絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過程，升高溫度，平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)；③同離子效應(yīng)：向平衡體系中加入難溶物溶解產(chǎn)生的離子，平衡向生成沉淀的方向移動(dòng)；④其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或更難電離或氣體的離子時(shí)，平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)。二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用1．沉淀的生成當(dāng)溶液中離子積(Qc)大于溶度積(Ksp)時(shí)有沉淀生成。①調(diào)節(jié)pH法：如除去NH4Cl溶液中的FeCl3雜質(zhì)，可加入氨水調(diào)節(jié)pH至4左右，離子方程式為Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。②沉淀劑法：如用H2S沉淀Cu2＋，離子方程式為Cu2＋＋H2S=CuS↓＋2H＋。2．沉淀的溶解當(dāng)溶液中離子積(Qc)小于溶度積(Ksp)時(shí)，沉淀可以溶解。①酸溶解：用離子方程式表示CaCO3溶于鹽酸：CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋CO2↑＋H2O。②堿溶解法如Al2O3溶于NaOH溶液，離子方程式為：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O③鹽溶解：用離子方程式表示Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液：Mg(OH)2＋2NHeq\o\al(＋,4)=Mg2＋＋2NH3·H2O。④配位溶解：用離子方程式表示AgCl溶于氨水：AgCl＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。⑤氧化還原溶解：如不溶于鹽酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。3．沉淀的轉(zhuǎn)化通常，一種沉淀可以轉(zhuǎn)化為更難溶的沉淀，兩種難溶物的溶解能力差別越大，這種轉(zhuǎn)化的趨勢就越大。①實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)。②實(shí)例：AgNO3溶液eq\o(→,\s\up7(NaCl))AgCleq\o(→,\s\up7(NaBr))AgBr，則Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)。③應(yīng)用：鍋爐除垢：將CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3，離子方程式為CaSO4＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3＋eq\a\vs4\al(SO\o\al(2－,4))。礦物轉(zhuǎn)化：CuSO4溶液遇ZnS轉(zhuǎn)化為CuS，離子方程式為ZnS＋Cu2＋=CuS＋Zn2＋。廢水處理：利用FeS除廢水中的重金屬離子，如Hg2＋，離子方程式為FeS＋Hg2＋=HgS＋Fe2＋。基礎(chǔ)通關(guān)練基礎(chǔ)通關(guān)練1．難溶電解質(zhì)在水中達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)，下列說法中不正確的A．溶液中不存在難溶電解質(zhì)離子B．沉淀的速率和溶解的速率相等C．繼續(xù)加入難溶電解質(zhì)，溶液中各離子濃度不變D．一定條件下可以轉(zhuǎn)化為更難溶的物質(zhì)2．將一定量的放入水中，對此有關(guān)的敘述正確的是A．不溶于水，所以固體質(zhì)量不會(huì)減少B．的電離方程式為：C．加水或加入溶液，Ksp不變，沉淀溶解平衡不移動(dòng)D．體系中存在平衡：3．在盛有硫酸銅飽和溶液的燒杯中，投入一塊不規(guī)則的硫酸銅晶體，隔一段時(shí)間后，得到的結(jié)論是（

）A．晶體部分溶解了 B．晶體的形狀和質(zhì)量不變C．晶體的質(zhì)量增加了，形狀也發(fā)生了改變 D．晶體的質(zhì)量不變，形狀改變了4．在AgCl飽和溶液中尚有AgCl固體存在，當(dāng)向溶液中加入0.1mol/L的鹽酸時(shí)，下列說法正確的是()A．AgCl沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng) B．AgCl的Ksp增大C．溶液中c(Cl－)增大 D．溶液中c(Ag＋)增大(1)對于化學(xué)式中陰、陽離子個(gè)數(shù)比不同的難溶電解質(zhì)，Ksp小的溶解度不一定小。如Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2CrO4)，但c(Ag＋)是Ag2CrO4>AgCl。