1、第四节 难溶电解质的溶解平衡,【新课导入】),自来水是河水、湖水或者井水经过沉降,除去泥沙,消毒杀菌后得到的,其中含有的钙镁离子比较多,称为硬水。如果直接用硬水洗衣服,浪费肥皂;如果用水壶烧水,溶解在其中的碳酸氢钙Ca(HCO3)2和碳酸氢镁Mg(HCO3)2在沸腾的水里分解,放出二氧化碳(CO2),变成难溶解的碳酸钙(CaCO3)和氢氧化镁Mg(OH)2而沉淀下来形成水垢。水垢不容易传热,浪费燃料。 你知道水垢中的Mg(OH)2是怎样生成的吗?,【课标要求】,1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。 2.了解沉淀转化的本质。 3.学会用沉淀溶解平衡理论解决生产、生活中的实际问题。,知识探究 梳理知
2、识点拨方法,1.溶解平衡 (1)概念:在一定温度下,当沉淀 和 的速率相等时,即达到溶解平衡。 (2)表达式(以AgCl为例): 。 (3)特征,探究点一 沉淀溶解平衡,溶解,生成,相等,保持不变,(4)生成难溶电解质的限度(标志) 对于常量的化学反应来说,化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于 时,沉淀就达完全。 思考1 常温下,分别将AgCl溶于水和0.1 mol/L的NaCl溶液中,其溶解度相同吗?为什么? 提示:不同,在NaCl溶液中,Cl-的存在会导致AgCl(s) Ag+(aq)+Cl- (aq)向左移动,使AgCl溶解度更小。,110-5 molL-1,(5)影响沉淀溶解平衡的
3、因素,2.沉淀反应的应用 (1)沉淀的生成,调节pH法,加入氨水调节pH至78,可除去氯化铵中的杂质氯化铁,加沉淀剂法,以Na2S、H2S等作沉淀剂,使Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,(2)沉淀的溶解,酸溶解法,大多数难溶于水的碳酸盐、氢氧化物都能在强酸中溶解,盐溶液溶解法,Mg(OH)2沉淀不仅能被盐酸溶解,还能被NH4Cl溶液溶解,(3)沉淀的转化,实质,沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动, 的沉淀易转化成 的沉淀。两种沉淀的溶解度差别 ,沉淀越容易转化,应用,锅炉除水垢 自然界中矿物的沉淀,溶解度小,溶解度更小,越大,思考2 如果除去某溶液中的 ,你选择可溶性
4、钙盐还是钡盐?为什么? 提示:选择可溶性钡盐,因为BaSO4的溶解度比CaSO4的溶解度小,用Ba2+沉淀更完全。,名师点拨,1.难溶电解质溶解平衡的两个“易混点” (1)难溶电解质的溶解度虽很小,但不可能为零(完全不溶解),溶液中的离子结合成难溶电解质时,也不可能完全进行到底。勒夏特列原理同样适用于溶解平衡。,2.解答沉淀溶解平衡题的两个关键点 (1)在平衡“固体溶质 溶液中的溶质”中:v(溶解)v(沉淀),固体溶解; v(溶解)=v(沉淀),达到溶解平衡;v(溶解)v(沉淀),析出固体。 (2)一定温度下,饱和溶液中析出溶质后,溶液仍为饱和溶液,溶液中各离子浓度保持不变,溶质的物质的量浓度
5、也不变。,1.(2016山西临汾一中月考)在AgCl饱和溶液中尚有AgCl固体存在,当向溶液中加入0.1 mol/L的盐酸时,下列说法正确的是( ) A.AgCl沉淀溶解平衡向溶解方向移动 B.AgCl的溶解度增大 C.溶液中c(Ag+)增大 D.溶液中c(Cl-)增大,解析:加入盐酸后,c(Cl-)增大,使沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动,溶液中c(Ag+)减小,AgCl的溶解度减小,故A、B、C均错误。,过关演练 巩固知识提升能力,D,2.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
6、,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。,B,3.把足量熟石灰放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq),下列叙述正确的是( ) A.给溶液加热,溶液的pH升高 B.恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高 C.向溶液中加入Na2
7、CO3溶液,Ca(OH)2固体增多 D.向溶液中加入少量的NaOH固体,Ca(OH)2固体增多,D,4.要使工业废水中的Pb2+沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知Pb2+形成的化合物的溶解度如下:,解析:生成沉淀的溶解度越小,Pb2+沉淀越完全。由表中数据可知,PbS的溶解度最小,故沉淀剂最好为硫化物。,由上述数据可知,沉淀剂最好选用( ) A.硫化物 B.硫酸盐 C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可,A,5.实验:0.1 molL-1AgNO3溶液和 0.1 molL-1 NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c; 向滤液b中滴加0.1 molL-1KI溶液,出现
