2024版 化学新教材鲁科版（闽粤皖京豫）教师用书配套课件第8章物质在水溶液中的行为第8章 第51讲　沉淀溶解平衡

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2024-11-17 1 0 1.28MB 16 页 5.9玖币
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第51 讲　沉淀溶解平衡
[复习目标]　1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.理解溶度积(Ksp)的含义，并能进行相关
计算。3.了解沉淀的生成、溶解与转化，并能应用化学平衡原理解释。
考点一　沉淀溶解平衡及影响因素
1．物质的溶解性与溶解度的关系
20 ℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：
2．沉淀溶解平衡
(1)概念
在一定温度下，当沉淀和溶解的速率相等时，形成饱和溶液，达到平衡状态，把这种平衡称
为沉淀溶解平衡。
(2)沉淀溶解平衡的影响因素
① 内因：难溶电解质本身的性质，即难溶电解质的溶解能力。
② 外因：难溶电解质在水溶液中会建立动态平衡，改变温度和某离子浓度，会使沉淀溶解
平衡发生移动。
以AgCl 为例：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH>0 完成下表。
外界条件 移动方向 c(Ag＋)
升高温度 右移 增大
加水(固体有剩余)右移 不变
加入少量 AgNO3左移 增大
加入 Na2S右移 减小
通入 HCl 左移 减小
通入 NH3右移 减小
1．难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，沉淀和溶解即停止(　　)
2．相同温度下，AgCl 在水中的溶解能力与在 NaCl 溶液中的相同(　　)
3．难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动(　　)
答案　1.×　2.×　3.×
1．将足量 BaCO3固体分别加入：
①30 mL 水；② 10 mL 0.2 mol·L－1Na2CO3溶液；③ 50 mL 0.01 mol·L－1 BaCl2溶液；④ 100
mL 0.01 mol·L－1盐酸中溶解至溶液饱和。
所得溶液中 c(Ba2＋)由大到小的顺序为____________________________。
答案　③＞④＞①＞②
2．已知溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔH＜0，下列有关该平衡体
系的说法正确的是(　　)
① 升高温度，平衡逆向移动
② 向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子的浓度
③ 除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的 NaOH 溶液
④ 恒温下，向溶液中加入 CaO，溶液的 pH 升高
⑤ 给溶液加热，溶液的 pH 升高
⑥ 向溶液中加入 Na2CO3溶液，其中固体质量增加
⑦ 向溶液中加入少量 NaOH 固体，Ca(OH)2固体质量不变
A．①⑥ B．①⑥⑦
C．②③④⑥ D．①②⑥⑦
答案　A
解析　加入碳酸钠粉末会生成 CaCO3，使 Ca2＋浓度减小，②错；加入氢氧化钠溶液会使平
衡左移，有 Ca(OH)2沉淀生成，但 Ca(OH)2的溶度积较大，要除去 Ca2＋，应把 Ca2＋转化为
更难溶的 CaCO3，③错；恒温下 Ksp 不变，加入 CaO 后，溶液仍为 Ca(OH)2的饱和溶液，pH
不变，④错；加热，Ca(OH)2的溶解度减小，溶液的 pH 降低，⑤错；加入 Na2CO3溶液，沉
淀溶解平衡向右移动，Ca(OH)2固体转化为 CaCO3固体，固体质量增加，⑥正确；加入
NaOH 固体，沉淀溶解平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，⑦错。
3．大气中 CO2含量的增多除了导致地球表面温度升高外，还会影响海洋生态环境。某研究
小组在实验室测得不同温度下(T1，T2)海水中 CO 浓度与模拟空气中 CO2浓度的关系曲线。