(2)不可能使要除去的離子全部通過沉淀除去。一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1.0×10－5mol·L－1時(shí)，沉淀已經(jīng)完全。(3)溶解度較小的沉淀，并不一定必須轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀。在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的沉淀。例如，在BaSO4的飽和溶液中加入高濃度的Na2CO3溶液，只要Qc(BaCO3)>Ksp(BaCO3)就可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的BaCO3沉淀。(4)一般說來，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)，但溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度稍大的沉淀在一定條件下也能實(shí)現(xiàn)。(5)沉淀溶解平衡是化學(xué)平衡的一種，沉淀溶解平衡也同樣遵循勒夏特列原理。(6)沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，再加入該難溶物對平衡無影響。(7)難溶電解質(zhì)的溶解過程有的是吸熱過程，有的是放熱過程。(8)由于沉淀的生成取決于Qc與Ksp的相對大小，而溶解度與相對分子質(zhì)量有關(guān)，有可能溶解度大的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解度小的。(9)若一種沉淀劑可使溶液中多種離子產(chǎn)生沉淀時(shí)，則可以控制條件，使這些離子先后分別沉淀。①對同一類型的沉淀，Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀效果越好。例如在Cl－、Br－、I－的混合溶液中，由于AgCl、AgBr、AgI的Ksp相差較大，可向混合溶液中逐漸滴加AgNO3溶液，可按AgI、AgBr、AgCl的順序先后沉淀。查缺補(bǔ)漏練查缺補(bǔ)漏練5．將等量的固體Mg(OH)2，置于等體積的下列液體中，最終固體剩余最少的是（

）A．在純水中 B．在0.1mol/L的MgCl2溶液中C．在0.1mol/L的NH3·H2O中 D．在0.1mol/L的CH3COOH溶液中6．下列關(guān)于沉淀溶解平衡的說法中不正確的是A．難溶電解質(zhì)在溶液中存在沉淀溶解平衡，且是一種動(dòng)態(tài)平衡B．Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)與溫度有關(guān)，而與沉淀的量和溶液中離子的濃度無關(guān)C．Ksp反映了物質(zhì)在水中的溶解能力，可直接根據(jù)Ksp的大小比較電解質(zhì)在水中溶解能力的大小D．可通過Q和Ksp的相對大小，來判斷沉淀溶解平衡的移動(dòng)方向7．難溶鹽MA在水中溶解為吸熱過程，其沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．圖中溫度B．溫度下，值為C．在溫度下，加適量的NaA固體可使飽和溶液由p點(diǎn)變到n點(diǎn)D．向q點(diǎn)的飽和溶液中滴加NaA溶液，立即析出MA沉淀8．往鍋爐注入Na2CO3溶液浸泡，將水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3，再用鹽酸去除，下列敘述中正確的是A．溫度升高，Na2CO3溶液的Kw和c(H+)均會(huì)增大B．CaSO4能轉(zhuǎn)化為CaCO3，說明Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)C．CaCO3溶解于鹽酸而CaSO4不溶，是因?yàn)榱蛩崴嵝詮?qiáng)于鹽酸D．沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式為(aq)+CaSO4(s)?CaCO3(s)+(aq)考點(diǎn)二溶度積常數(shù)及應(yīng)用1．溶度積和濃度商以AmBn(s)=mAn＋(aq)＋nBm－(aq)為例：溶度積濃度商概念沉淀溶解的平衡常數(shù)溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積符號KspQc表達(dá)式Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的濃度都是平衡濃度Qc(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的濃度是任意濃度應(yīng)用判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解：①Q(mào)c>Ksp：溶液過飽和，有沉淀析出；②Qc＝Ksp：溶液飽和，處于平衡狀態(tài)；③Qc<Ksp：溶液未飽和，無沉淀析出2．