8、浑浊; 向沉淀c中滴加0.1 molL-1KI溶液,沉淀变为黄色。 下列分析不正确的是( ) A.浊液a中存在沉淀溶解平衡: AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) B.滤液b中不含有Ag+ C.中颜色变化说明AgCl转化为AgI D.实验可以证明AgI比AgCl更难溶,B,解析:由实验现象和反应原理可知,浊液a中含有AgCl及硝酸钠,滤液b为硝酸钠溶液(含极少量的Ag+、Cl-),白色沉淀c为AgCl,中出现的浑浊为AgI,中的黄色沉淀为AgI。浊液a中存在AgCl的溶解平衡,A项正确;由选项A可知滤液b中含有Ag+,B项不正确;中的黄色沉淀为AgI,是由AgCl电离出的Ag+与I-
9、结合生成的,C项正确;实验和实验均说明AgI比AgCl更难溶,D项正确。,知识探究 梳理知识点拨方法,1.溶度积Ksp,探究点二 溶度积常数及应用,表达式,MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq),Ksp= .,概 念,在一定温度下,Ksp是一个常数,称为溶度积常数,简称溶度积,cm(Mn+)cn(Am-),影 响,种物质的Ksp只与 有关,相同类型的难溶电解质溶度积越小,其溶解度越 .,温度,小,2.Ksp意义 同类型物质,在相同温度下Ksp数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强,不同类型物质Ksp大小不具有可比性。如根据Ksp可判断溶解能力:AgIAgBrAgCl,Cu(OH)
10、2Mg(OH)2,25 时Ksp(AgCl)=1.810-10, KspMg(OH)2=1.810-11,不能比较两者溶解性大小。 3.溶度积规则 设任意浓度的溶液中离子浓度幂的乘积为Qc(离子积),通过比较溶度积与Qc的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。,QcKsp,Qc=Ksp,QcKsp,名师点拨,1.溶度积的三个“易错点” (1)对同种难溶电解质,温度一定时,其溶度积就是定值。不能认为某种离子的浓度增大或减小了,其溶度积就变化。 (2)比较物质的溶解度大小时,要注意物质的类型相同且化学式中阴阳离子的个数比相同,溶度积越小,其溶解度也越小。如果不同,则不能直接利
11、用溶度积的大小来比较其溶解性,需转化为溶解度进行比较,否则易误判。 (3)涉及Qc的计算时,易忽视等体积混合后离子的浓度均减半而使计算出错。故离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。,2.数形结合考查溶度积常数 (1)不同的难溶物在同一条件下,不能说Ksp小的先沉淀,而要通过计算比较Qc与Ksp的关系。其根本原因在于不同的物质溶度积表达式不同,计算的结果也不同。 (2)溶度积曲线上的点表示该条件下,达到溶解与沉淀平衡状态;在曲线下方的点表示该点下未达到平衡;在曲线上方的点表示过饱和状态,此时有沉淀析出。,1. 下列说法不正确的是( ) A.Ksp只与难溶电解
12、质的性质和温度有关 B.由于Ksp(ZnS)Ksp(CuS),所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀 C.其他条件不变,离子浓度改变时,Ksp不变 D.两种难溶电解质作比较时,Ksp小的,溶解度一定小,解析:相同温度下不同的难溶电解质,溶度积不同,这是由物质本身的性质决定的,对同一难溶电解质来说,温度不同Ksp不同,Ksp不受其他因素的影响,同类型难溶电解质,Ksp数值越小,其溶解度越小。,过关演练 巩固知识提升能力,D,2.(2017甘肃天水一中高二段考)已知25 时,KspMg(OH)2=1.810-11, Ksp(MgF2)=7.4210-11。下列说法正确的是( ) A.25 时
13、,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大 B.25 时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大 C.25 时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 molL-1氨水中的Ksp比在20 ML 0.01 molL-1 NH4Cl溶液中的Ksp小 D.25 时,向两者的饱和溶液中分别加水,平衡均向沉淀溶解方向移动, (仍有固体剩余)c(Mg2+)均增大,解析:因KspMg(OH)2小于Ksp(MgF2),则前者的c(Mg2+)小,A项错误; 结合OH-使氢氧化镁溶解平衡正向移动,c(Mg2+)增大,B项正确;Ksp只与温度有关,C项错
