2018_2019学年高中化学第3章物质在水溶液中的行为第3节沉淀溶解平衡学案鲁科版选修420180907376

第3节沉淀溶解平衡学习目标：1.了解沉淀溶解平衡的建立过程及特点。

2.理解溶度积的概念，能用溶度积规则判断沉淀的产生和溶解。

(重点)3.能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成和转化进行分析，并能解释一些生活问题。

(难点)[自主预习·探新知]1．沉淀溶解平衡与溶度积(1)溶解平衡状态①定义：在一定温度下的水溶液里，沉淀溶解速率和离子生成沉淀速率相等，固体的量和溶液中各离子浓度不再改变时的状态。

②表示方法：如PbI2的沉淀溶解平衡可表示为PbI 2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)。

③特点：沉淀溶解平衡符合化学平衡的特点。

“动”——动态平衡。

“等”——离子生成沉淀速率和沉淀溶解速率相等。

“定”——沉淀的量及溶液中离子浓度保持不变。

“变”——条件改变，平衡发生移动。

(2)溶度积①定义：沉淀溶解平衡的平衡常数叫溶度积常数或溶度积，通常用符号K sp来表示。

②表达式：当难溶强电解质A m B n溶于水形成饱和溶液时，建立沉淀溶解平衡：A mB n(s)m A n＋(aq)＋n B m－(aq)，其溶度积的表达式为K sp＝[A n＋]m[B m－]n。

③影响因素：K sp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关。

④意义：K sp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。

当化学式表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，K sp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。

微点拨：(1)溶液中离子浓度的变化只能使平衡发生移动，并不改变溶度积。

(2)K sp与溶解度(S)都可用来表示物质的溶解能力，但是K sp小的物质溶解度不一定也小。

2．沉淀的溶解与生成(1)原理：通过改变条件使溶解平衡移动，最终使溶液中的离子转化为沉淀或沉淀转化为溶液中的离子。

(2)判断：在难溶电解质溶液中，①当Q＞K sp时，就会有沉淀生成。

②当Q＝K sp时，处于平衡状态。

③当Q＜K sp时，就会使沉淀溶解。

(3)应用①利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。

②用来解释某些生活现象。

如溶洞中石笋、钟乳石的形成，所涉及的化学反应有 CaCO 3＋CO 2＋H 2O===Ca(HCO 3)2， Ca(HCO 3)2====△CaCO 3↓＋H 2O ＋CO 2↑。

3．沉淀的转化(1)实质：是沉淀溶解平衡的移动。

(2)特点①通常一种沉淀可以转化为另一种更难溶的沉淀。

②两种难溶物的溶解能力差别越大，越容易转化。

(3)应用除去废水中的Cu 2＋、Hg 2＋、Pb 2＋等，常用FeS 、MnS 等难溶物作沉淀剂。

如可用FeS 等难溶杂质作为沉淀剂除去废水中的重金属离子Cu 2＋，沉淀转化反应为FeS(s)＋Cu 2＋(aq)===Fe 2＋(aq)＋CuS(s)。

微点拨：沉淀转化虽然是利用的沉淀溶解平衡的移动，但是因为沉淀能够完全转化，所以反应方程式用“===”，不用“”。

[基础自测]1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。

) (1)当溶液中阴、阳离子浓度相等时，沉淀溶解达到平衡状态。

( ) (2)外界条件发生变化，沉淀溶解平衡不一定发生移动。

( ) (3)K sp 越大的难溶物其溶解能力越强。

( ) (4)难溶物只能转化为溶解度更小的物质。

( )(5)加热时，沉淀溶解平衡一定向沉淀溶解的方向移动。

( )[提示] (1)× 溶液中阴、阳离子浓度相等时，沉淀溶解不一定达到平衡状态。

(2)√(3)× 同种类型的难溶电解质K sp 越小，溶解度越小。

(4)× 当Q ＞K sp 时，难溶物可以转化为溶解度更大的物质。

(5)× 升高温度，沉淀溶解平衡向吸热方向移动，但有些沉淀溶解时放热，如Ca(OH)2。

2．下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的是( )①热纯碱溶液洗涤油污的能力强 ②误将钡盐[BaCl 2、Ba(NO 3)2]当作食盐食用后，常用0.5%的Na 2SO 4溶液解毒 ③溶洞的形成 ④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能 ⑤泡沫灭火器灭火A ．②③④B ．①②③C ．③④⑤D ．全部A [①利用的是水解原理，⑤利用两种离子水解的相互促进作用，②③④体现的均是沉淀溶解平衡原理。

]3．在含有Mg(OH)2沉淀的饱和溶液中加入固体NH4Cl后，则Mg(OH)2沉淀( )A．溶解B．增多C．不变D．无法判断A[Mg(OH)2沉淀的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入NH4Cl固体后，NH＋4＋OH－===NH3·H2O，使[OH－]减小，平衡正向移动。

][合作探究·攻重难]2[思考交流]1．利用勒·夏特列原理，预测上述实验将观察到什么现象？[提示]上层清液滴入KI浓溶液后，有黄色沉淀产生。

2．若用氯水代替KI浓溶液，预测将观察到什么现象？[提示]黄色固体逐渐溶解。

3．已知在氯化银悬浊液中存在如下平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq) ΔH＞0，试分析外界条件对上述平衡的影响。

