资源简介

高二化学导学案：
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教师评价：
第四节
难溶电解质的溶解平衡（第2课时）
编制人：许丰娟
审核人：赵昆元
领导签字：
　　　　　　
【学习目标】1.了解沉淀溶解平衡的应用。2.知道沉淀转化的本质。
【学习重、难点】沉淀转化的本质
一、沉淀的生成
1．沉淀生成的应用
在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用
来达到分离或除去某些离子的目的。
2．沉淀的方法
(1)调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe3＋转变为
沉淀而除去。反应如下：
Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。
(2)加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。反应如下：
Cu2＋＋S2－===
Cu2＋＋H2S===
Hg2＋＋S2－===
Hg2＋＋H2S===
二、沉淀的转化
1．实验探究
(1)Ag＋的沉淀物的转化
实验步骤
实验现象
有白色沉淀生成
白色沉淀变为黄色
黄色沉淀变为黑色
化学方程式
AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3
AgCl＋KI===AgI＋KCl
2AgI＋Na2S===Ag2S＋2NaI
实验结论
溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀
(2)Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
实验步骤
实验现象
产生白色沉淀
产生红褐色沉淀
化学方程式
MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl
3Mg(OH)2＋2FeCl3===2Fe(OH)3＋3MgCl2
实验结论
Fe(OH)3比Mg(OH)2溶解度小
2.沉淀转化的方法
对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。
3．沉淀转化的实质
沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般说来，
的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。
两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。
4．沉淀转化的应用
沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。
(1)锅炉除水垢
水垢[CaSO4(s)CaCO3Ca2＋(aq)]
其反应方程式是CaSO4＋Na2CO3CaCO3＋Na2SO4，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。
(2)对一些自然现象的解释
在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。例如，各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)时，便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。
其反应如下：
CuSO4＋ZnS===
CuSO4＋PbS===
合作探究
知识点一　沉淀的生成　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．在含有浓度均为0.01
mol·L－1的Cl－、Br－、I－的溶液中，缓慢且少量的加入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、AgCl
C．AgBr、AgCl、AgI
D．三种沉淀同时析出
2．为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是(　　)
A．NaOH
B．Na2CO3
C．氨水
D．MgO
3．要使工业废水中的重金属Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：
化合物
PbSO4
PbCO3
PbS
溶解度/g
1.03×10－4
1.81×10－7
1.84×10－14
由上述数据可知，选用沉淀剂最好为(　　)
A．硫化物
B．硫酸盐
C．碳酸盐
D．以上沉淀剂均可
知识点二　沉淀的转化
4．向5
mL
NaCl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．AgClC．AgCl>AgI>Ag2S
D．AgI>AgCl>Ag2S
5．已知如下物质的溶度积常数：FeS：Ksp＝6.3×10－18
mol2·L－2；CuS：Ksp＝6.3×10－36
mol2·L－2。下列说法正确的是(　　)
A．同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度
B．同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp(FeS)变小
C．向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeS
D．除去工业废水中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂
巩固练习
1．以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀而除去。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相关性质是(　　)
A．具有吸附性
B．溶解度与CuS、PbS、CdS等相同
C．溶解度大于CuS、PbS、CdS
D．溶解度小于CuS、PbS、CdS
2．当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)时，为使Mg(OH)2固体的量减少，须加入少量的(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．MgCl2
B．NaOH
C．MgSO4
D．NaHSO4
3．已知常温下：Ksp[Mg(OH)2]＝1.2×10－11
mol3·L－3，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10
mol2·L－2，Ksp(Ag2CrO4)＝1.9×10－12
mol3·L－3，Ksp(CH3COOAg)＝2.3×10－3
mol·L－2。下列叙述正确的是(　　)
A．等体积混合浓度均为0.2
mol/L的AgNO3溶液和CH3COONa溶液一定产生CH3COOAg沉淀
B．将0.001
mol/L的AgNO3溶液滴入0.001
mol/L的KCl和0.001
mol/L的K2CrO4溶液中先产生Ag2CrO4沉淀
C．在Mg2＋为0.121
mol/L的溶液中要产生Mg(OH)2沉淀，溶液的pH至少要控制在9以上
D．向饱和AgCl水溶液中加入NaCl溶液，Ksp(AgCl)变大
4．已知下表数据：
物质
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Ksp/25
℃
8.0×10－16
mol3·L－3
2.2×10－20
mol3·L－3
4.0×10－38
mol4·L－4
完全沉淀时的pH范围
≥9.6
≥6.4
3～4
对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法，不正确的是(　　)