Ksp的影響因素Ksp只受溫度影響，與其他外界條件無關(guān)。絕大多數(shù)難溶電解質(zhì)的溶解是吸熱過程，升高溫度，平衡向溶解方向移動(dòng)，Ksp增大。向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶物質(zhì)或更難電離物質(zhì)或氣體的離子時(shí)，平衡向溶解方向移動(dòng)，但Ksp不變?；A(chǔ)通關(guān)練基礎(chǔ)通關(guān)練1．下列有關(guān)沉淀溶解平衡的說法中錯(cuò)誤的是A．的溶度積常數(shù)表達(dá)式B．難溶于水，溶液中沒有和SOC．升高溫度，的溶解度增大D．向懸濁液中加入固體，溶解的量減少2．已知25℃時(shí)，AgCl的Ksp=1.56×10-10，AgBr的Ksp=5.0×10-13，將AgCl與AgBr的飽和溶液等體積混合，再加入足量濃硝酸銀溶液，發(fā)生的反應(yīng)為A．只有AgBr沉淀生成 B．AgCl和AgBr沉淀等量生成C．AgCl沉淀少于AgBr沉淀 D．AgCl沉淀多于AgBr沉淀3．下列說法不正確的是A．反應(yīng)MgO(s)+C(s)=Mg(s)+CO(g)在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的?H>0B．向有AgCl固體的飽和溶液中加少許水，c(Ag+)和Ksp(AgCl)都不變C．0.1mol·L-1CH3COOH溶液加水稀釋后，溶液中的值減小D．鍋爐中沉積的CaSO4可用飽和Na2CO3溶液浸泡，再將不溶物用稀鹽酸溶解除去4．在T℃時(shí)，鉻酸銀(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法不正確的是A．T℃時(shí)，在Y點(diǎn)和Z點(diǎn)，Ag2CrO4的Ksp相等B．圖中a=×10-4C．T℃時(shí)，Ag2CrO4的Ksp=1×10-8D．在飽和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y點(diǎn)變?yōu)閄點(diǎn)(1)沉淀溶解平衡一般是吸熱的，溫度升高平衡右移，Ksp增大，但Ca(OH)2相反。(2)對于沉淀溶解平衡AmBn(s)=mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)，對于相同類型的物質(zhì)，Ksp的大小反映了難溶電解質(zhì)在溶液中溶解能力的大小，也反映了該物質(zhì)在溶液中沉淀的難易。(3)在一定條件下，溶解度小的沉淀也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的沉淀。(4)沉淀溶解平衡是化學(xué)平衡的一種，沉淀溶解平衡移動(dòng)分析時(shí)也同樣遵循勒夏特列原理。(5)溶度積大的難溶電解質(zhì)的溶解度不一定大，只有組成相似的難溶電解質(zhì)才有可比性。(6)復(fù)分解反應(yīng)總是向著某些離子濃度減小的方向進(jìn)行，若生成難溶電解質(zhì)，則向著生成溶度積較小的難溶電解質(zhì)的方向進(jìn)行。查缺補(bǔ)漏練查缺補(bǔ)漏練5．已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgBr)=7.7×10-13，Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12.某溶液中含有Cl-、Br-和的濃度均為0.010mol·L-1，向該溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO3溶液時(shí)，三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序?yàn)锳．Cl-、Br-、 B．、Br-、Cl-C．Br-、Cl-、 D．Br-、、Cl-6．下列實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論都正確的是：實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論A溴乙烷與NaOH的乙醇溶液混合加熱，將產(chǎn)生的氣體通入酸性KMnO4溶液酸性KMnO4溶液褪色溴乙烷與NaOH的乙醇溶液發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯B向NaCl和NaI的混合溶液中滴加少量AgNO3溶液出現(xiàn)黃色沉淀Ksp(AgCl)＜Ksp(Agl)C向兩支盛有KI3溶液的試管中，分別滴加淀粉和AgNO3溶液前者溶液變藍(lán)，后者有黃色沉淀KI3溶液中存在I2和I-D白鐵皮(鍍鋅鐵)出現(xiàn)刮痕后浸泡在飽和食鹽水中，一段時(shí)間后滴入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液無明顯現(xiàn)象該過程未發(fā)生原電池反應(yīng)A．A B．B C．C D．D7．