14、误;25 时,向两者的饱和溶液中分别加水,平衡均向沉淀溶解方向移动,(仍有固体剩余)c(Mg2+)不变,D项错误。,B,3.已知:Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=1.510-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.010-12,则下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是( ) A.AgClAgIAg2CrO4 B.AgClAg2CrO4AgI C.Ag2CrO4AgClAgI D.Ag2CrO4AgIAgCl,C,解析:AgCl溶液中Ag+浓度数量级为10-5,AgI溶液中Ag+浓度数量级为10-8,Ag2CrO4溶液中Ag+浓度数量级为10-4,此时可顺利比较出
15、Ag+浓度大小。,1.为了除去ZnCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后再加入适量盐酸,最好选的试剂是( ) A.NH3H2O B.NaOH C.ZnCO3 D.Na2CO3,解析:A、B、D项在除去Fe3+的同时,分别引入新杂质:、Na+、Na+,而C项不会引入杂质。,C,课堂检测 即学即测查漏补缺,2.已知,常温下,Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=8.310-17,下列叙述中正确的是( ) A.常温下,AgCl在饱和NaCl溶液中的Ksp比在纯水中的Ksp小 B.向AgCl的悬浊液中加入KI溶液,沉淀由白色转化为黄色 C.将0.001
16、molL-1的AgNO3溶液滴入KCl和KI的混合溶液中,一定先产生AgI沉淀 D.向AgCl的饱和溶液中加入NaCl晶体,有AgCl析出且溶液中c(Ag+)= c(Cl-),B,解析:Ksp只与温度有关,与溶液中离子浓度无关,温度不变,则溶度积不变,A错误;Ksp(AgCl)Ksp(AgI),沉淀转化为溶解度更小的物质容易发生,向AgCl的悬浊液中加入KI溶液,沉淀由白色转化为黄色,B正确;KCl和KI的混合溶液中,c(Cl-)和c(I-)的大小无法比较,所以Qc也无法知道,无法判断Qc与Ksp的大小,也就无法确定沉淀的先后顺序,C错误;向AgCl的饱和溶液中加入NaCl晶体,溶解平衡逆向移
17、动,生成沉淀,c(Ag+)减小, c(Cl-)增大,c(Ag+)c(Cl-),D错误。,3.(2018山东临沂五县联考)25 时,某难溶性碱MOH在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(单位:molL-1)。下列说法正确的是( )A.该碱在25 时的Ksp为210-10 B.a点的Ksp大于b点的Ksp C.通过蒸发可使溶液由b点变为c点 D.25 时,要使c(M+)为0.1 molL-1的溶液形成沉淀,溶液的pH至少要升高到5,D,4.在有固体Mg(OH)2存在的饱和溶液中,存在着如下平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),向该饱和溶液中加入CH3COONa(s)时,固体M
18、g(OH)2的质量 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),加NH4Cl(s)时,固体Mg(OH)2的质量 。,答案:增大 减小,5.(1)向0.1 mol/L的AgNO3溶液中加入等体积0.1 mol/L的NaCl和0.1 mol/L的NaBr混合液,生成的沉淀主要是 。 (2)取等体积的AgCl和AgI饱和溶液混合,再加入足量AgNO3溶液,生成的沉淀主要是 。,解析:(1)AgNO3的量不足,先生成溶解度更小的AgBr。 (2)由于AgCl溶解度大,混合溶液中c(Cl-)大,加入足量AgNO3溶液主要生成AgCl沉淀。 答案:(1)AgBr (2)AgCl,(3)现向含AgBr的饱和溶液
19、中: 加入固体AgNO3,则c(Ag+) (填“变大”“变小”或“不变”,下同); 加入更多的AgBr固体,则c(Ag+) ; 加入AgCl固体,则c(Br-) ,c(Ag+) ; 加入Na2S固体,则c(Br-) ,c(Ag+) 。,解析:(3)向AgBr饱和溶液中加入AgNO3,c(Ag+)变大,溶解平衡向左移动。 加入AgBr固体,对溶解平衡无影响,c(Ag+)不变。 因AgCl溶解度大于AgBr,加入AgCl固体时,c(Ag+)变大,溶解平衡向左移动,c(Br-)变小。 因Ag2S溶解度小于AgBr,加入Na2S固体时,生成Ag2S,溶解平衡向右移动,c(Br-)变大,但c(Ag+)变
