1、1江苏省连云港市赣榆县赣榆县海头高级中学 2015 高中化学 3.4 沉淀溶解平衡学案 2 苏教版选修 4三点剖析重点 1 沉淀溶解平衡的建立溶解和结晶的平衡也受外界条件的影响，如果改变温度、改变浓度也会使溶解和结晶的平衡破坏。在 AgCl 的溶液中，一方面，在水分子作用下，少量 Ag+和 Cl-脱离 AgCl 的表面溶于水中 AgCl=Ag+Cl-；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，Ag +Cl-=AgCl。在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，便得到了 AgCl 的饱和溶液，即建立如下动态平衡：AgCl(s) Cl-
2、(aq)+Ag+(aq)难溶电解质的溶解平衡也是有条件的，条件变化，平衡破坏。如上述的沉淀和溶解平衡就受温度、浓度等的影响，通过条件的变化可以使沉淀生成、沉淀溶解，也可以使沉淀转化。溶解平衡特征（1） “动”动态平衡，溶解的速率和沉淀的速率并不为 0。（2） “等”v 溶解 =v 沉淀 。（3） “定”达到平衡时，溶液中离子的浓度保持不变。（4） “变”当改变外界条件时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。【例 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
3、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重点 2 沉淀溶解平衡的移动由于难溶物溶解是一个可逆反应，物质溶解为吸热反应，升高温度溶解度增大。溶度积规则AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp=Cm(An+)Cn(Bm-)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
4、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：QcK sp，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。QcK sp,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。2增大 An+和 Bm-的浓度，平衡向生成沉淀的方向移动，减小 An+和 Bm-的浓度，平衡向沉淀溶解的方向移动。【例 2】在有固态 Mg(OH)2存在的饱和溶液中，存在着如下平衡：Mg(OH)2 Mg2+(aq)+2OH-(aq)向该饱和溶液中分别加入固体 CH3COONa、NH 4Cl 时，固体 Mg（OH） 2的质量有什么变化？解析：
5、可运用平衡移动原理，加以解释。答案：加入固体 CH3COONa 使 Mg(OH)2固体的质量增加。理由是 CH3COONa 在溶液中水解CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,增大了 c(OH-),使 Mg(OH)2的溶解平衡向着生成 Mg(OH)2的方向移动。加入固体 NH4Cl 使 Mg(OH)2固体的质量减小。理由是 NH4Cl 在溶液中电离出 ，4NH与 OH-发生反应： +OH- NH3H2O，减小了 c(OH-)，使 Mg(OH)2溶解平衡向NH4NH着生成 Mg2+和 OH-的方向移动。难点 1 有关溶度积的计算与应用1.AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)
6、,Ksp=cm( n+)cn( m-)分别求出 n+和 m-的浓度就可以求出 Ksp。2.求 An+和 Bm-的浓度，或者求 AmBn的溶解度。利用公式 = 。溶 液溶 质 S10【例 3】 铬酸银在 298 K 时的溶解度为 0.004 45 g,求其溶度积。解析：因铬酸银（Ag 2CrO4）饱和溶液是极稀的，其密度可认为是 1 gmL-1，已知 Ag2CrO4的相对分子质量为 332，所以 Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度为=1.3410-4 molL-113105.mLLgolg因 Ag2CrO4 2Ag+ 24CrO所以 c(Ag+)=21.3410-4 molL-1=2.6810