增大向右增大减小增大向右增大减小增大向右增大增大增大4．沉淀溶解平衡移动时，沉淀的溶解度一定改变，沉淀的溶度积一定改变吗？[提示]不一定。

溶解平衡受多种因素的影响，而溶度积只受温度的影响，只要温度不变，溶度积就不变。

[对点训练]题组1 沉淀溶解平衡1．下列对AgCl(s)Ag ＋(aq)＋Cl －(aq)的理解正确的是( )①说明AgCl 没有完全电离，AgCl 是弱电解质 ②说明溶解的AgCl 已完全电离，AgCl 是强电解质 ③说明Cl －与Ag ＋的反应不能完全进行 ④说明Cl －与Ag ＋的反应可以完全进行A ．③④B ．②③C ．①③D ．②④B [关于沉淀溶解平衡的表达式，其完整的书写形式为AgCl(s)AgCl(aq)===Ag ＋(aq)＋Cl －(aq)，故对于难溶物质来说，是先溶解，再电离。

][教师备选]在下列各种液体中，CaCO 3的溶解度最大的是( ) A ．H 2O B ．Na 2CO 3溶液 C ．CaCl 2溶液D ．乙醇A [B 、C 项的溶液中分别含有CO 2－3和Ca 2＋，均会抑制CaCO 3的溶解，而CaCO 3在乙醇中是不溶的。

]2．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)Ca 2＋(aq)＋2OH－(aq)。

下列叙述不正确的是( ) 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Na 2CO 3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 [A 项，加热时Ca(OH)2溶解度减小，平衡逆向移动，c (OH －)减小，pH 减小；B 项，CaO ＋H 2O===Ca(OH)2，由于保持恒温，Ca(OH)2溶解度不变，c (OH －)不变，因此pH 不变；C 项CO 2－3＋Ca 2＋===CaCO 3↓，使平衡正向移动，Ca(OH)2固体减少；D 项，加入NaOH 固体时，c (OH －)增大，平衡逆向移动，因此Ca(OH)2固体增多。

]影响沉淀溶解平衡的外界因素题组2 溶度积常数及其应用3．溶度积常数表达式符合K sp ＝[A x ＋]2[B y －]的是( ) A ．AgCl(s)Ag ＋(aq)＋Cl －(aq) B ．Na 2S 2Na ＋＋S 2－C ．Ag 2S(s)2Ag ＋(aq)＋S 2－(aq) D ．PbI 2(s)Pb 2＋(aq)＋2I －(aq)C [由表达式可知，对应的沉淀溶解平衡方程式为A 2B(s)2A x ＋(aq)＋B y －(aq)。

本题选C 。

]4．已知：K sp (AgCl)＝1.8×10－10mol 2·L －2，K sp (AgI)＝1.5×10－16mol 2·L －2，K sp (AgBr)＝7.7×10－13mol 2·L －2，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag ＋浓度大小顺序正确的是( )【导学号：41722173】A ．AgCl ＞AgI ＞AgBrB ．AgCl ＞AgBr ＞AgIC ．AgBr ＞AgCl ＞AgID ．AgBr ＞AgI ＞AgClB [同类型的难溶电解质的K sp 值越大，其溶解性越强，由K sp (AgCl)＞K sp (AgBr)＞K sp (AgI)可知饱和溶液中[Ag ＋]：AgCl ＞AgBr ＞AgI 。

][教师备选]在难溶电解质AB 2的饱和溶解中，[A 2＋]＝x mol·L －1，[B －]＝y mol·L －1，则K sp (AB 2)为( )A.12xy mol 2·L －2 B ．xy mol 2·L －2C ．xy 2mol 3·L －3D ．4xy 2mol 3·L －3C [AB2的溶解平衡方程式为AB 2(s)A 2＋(aq)＋2B －(aq)，结合溶度积的概念可知K sp (AB 2)＝[A 2＋][B －]2＝xy 2 mol 3·L －3。

]重晶石(主要成分为BaSO 4)是制备钡的化合物的重要原料，由重晶石制备BaCl 2的大致流程如图。

重晶石――――――――――→多次重复加入试剂a 操作①BaCO 3――――→试剂b操作②BaCl 2[思考交流]1．由重晶石生成BaCO 3时，所加试剂a 是什么物质？该步转化为什么能实现？ [提示] 试剂a 是饱和Na 2CO 3溶液。

BaSO 4(s)＋Na 2CO 3(aq)BaCO 3(s)＋Na 2SO 4(aq)，若要使BaCO3形成沉淀，应使溶液中[Ba2＋]·[CO2－3]>K sp(BaCO3)。

虽然BaSO4溶液中[Ba2＋]很小，但可通过增大[CO2－3]来达到目的。

2．由BaCO3―→BaCl2转化过程中，试剂b是什么物质？操作②具体指什么操作？[提示]试剂b为稀盐酸，BaCO3＋2HCl===BaCl2＋CO2↑＋H2O。

从BaCl2溶液中获得BaCl2固体可采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤的操作。

3．能否用BaCO3代替BaSO4用作钡餐？说明理由。

[提示]不能。

BaCO 3(s)Ba2＋(aq)＋CO2－3(aq)，在胃酸(盐酸)作用下，BaCO3沉淀溶解平衡正向移动，生成Ba2＋使人体中毒。

4．若误食Ba2＋(BaCl2等)引起重金属盐中毒，如何处理？[提示]尽快用5.0%的Na2SO4溶液洗胃，随后导泻使钡盐尽快排出。

[对点训练]题组1 沉淀溶解平衡的应用1．向ZnSO4溶液中加入Na2S溶液，得到白色沉淀，然后向白色沉淀中滴加CuSO4溶液，发现沉淀变为黑色，则下列说法不正确的是( )A．白色沉淀为ZnS，黑色沉淀为CuSB．上述现象说明ZnS的K sp小于CuS的K spC．利用该原理可实现一种沉淀转化为更难溶的沉淀D．该过程破坏了ZnS的溶解平衡B[由题意可知ZnS转化为CuS，则K sp(ZnS)＞K sp(CuS)。