已知：海水中存在以下平衡：CO2(aq)＋CO(aq)＋H2O(aq)2HCO(aq)，下列说法不正确的
是(　　)
A．T1＞T2
B．海水温度一定时，大气中 CO2浓度增加，海水中溶解的 CO2随之增大，CO 浓度降低
C．当大气中 CO2浓度确定时，海水温度越高，CO 浓度越低
D．大气中 CO2含量增加时，海水中的珊瑚礁将逐渐溶解
答案　C
解析　升高温度可以使 HCO 分解，海水中的 CO 浓度增加；当 CO2浓度一定时，T1温度下
的海水中 CO 浓度更高，因而 T1＞T2，A正确、C错误；观察图像可知，随 CO2浓度增加，
海水中的 CO 浓度下降，B正确；珊瑚礁的主要成分是 CaCO3，CaCO3的沉淀溶解平衡方程
式为 CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，若海水中的 CO 浓度下降，会导致平衡正向移动，珊瑚
礁会逐渐溶解，D正确。
考点二　溶度积常数及应用
1．溶度积常数和离子积
以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：
溶度积 浓度商
含义 沉淀溶解平衡的平衡常数 溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号 Ksp Q
表达式 Ksp(AmBn)＝c m
(A n
＋
)· c n
(B m
－
) ，式中的浓度
是平衡浓度
Q(AmBn)＝c m
(A n
＋
)· c n
(B m
－
) ，式
中的浓度是任意浓度
应用
判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解
①Q>Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出；
②Q＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态；
③Q＜Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出
2.Ksp 的影响因素
(1)内因：溶度积与难溶电解质溶解能力的关系：阴、阳离子个数比相同的难溶电解质，溶
度积越小，其溶解能力越小；不同类型的难溶电解质，应通过计算才能进行比较溶解能力。
(2)外因：仅与温度有关，与浓度、压强、催化剂等无关。
一、溶度积的概念及影响因素
1．下列说法正确的是(　　)
A．难溶电解质的溶度积 Ksp 越小，则它的溶解度越小
B．Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl)，则 Ag2CrO4的溶解度小于 AgCl 的溶解度
C．溶度积常数 Ksp 与温度有关，温度越高，溶度积越大
D．升高温度，某沉淀溶解平衡逆向移动，说明它的溶解度是减小的，Ksp 也变小
答案　D
解析　不同类型的电解质是无法由溶度积来比较溶解度大小的，同类型的难溶电解质 Ksp 越
小，溶解度越小，A错误；电解质类型不同，不能简单由 Ksp 的数值大小来比较溶解度，B
错误；溶度积常数 Ksp 与温度有关，温度越高，溶度积常数可能增大也可能减小，C错误；
升高温度，沉淀溶解平衡逆向移动，则说明它的溶解度是减小的，所以 Ksp 也变小，D正确。
2．化工生产中常用 FeS 作为沉淀剂除去工业废水中的 Cu2＋：Cu2＋＋FeS(s)CuS(s)＋Fe2＋
(aq)。下列说法错误的是(　　)
A．FeS 的Ksp 比CuS 的Ksp 大
B．该反应达到平衡时 c(Fe2＋)＝c(Cu2＋)
C．向平衡体系中加入少量 CuSO4固体后，c(Fe2＋)变大
D．该反应的平衡常数 K＝
答案　B
解析　组成相似的难溶性盐，溶度积大的沉淀可以转化为溶度积小的沉淀，所以 FeS 的Ksp
比CuS 的Ksp 大，A正确；该反应达到平衡时离子的浓度保持不变，但不一定相等，B错误；
反应物的浓度增大，平衡正向移动，所以 c(Fe2＋)变大，C正确；该反应的平衡常数 K＝＝
＝，D正确。
二、溶度积的应用及简单计算
3．(能否沉淀)25 ℃时，在 1.00 L 0.03 mol·L－1 AgNO3溶液中加入 0.50 L 0.06 mol·L－1的
CaCl2溶液，能否生成 AgCl 沉淀？(已知：AgCl 的Ksp＝1.8×10－10 mol2·L－2)
