第三章

第四節(jié)第1課時難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡素養(yǎng)目標學(xué)習(xí)要點1.認識難溶電解質(zhì)在水溶液中存在沉淀溶解平衡,應(yīng)用化學(xué)平衡理論分析外界條件對沉淀溶解平衡的影響,發(fā)展變化觀念與平衡思想的核心素養(yǎng)。2.能通過實驗證明難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡的存在,發(fā)展科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的核心素養(yǎng)。兩個概念:沉淀溶解平衡、溶度積。五個特征:沉淀溶解平衡的特征(逆、等、定、動、變)。三種因素:影響沉淀溶解平衡的外界條件(溫度、濃度、同離子效應(yīng))。一種符號:溶度積常數(shù)的表達式。一種關(guān)系:溶度積(Ksp)與離子積(Q)的關(guān)系。知識點一難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡基礎(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)1.沉淀溶解平衡的定義在一定溫度下,當難溶電解質(zhì)的

和

的速率相等時,建立

平衡,人們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡。類似于電離平衡、水解平衡

沉淀

溶解動態(tài)2.沉淀溶解平衡的建立20℃時,AgCl有三種粒子在體系中共存:Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)。(1)溶解:在水分子作用下,少量

脫離AgCl固體表面進入溶液。

(2)沉淀:溶液中的

受AgCl表面陰、陽離子的吸引,回到AgCl固體表面析出。當兩個過程的速率相等時,建立動態(tài)平衡,如圖所示。

Ag+和Cl-Ag+和Cl-3.沉淀溶解平衡的表示(1)難溶電解質(zhì)AmBn的沉淀溶解平衡一般表示為:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),難溶電解質(zhì)的聚集狀態(tài)用“s”表示,溶解產(chǎn)生的離子用“aq”表示。(2)示例:CaCO3的沉淀溶解平衡可表示為

。

4.沉淀溶解平衡的五個特征

5.影響沉淀溶解平衡的因素

依據(jù)勒夏特列原理分析

溶解

溶解

沉淀溶解

名師點撥(1)對于易溶電解質(zhì)(如NaCl等),若是飽和溶液,也存在沉淀溶解平衡。(2)示例:飽和NaCl溶液中存在沉淀溶解平衡:NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq),加入形狀不規(guī)則的NaCl晶體,過一段時間,NaCl晶體外形不斷變化,但其質(zhì)量不變。辨析比較沉淀溶解平衡與電離方程式(1)沉淀溶解平衡中標出物質(zhì)的存在形態(tài),且用“”表示;(2)沉淀的電離方程式不標出物質(zhì)的存在形態(tài),且一般用“===”表示。例如,正誤判斷(1)只有難溶電解質(zhì)才存在沉淀溶解平衡過程。(

)(2)達到沉淀溶解平衡時,v(溶解)=v(沉淀)=0。(

)(3)達到沉淀溶解平衡的溶液不一定是飽和溶液。(

)(4)沉淀溶解平衡的建立是有條件的,外界條件改變時,平衡也會發(fā)生移動。(

)(5)相同溫度下,AgCl在飽和食鹽水中的溶解度小于在純水中的溶解度。(

)×××√√重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度沉淀溶解平衡及影響因素例題(2024·北京第二中學(xué)模擬)已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)

ΔH<0,下列有關(guān)該平衡體系的說法正確的是(

)①升高溫度,平衡逆向移動②向溶液中加入少量碳酸鈉粉末,能增大溶液中c(Ca2+)③除去氯化鈉溶液中混有的少量Ca2+,可以向溶液中加入適量的NaOH溶液④恒溫下,向懸濁液中加入CaO,溶液的c(Ca2+)變大⑤給溶液加熱,溶液的pH升高⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固體質(zhì)量增加⑦向溶液中加入少量NaOH固體,Ca(OH)2固體質(zhì)量不變A.①⑥