7、-4 molL-1c( )=1.3410-4 molL-124CrKsp(Ag2CrO4)=c2(g +)c( )=(2.6810-4)21.3410-4=9.6210-12。24r答案：K sp(Ag2CrO4)=9.6210-12难点 2 溶解沉淀的化学方法化学方法溶解沉淀的原则是：使沉淀溶解平衡向着溶解的方向移动。常用的方法有酸碱溶解法、配位溶解法、氧化还原溶解法和沉淀转化溶解法。1.酸碱溶解法3原理是借助某些可溶性弱电解质（水、弱酸或弱碱） ，使难溶物的离子浓度降低而溶解。本法适用于溶解氢氧化物、弱酸或弱碱盐等难溶物质。具体办法是：难溶酸用强碱溶解；难溶碱用强酸或较强酸溶解；难溶弱酸盐
8、用强酸或较强酸溶解。注意：用酸溶解含金属离子的难溶物时，所选用酸的酸根与金属离子不应产生沉淀。2.配位溶解法在难溶物中加入配位剂，因形成配合物而降低难溶物的某种离子浓度，使平衡向右移动而溶解，配位剂的浓度越大，或生成配合物的稳定性越大，则难溶物的溶解度也越大。例如：含 AgCl(s)的溶液中加入过量的 Cl-，而使 AgCl 溶解度增加或完全溶解。3.氧化还原溶解法原理是通过氧化还原反应使难溶物的离子浓度降低，使平衡向右移动而溶解。此法适用于具有明显氧化性或还原性的难溶物，如不溶于盐酸的硫化物 Ag2S 溶于 HNO3就是一个例子：3Ag2S+8HNO3=6AgNO3+3S+2NO+4H 2O
9、4.沉淀转化溶解法本法是将难溶物转化为能用上述三种方法之一溶解的沉淀，然后再溶解。例如 BaSO4中加入饱和 Na2CO3溶液，使 BaSO4转化为 BaCO3，再将 BaCO3溶于盐酸。应当指出，沉淀溶解有的是几种方法综合的结果，例如 HgS 溶于水，就是氧化 还原法和配位法的综合运用：3HgS+12HCl+2HNO3=3H2(HgCl4)+3S+2NO+4H 2O【例 4】 为了除去 MgCl2溶液中的 FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入一种试剂是（ ）A.NaOH B.Na2CO3 C.氨水 D.MgO解析：要除 FeCl3实际上是除去 Fe3+,除 Fe3+的方法是加入某物质使之成为
10、沉淀过滤即可。同时该题巧妙运用了 Fe(OH)3的溶解度小于（MgOH 2）的溶解度，从而可以使 Fe(OH)3沉淀，而不致使 Mg2+转化为沉淀而析出。答案：D各个击破类题演练 1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：溶解平衡是一个动态平衡，溶解速率和离子结合速率相等，难溶物在水中溶解很少，不是绝对不溶， 溶解是吸热过程，升高温度，溶解度增大，在 AgCl 沉
11、淀中，加入 NaCl 固体，增大 Cl-浓度，使溶解度减小。答案：AC变式训练 1在一定温度下,氯化银在水中存在如下沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),若把 AgCl 分别放入100 mL Na2SO4；100 mL 0.1 molL-1 NaCl 溶液；100 mL 0.1 molL-1AlCl3溶液；100 mL 0.1 molL-1MgCl2溶液中。搅拌后在相同温度下 Ag+浓度由大到小的顺序是（ ）4A. B.C. D.解析：在 AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)，若加入 Cl-会使溶解平衡向逆向移动，使 Ag+浓度减小，C（Cl -）越大，逆向进
12、行程度越大。答案：A类题演练 2对于难溶盐 MX，其饱和溶液中 M+和 X-的物质的量浓度之间的关系类似于 c(H+)c(OH-)=KW，存在等式 c( +)c(X-)=Ksp。现将足量的 AgCl 分别放入下列物质中，AgCl 的溶解度由大到小的排列顺序是（ ）20 mL 0.01 molL-1KCl 溶液 30 mL 0.02 molL-1CaCl2溶液 40 mL 0.03 molL-1HCl 溶液 10 mL 蒸馏水 50 mL 0.05 molL -1AgNO3溶液A. B.C. D.解析：AgCl（s）=Ag +Cl-，由于 c（Ag +）c（Cl -）=K sp，Cl -或 Ag