答案　c(Ag＋)＝＝0.02 mol·L－1，c(Cl－)＝＝0.04 mol·L－1，Q＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.02×0.04
mol2·L－2＝8.0×10－4 mol2·L－2>Ksp，所以有 AgCl 沉淀生成。
4．(沉淀的 pH)常温下，Ksp＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝2×10－20 mol3·L－3，计算有关 Cu2＋沉淀的
pH。
(1)某CuSO4溶液中 c(Cu2＋)＝0.02 mol·L－1，如果生成 Cu(OH)2沉淀，应调整溶液的 pH，使
之大于__________。
(2)要使0.2 mol·L－1 CuSO4溶液中 Cu2＋沉淀较为完全(使Cu2＋浓度降至原来的千分之一)，则
应向溶液中加入 NaOH 溶液，使溶液的 pH 为________。
答案　(1)5　(2)6
解析　(1)根据题给信息，当 c(Cu2＋)·c2(OH－)＝2×10－20 mol3·L－3时开始出现沉淀，则 c(OH
－)＝ mol·L－1＝10－9 mol·L－1，c(H＋)＝10－5 mol·L－1，pH＝5，所以要生成 Cu(OH)2沉淀，应
调整 pH>5。
(2)要使 Cu2＋浓度降至＝2×10－4 mol·L－1，c(OH－)＝ mol·L－1＝10－8 mol·
L－1，c(H＋)＝10－6 mol·L－1，此时溶液的 pH＝6。
5．(沉淀的顺序)已知 Ksp(AgCl) ＝1.56×10 －10 mol2·L－2，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13 mol2·L－
2，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12 mol3·L－3。某溶液中含有 Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.01 mol·L
－1，向该溶液中逐滴加入 0.01 mol·L－1的AgNO3溶液时，计算三种阴离子沉淀的先后顺序。
答案　三种阴离子浓度均为0.01 mol·L－1时，分别产生 AgCl、AgBr 和Ag2CrO4沉淀，所需
要Ag＋浓度依次为
c1(Ag＋)＝＝ mol·L－1＝1.56×10－8 mol·L－1，
c2(Ag＋)＝＝ mol·L－1＝7.7×10－11 mol·L－1，
c3(Ag＋)＝＝ mol·L－1＝3×10－5 mol·L－1，沉淀时 Ag＋浓度最小的优先沉淀，因而沉淀的顺
序为 Br－、Cl－、CrO。
6．(沉淀能否转化)Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9 mol2·L－2、Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6 mol2·L－2，溶解
能力：CaSO4大于 CaCO3。请用数据说明溶解能力小的 CaCO3能否转化为溶解能力大的
CaSO4?
答案　在CaCO3的饱和溶液中 c(Ca2＋)＝＝ mol·L－1≈5.3×10－5 mol·
L－1，若向CaCO3饱和溶液中加入 Na2SO4溶液，产生 CaSO4(s)时SO 的最小浓度为 c(SO)＝
＝ mol·L－1≈0.17 mol·L－1，则当溶液中 c(SO)大于 0.17 mol·L－1时，CaCO3(s)可以转化为
CaSO4(s)。
7．(共沉淀溶液中离子浓度比)某温度下，溶液中含有 I－、Cl－等离子，向其中滴加AgNO3
溶液，当 AgCl 开始沉淀时，溶液中＝_______。[已知：Ksp(AgCl)＝1.6×10－10 mol2·L －
2，Ksp(AgI)＝8×10－17 mol2·L－2]
答案　5×10－7
解析　同一溶液中 c(Ag＋)相等，＝＝＝＝5×10－7。
考点三　沉淀溶解平衡的应用
摘要：

第51讲　沉淀溶解平衡[复习目标]　1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.理解溶度积(Ksp)的含义，并能进行相关计算。3.了解沉淀的生成、溶解与转化，并能应用化学平衡原理解释。考点一　沉淀溶解平衡及...

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