B.①⑤⑦C.②③④⑥

D.①②⑥⑦答案

A解析

Ca(OH)2(s)的溶解是放熱過程,升高溫度,平衡逆向移動,①正確;向溶液中加入少量碳酸鈉粉末,與Ca2+結(jié)合形成CaCO3沉淀,平衡正向移動,但溶液中c(Ca2+)減小,②錯誤;向溶液中加入適量的NaOH溶液,有Ca(OH)2生成,但Ca(OH)2的溶解度較大,應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為更難溶的CaCO3沉淀,③錯誤;恒溫下,向懸濁液中加入CaO,溶解的Ca(OH)2達到飽和狀態(tài),溶液的c(Ca2+)不變,④錯誤;給溶液加熱,該過程為放熱反應(yīng),平衡逆向移動,c(OH-)減小,溶液的pH下降,⑤錯誤;向溶液中加入Na2CO3溶液,生成CaCO3沉淀,固體質(zhì)量增加,⑥正確;向溶液中加入少量NaOH固體,平衡逆向移動,Ca(OH)2固體質(zhì)量增加,⑦錯誤。[對點訓(xùn)練]一定溫度下,Mg(OH)2固體在水溶液中達到平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)。若使固體Mg(OH)2的量減少,而且c(Mg2+)不變,則可采取的措施是(

)A.加入少量MgCl2(s)B.加入少量H2OC.加入少量NaOH(s)D.通入少量HCl(g)B解析

加入少量MgCl2(s)和NaOH(s)均能使Mg(OH)2(s)溶解平衡逆移,固體Mg(OH)2的量增加;通入少量HCl(g),平衡正移,c(Mg2+)增大;加入少量H2O,能使平衡正移,固體Mg(OH)2的量減少,但仍為Mg(OH)2的飽和溶液,c(Mg2+)不變。知識點二溶度積常數(shù)及計算基礎(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)1.溶度積常數(shù)(Ksp)(1)定義與電離平衡、水解平衡一樣,難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡也存在平衡常數(shù),稱為溶度積常數(shù),簡稱

,符號為Ksp。

用沉淀溶解產(chǎn)生離子的濃度冪之積表示

溶度積

(2)表達式難溶電解質(zhì)AmBn的沉淀溶解平衡:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),則溶度積常數(shù)可表示為Ksp=

。

例如,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)的溶度積Ksp=

。

(3)影響因素與其他化學(xué)平衡常數(shù)一樣,Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和

有關(guān),而與沉淀的量無關(guān),并且溶液中離子濃度的變化只能使平衡移動,并不能改變Ksp。

(4)意義Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。通常,對于相同類型的難溶電解質(zhì),Ksp數(shù)值越大,其在水中的溶解能力

。

cm(An+)·cn(Bm-)c(Ag+)·c(Cl-)溫度

越強2.溶度積規(guī)則(1)根據(jù)某溫度下難溶電解質(zhì)的溶度積與該溶液中離子積(符號為Q)的相對大小,可以判斷該溫度下的溶液中難溶電解質(zhì)的沉淀或溶解情況:(2)Q和Ksp的相對大小與沉淀的溶解和溶液中離子生成沉淀之間的關(guān)系如圖所示:易錯警示利用溶度積比較難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力名師點撥離子積與溶度積(1)離子積(Q)與溶度積(Ksp)的表達式相同,但意義不同。(2)離子積(Q)的表達式中,離子濃度是任意時刻的,故Q的數(shù)值是可變的。(3)溶度積(Ksp)的表達式中離子濃度是指平衡時的離子濃度,溫度一定時,Ksp為定值。正誤判斷(1)難溶電解質(zhì)的溶度積(Ksp)越小,則它的溶解度越小。(

)(2)任何難溶物在水中都存在沉淀溶解平衡,其溶解度大小都可以用Ksp表示。(

)(3)溶度積(Ksp)與溫度有關(guān),但溫度越高,Ca(OH)2的溶度積反而越小。(

)(4)T

℃時,加入少量MgCl2,Mg(OH)2的溶解平衡逆向移動,但其Ksp不變。(

)××√√重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1溶度積常數(shù)及計算例1(2024·山東煙臺模擬)常溫下,Ksp(CaCO3)=3.36×10-9,Ksp(CaF2)=3.45×10-11。下列關(guān)于CaCO3和CaF2兩懸濁液說法錯誤的是(

)A.CaCO3和CaF2兩懸濁液中前者的c(Ca2+)較大B.分別滴加稀硫酸,CaCO3和CaF2的溶度積常數(shù)不變A歸納總結(jié)

溶度積計算的三種常見設(shè)問方式(1)已知溶度積,求溶液中的某種離子的濃度,如Ksp=a的飽和AgCl溶液中,(2)已知溶度積、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0.1

mol·L-1的NaCl溶液中加入過量的AgCl固體,達到平衡后c(Ag+)≈10a

mol·L-1。[對點訓(xùn)練1](2024·湖北黃岡調(diào)研)25℃時,Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。下列有關(guān)說法正確的是(