難溶物在水溶液中存在沉淀溶解平衡，已知Ksp(CaSO4)=9.0×10-6，Ksp(CaCO3)=2.8×10-9，離子濃度與物質(zhì)常溫下的溶解度關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是A．L1為CaSO4曲線，L2為CaCO3曲線B．c1的數(shù)量級為10-4，c2=3.0×10-3mol/LC．常溫下L1溶解度：a>d，a>eD．降低溫度a點(diǎn)可移動(dòng)至c點(diǎn)8．已知相同溫度下，Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Co(OH)2]。某溫度下，Cu(OH)2和Co(OH)2的飽和溶液中-lgc(Cu2+)、-lgc(Co2+)與pOH[-lgc(OH-)]的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是A．Cu(OH)2沉淀不能轉(zhuǎn)化為Co(OH)2沉淀B．該溫度下Ksp[Cu(OH)2]=1.0×10-10C．通過蒸發(fā)可使溶液由d點(diǎn)變到c點(diǎn)D．向飽和溶液中加入適量NaOH固體，可使溶液由a點(diǎn)移到b點(diǎn)一、Ksp的計(jì)算類型(1)已知Ksp求溶液中的某種離子的濃度，如Ksp＝a的飽和AgCl溶液中c(Ag＋)＝eq\r(a)mol·L－1。(2)已知Ksp、溶液中某離子的濃度，求溶液中的另一種離子的濃度，如某溫度下AgCl的Ksp＝a，在0.1mol·L－1的NaCl溶液中加入過量的AgCl固體，達(dá)到平衡后c(Ag＋)＝10amol·L－1。(3)計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù)，如對于反應(yīng)Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)，Ksp(MnS)＝c(Mn2＋)·c(S2－)，Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)·c(S2－)，而平衡常數(shù)K＝eq\f(cMn2＋,cCu2＋)＝eq\f(KspMnS,KspCuS)。二、判斷是否沉淀及沉淀的順序(1)對于任何一種難溶物而言，是否可以生成沉淀，需要通過判斷Q與Ksp的相對大小，只有當(dāng)Q＞Ksp時(shí)才會(huì)生成沉淀。(2)當(dāng)難溶物的組成形式相同時(shí)，才可以根據(jù)Ksp的大小判斷沉淀的生成順序，Ksp小的先沉淀。(3)當(dāng)兩種離子濃度相差很大的時(shí)候，滴入相同的離子，只要Q＞Ksp就能生成沉淀，所以Ksp大的也可能先生成沉淀。三、沉淀溶解平衡圖像的解題思路分析(1)沉淀溶解平衡曲線類似于溶解度曲線，曲線上任一點(diǎn)都表示飽和溶液，曲線上方的任一點(diǎn)均表示過飽和溶液，此時(shí)有沉淀析出，曲線下方的任一點(diǎn)均表示不飽和溶液。(2)從圖像中找到數(shù)據(jù)，根據(jù)Ksp公式計(jì)算得出Ksp的值。(3)比較溶液的Q與Ksp的大小，判斷溶液中有無沉淀析出。(4)涉及Q的計(jì)算時(shí)，所代入的離子濃度一定是混合溶液中的離子濃度，因此計(jì)算離子濃度時(shí)，所代入的溶液體積也必須是混合溶液的體積。四、解沉淀溶解平衡圖像題三步驟(1)明確圖像中縱、橫坐標(biāo)的含義縱、橫坐標(biāo)通常是難溶物溶解后電離出的離子濃度。(2)理解圖像中線上點(diǎn)、線外點(diǎn)的含義①以氯化銀為例，在該沉淀溶解平衡圖像上，曲線上任意一點(diǎn)都達(dá)到了沉淀溶解平衡狀態(tài)，此時(shí)Qc＝Ksp。在溫度不變時(shí)，無論改變哪種離子的濃度，另一種離子的濃度只能在曲線上變化，不會(huì)出現(xiàn)在曲線以外。②曲線上方區(qū)域的點(diǎn)均為過飽和溶液，此時(shí)Qc>Ksp。③曲線下方區(qū)域的點(diǎn)均為不飽和溶液，此時(shí)Qc<Ksp。(3)抓住Ksp的特點(diǎn)，結(jié)合選項(xiàng)分析判斷①溶液在蒸發(fā)時(shí)，離子濃度的變化分兩種情況：A．原溶液不飽和時(shí)，離子濃度都增大；B．原溶液飽和時(shí)，離子濃度都不變。②溶度積常數(shù)只是溫度的函數(shù)，與溶液中溶質(zhì)的離子濃度無關(guān)，在同一曲線上的點(diǎn)，溶度積常數(shù)相同。能力提升練能力提升練9．由下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論正確的是選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象結(jié)論A向某溶液中滴加幾滴新制氯水，再滴加少量KSCN溶液，溶液變紅溶液中含有Fe2+B室溫下，測得NaX和NaY溶液的pH分別為8和9酸性：HX>HYC蔗糖溶液中加入少量稀硫酸，水浴加熱5min，加氫氧化鈉溶液至溶液呈堿性，再加入少量新制Cu(OH)2，繼續(xù)加熱5min，生成磚紅色沉淀蔗糖完全水解D向等體積等濃度的稀硫酸中分別加入少量等物質(zhì)的量的ZnS和CuS固體，ZnS溶解而CuS不溶解Ksp(ZnS)>Ksp(CuS