13、+的浓度越大，越能抑制 AgCl 的溶解，AgCl 的溶解度就越小。注意 AgCl 的溶解度大小只与溶液中 Ag+或 Cl-的浓度有关，而与溶液体积无关。中 c（Cl -）=0.01 molL-1 中 c（Cl -）=0.04 molL-1 c （Cl -）=0.03 molL-1 中 c（Cl -）=0 molL-1 中 c（Ag +）=0.05 molL-1Ag+或 Cl-浓度由小到大的顺序为,故 AgCl 的溶解度由大到小的排列顺序为。答案：B变式训练 2FeCl3溶液中，加入难溶于水的 CaCO3粉末，观察到 CaCO3逐渐溶解，产生无色气体和红褐色沉淀。则：（1）气体为_，红褐色沉淀
14、为_。（2）上述现象产生的理由是_。答案：（1）CO 2 Fe(OH)3(3)FeCl3在溶液中水解呈酸性：Fe 3+3H2O Fe(OH)3+3H+加入 CaCO3逐渐与 H+反应：CaCO 3+2H+=Ca2+H2O+CO2消耗 H+使 Fe3+水解，平衡向右移而出现红褐色沉淀类题演练 3氢氧化镁难溶于水，但它溶解的那一部分在溶液中完全电离。t 时，饱和氢氧化镁溶液的 pH=11,若不考虑 KW值的变化，则该温度下氢氧化镁的溶解度是_（溶液的密度为 1.0 gcm-3） 。解析：Mg(OH) 2的电离方程式为：Mg(OH)2=Mg2+2OH-1 mol 2 molmol0. ol140设
15、Mg(OH)2的溶解度为 S，溶液的体积为 1 L，5根据溶解度的计算式： 581 0 001=S(100+S)21.解得 S=0.002 9 g。答案：0.002 9 g变式训练 3在含有 Cl-、Br -、I -浓度均为 0.01 molL-1的溶液中，缓慢且少量地加入 AgNO3稀溶液，结合溶解度判断析出三种沉淀的先后顺序是（ ）A.AgCl、AgBr、AgI B.AgI、AgBr、AgClC.AgBr、AgCl、AgI D.三种沉淀同时析出解析：K sp的顺序是 AgI 最小，AgCl 最大，因而 AgI 易生成沉淀，AgCl 最不易生成沉淀。答案：B类题演练 4向 5 mL NaCl
16、 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.AgClAgIAg 2SC.AgClAgIAg 2S D.AgIAgClAg 2S解析：根据平衡移动原理，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 AgClAgIAg 2S。答案：C变式训练 4把氢氧化钙放入蒸馏水中，一定 时间后达到如下平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+2OH-加入以下溶液，可使 Ca(OH)2减少的是（ ）A.
17、Na2S 溶液 B.AlCl 3溶液C.NaOH 溶液 D.CaCl 2溶液解析：该平衡为溶解平衡。若使 Ca(OH)2减少，只须使平衡正向移动。选项中 Na2S、NaOH溶液显碱性，使平衡逆移；CaCl 2溶液完全电离出 Ca2+也使平衡逆移。而 B 项为 AlCl3溶液与 OH-作用生成难溶 Al(OH)3，消耗 OH-，平衡正向移动，使 Ca(OH)2固体不断电离而减少。解析：本题实验的目的是要鉴定 ，而用到的试剂为稀酸中加入碘的淀粉溶液，依据3SO溶液颜色的变化判断。杂质离子 是弱酸根，遇 H+会生成 SO2而与 I2反应，使溶液蓝2色褪去，从而干扰 的检验。 （2）考查物质的溶解性，
18、顺着题意较易做出解答，不过23在写离子方程式时一定要注意物质的改写，切莫把 CdCO3(难溶)写成离子形式。变式训练 5鉴定 的方法之一是利用 的还原性。将 在稀酸中加入适量的碘与淀粉蓝色23SO23SO23S溶液，会使蓝色褪去，反应为 +I2+H2O= +2H+2I-。4（1）若待测液中有 S2O2-3，会不会对实验有干扰？_ _。其原因是什么？_。6（2）若待测液中有 S2-和 时，除去 S2-的常用方法是检验 之前先加入固体难溶23O23SO物 CdCO3（碳酸镉） ，不久沉淀由浅色转化为黄色的硫化镉（CdS） ，而溶液中 却无损23失，其原因是什么？_。写出有关离子方程式：_。答案：（1）会有干扰 酸化会生成 S 和 SO2，SO 2因发生下列反应：23OSSO2+I2+2H2O= +4H+2I-，而使碘的淀粉溶液蓝色褪去24SO（2）CdCO 3转化为更难溶的 CdS(或 CdS 的溶解度比 CdCO3小) C dCO3+S2-=CdS+ 23CO