)A.25℃時,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度B.25℃時,飽和CuS溶液中Cu2+的濃度為6.3×10-36mol·L-1C.向等物質(zhì)的量濃度FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S,只有FeS沉淀生成D.ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)的平衡常數(shù)約為2.5×1011D探究角度2沉淀溶解平衡曲線及分析例2(2024·陜西安康模擬)常溫下,Ksp(CaSO4)=4.9×10-5。常溫下,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是(

)A.加入Na2SO4(s)可使溶液由a點變到b點B.b點將有沉淀生成,平衡后溶液中c()一定等于3×10-3mol·L-1C.a點對應(yīng)的Ksp等于c點對應(yīng)的KspD.d點溶液通過蒸發(fā)可以變到c點C思維建模

分析沉淀溶解平衡曲線的方法(1)注意圖中橫、縱坐標代表的物理量,看清是c、lg

c還是-lg

c,利用圖中關(guān)鍵點(能準確判斷橫、縱坐標)計算溶度積(Ksp)。(2)理解圖像中線上點、線外點的含義(橫、縱坐標分別代表溶解產(chǎn)生兩種離子的濃度)。①在沉淀溶解平衡圖像上,曲線上任意一點都達到沉淀溶解平衡狀態(tài),此時Q=Ksp。②曲線上方區(qū)域的點均為過飽和溶液,此時Q>Ksp,析出沉淀。③曲線下方區(qū)域的點均為不飽和溶液,此時Q<Ksp。(3)加入某可溶性強電解質(zhì),使沉淀溶解產(chǎn)生的某種離子濃度增大,沉淀溶解平衡逆向移動,溶解產(chǎn)生的另一離子濃度減小,可實現(xiàn)曲線上的點沿曲線移動。[對點訓(xùn)練2](2024·山東煙臺模擬)秦俑彩繪中含有難溶的PbCO3和PbI2。常溫下,PbCO3和PbI2達到沉淀溶解平衡時,陽離子濃度的負對數(shù)(pM)與陰離子濃度的負對數(shù)(pR)的關(guān)系如圖所示,下列說法錯誤的是(

)A.L1代表PbI2的沉淀溶解平衡B.反應(yīng)PbI2(s)+===PbCO3(s)+2I-(aq)的化學(xué)平衡常數(shù)K=105.1C.向z點對應(yīng)溶液中加入PbI2(s),可以繼續(xù)溶解D.向y點對應(yīng)溶液中加入對應(yīng)陰離子的固態(tài)鈉鹽,y點向w點移動D學(xué)以致用·隨堂檢測全達標1234題組1沉淀溶解平衡及影響因素1.(2024·河北邢臺名校聯(lián)考)BaSO4又叫重晶石,可用作胃腸道造影劑,下列關(guān)于BaSO4的說法錯誤的是(

)A.BaSO4屬于強電解質(zhì)C123412342.(2024·江西九江七校聯(lián)考)某校實驗小組進行如下實驗。

下列說法不正確的是(

)A.①中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)B.③中溶液又變紅的原因:沉淀溶解平衡正向移動C.c(OH-):③=①D.③中存在:2c(Mg2+)>c(Cl-)C1234解析

向Mg(OH)2懸濁液中滴加酚酞,溶液變紅說明①中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),A正確;加入鹽酸消耗OH-,使Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)正向移動,過一段時間又補充OH-,溶液又變紅,B正確;溫度不變Ksp不變,①變?yōu)棰诩尤肓藵恹}酸,c(Mg2+)增大,根據(jù)Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-),c(Mg2+)增大,c(OH-)減小,C錯誤;根據(jù)電荷守恒可得2c(Mg2+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),③中溶液顯堿性c(OH-)>c(H+),故有2c(Mg2+)>c(Cl-),D正確。1234題組2溶度積及沉淀溶解平衡曲線3.(2024·廣東惠州模擬)某溫度時,AgCl懸濁液中沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.加入NaCl,可以使溶液由a點變到c點B.加入少量水,平衡不移動,Ag+濃度不變C.b點對應(yīng)溶液中Q>KspD.a、c點對應(yīng)的Ksp相等B1234解析

加入NaCl,溶液中c(Cl-)增大,由于Ksp不變