20、小。 答案:(3)变大 不变 变小 变大 变大 变小,沉淀溶解平衡属于动态平衡,影响平衡的因素及平衡移动方向的分析方法同其他平衡,其原理经常应用在物质的分离提纯实验中。 【典型例题】 25 时几种难溶电解质的溶解度如表所示:,实验微专题8 溶解平衡在化学实验中的应用,在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如: 为了除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,再加入一定量的试剂反应,过滤结晶即可; 为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入足量的氢氧化镁,充分反应,过滤结晶即可; 为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+,先将混合物溶于水,加入一定量的H
21、2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液的pH=4,过滤结晶即可。请回答下列问题:,(1)上述三个除杂方案都能够达到很好的效果,Fe2+、Fe3+都被转化为(填化学式)而除去。 (2)中加入的试剂应该选择 ,其原因是 。 (3)中除去Fe3+所发生的离子方程式为 。 (4)下列与方案相关的叙述中,正确的是 (填字母)。 A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质,不产生污染 B.将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀难过滤 C.调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜 D.Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中 E.在pH4的溶液中Fe3+
22、一定不能大量存在,解析:实验中为了不引入杂质离子,应加入氨水使Fe3+沉淀,而不能用NaOH溶液。实验中根据溶解度数据可知Mg(OH)2能转化为Fe(OH)3,因此在MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2除去Fe3+,然后将沉淀一并过滤。实验中利用Fe3+极易水解的特点,根据题意可知调节溶液的pH=4可使Fe3+沉淀完全,为了不引入杂质离子,可使用氢氧化铜、碱式碳酸铜等调节溶液的pH。(4)选项B是错误的,原因是若不把Fe2+氧化为Fe3+,当Fe2+沉淀完全时,Cu2+也沉淀完全。 答案:(1)Fe(OH)3 (2)氨水 不会引入新的杂质 (3)2Fe3+3Mg(OH)2 3Mg2+2Fe(
23、OH)3 (4)ACDE,【变式练习】 1.卤水中蕴含着丰富的镁资源,就MgCl2粗产品的提纯、镁的冶炼过程回答下列问题: 已知MgCl2粗产品的溶液中含有Fe2+、Fe3+和Al3+。下表是生成氢氧化物沉淀的pH:,(1)把MgCl2粗产品的溶液中的Fe2+转化为Fe3+,可选用的物质是 (填序号,下同),加入 调节溶液的pH,充分反应后过滤,可得MgCl2溶液。 a.KMnO4 b.H2O2 c.MgO d.NaOH,解析:(1)把MgCl2粗产品的溶液中的Fe2+转化为Fe3+,可选用的物质是过氧化氢,氧化亚铁离子为铁离子,调节溶液pH除去,加入的试剂不引入新的杂质,应选择氧化镁。 答案
24、:(1)b c,(2)由MgCl26H2O获得MgCl2的操作是 。,解析:(2)如果直接在空气中加热MgCl26H2O,则Mg2+会水解生成Mg(OH)Cl和HCl,通入HCl可以抑制其水解,应在氯化氢气流中失水获得氯化镁晶体。 答案:(2)将MgCl26H2O在干燥的HCl气流中加热,2.工业上制取纯净的CuCl22H2O的主要过程是:将粗氧化铜(含少量Fe)溶解于稀盐酸中,加热、过滤,调节滤液的pH为3;对所得滤液按下列步骤进行操作:,已知Cu2+、Fe2+在pH为45时不水解,而Fe3+却几乎完全水解而沉淀。请回答下列问题: (1)X是什么物质? 。其反应的离子方程式是 。,解析:(1)根据框图,加入氧化剂X可把Fe2+氧化为Fe3+,而没有增加新杂质,所以X为Cl2或H2O2。,(2)Y物质应具备的条件是 ,生产中Y可选 。 (3)溶液在蒸发结晶时应注意 。,答案:(2)调节溶液酸性,使pH为45,且不引入新杂质 CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 (3)通入HCl气体(或加入盐酸),并不断搅拌且不能蒸干,谢谢观赏！,