①向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀　②向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到白色沉淀　③向该混合溶液中加入适量氯水，并调节pH到3～4后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液　④在pH＝5的溶液中Fe3＋不能大量存在
A．①②
B．①③
C．②③
D．②④
提高训练
5．某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。提示：BaSO4(s)??Ba2＋(aq)＋SO(aq)的平衡常数Ksp＝c(Ba2＋)·c(SO)，称为溶度积常数，下列说法正确的是(　　)
A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C．d点无BaSO4沉淀生成
D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
6．含有较多Ca2＋、Mg2＋和HCO的水称为暂时硬水，加热可除去Ca2＋、Mg2＋，使水变为软水。现有一锅炉厂使用这种水，试判断其水垢的主要成分为(　　)
(已知Ksp(MgCO3)＝6.8×10－6
mol2·L－2，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12
mol3·L－3)
A．CaO、MgO
B．CaCO3、MgCO3
C．CaCO3、Mg(OH)2
D．CaCO3、MgO
7．已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡：
MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm－(aq)
Ksp＝[c(Mn＋)]m·[c(Am－)]n，称为溶度积。
某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，查得如下资料：(25℃)
难溶电解质
CaCO3
CaSO4
MgCO3
Mg(OH)2
Ksp
2.8×10－9
mol2·L－2
9.1×10－6
mol2·L－2
6.8×10－6
mol2·L－2
1.8×10－12
mol3·L－3
实验步骤如下：
①往100
mL
0.1
mol·L－1的CaCl2溶液中加入100
mL
0.1
mol·L－1的Na2SO4溶液，立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3
3
g，搅拌，静置，沉淀后弃去上层清液。
③再加入蒸馏水搅拌，静置，沉淀后再弃去上层清液。
④________________________________________________________________________。
(1)由题中信息知Ksp越大，表示电解质的溶解度越______(填“大”或“小”)。
(2)写出第②步发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)设计第③步的目的是
________________________________________________________________________。
(4)请补充第④步操作及发生的现象：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
8．(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2＋。
①在提纯时为了除去Fe2＋，常加入合适的氧化剂，使Fe2＋转化为Fe3＋，下列物质可采用的是______。
A．KMnO4
B．H2O2
C．氯水
D．HNO3
②然后再加入适当物质调整溶液pH至4，使Fe3＋转化为Fe(OH)3，调整溶液pH可选用下列中的______。
A．NaOH
B．NH3·H2O
C．CuO
D．Cu(OH)2
(2)甲同学怀疑调整溶液pH至4是否能达到除去Fe3＋而不损失Cu2＋的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp＝1.0×10－38，Cu(OH)2的溶度积Ksp＝3.0×10－20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10－5
mol·L－1时就认定沉淀完全，设溶液中CuSO4的浓度为3.0
mol·L－1，则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为______，Fe3＋完全沉淀[即c(Fe3＋)≤1.0×10－5
mol·L－1]时溶液的pH为______，通过计算确定上述方案______(填“可行”或“不可行”)。
教学反思
合作探究
1.B
2.D
3.A
4.C
5.D
巩固练习
1.C
2.D
3.
C4.C
提高训练
5.
C
6.C
7.　(1)大
(2)Na2CO3＋CaSO4===Na2SO4＋CaCO3↓
(3)洗去沉淀中附着的SO
(4)向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解并放出无色无味气体
8.(1)①B　②CD　(2)4　3　可行
(2)Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)，则c(OH－)＝＝1.0×10－10(mol·L－1)，则c(H＋)＝1.0×10－4
mol·L－1，pH＝4。
Fe3＋完全沉淀时：Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，则c(OH－)＝＝1.0×10－11
mol·L－1。此时c(H＋)＝1×10－3
mol·L－1，pH＝3，因此上述方案可行。高二化学导学案：
编号：
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班级：
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教师评价：
第四节
难溶电解质的溶解平衡（第1课时）
编制人：许丰娟
审核人：赵昆元
领导签字：
【学习目标】1.掌握难溶电解质的溶解平衡；
2正确理解和掌握溶度积KSP的概念,会运用溶度积进行有关计算。
【学习重、难点】难溶电解质的溶解平衡。
【自主学习】
一：Ag＋和Cl-的反应能进行到底吗？
1．溶解度和溶解性：难溶电解质和易溶电解质之间并无
的界限，溶解度小于
的称为难溶电解质，离子相互反应生成
电解质，可以认为是完全反应。
在20℃时电解质的溶解性与溶解度的关系如下：
溶解性
易溶
可溶
微溶
难溶
溶解度
2．根据对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识，说明生成沉淀的离子反应是否真正能进行到底？
AgCl在溶液中存在两个过程，一方面，在水分子作用下，少量
脱离AgCl表面溶入水中；另一方面，溶液中的
受AgCl表面阴、阳离子的
，回到AgCl的表面析出
。一定温度下，AgCl饱和溶液建立下列动态平衡的反应式：AgCl（s）Cl-（aq）＋Ag＋（aq）
沉淀、溶解之间由于动态平衡的存住，决定了
反应不能完全进行到底。
3．溶解平衡的特征：
逆：溶解平衡是
一个
等：溶解速率和沉淀速率
定：平衡状态时，溶液中各种离子的浓度
动：动态平衡，溶解速率和沉淀速率是一个
变：当外界条件改变，溶解平衡____________________
注意：难溶强电解质的电离方程式用“＝”如：AgCl
，溶解平衡：AgCl（s）
Cl-（aq）＋Ag＋（aq）；电离平衡：AgCl＝Cl-
＋Ag＋
4.影响平衡的因素：
影响因素
沉淀溶解平衡
电离平衡
内
因
电解
质
本
身
的
性
质
外因
温
度
温度升高，多数溶解平衡向溶解的方向移动
温度升高正向移动
稀
释
向溶解的方向移动
正向移动
同离子效
应
加入相同离子，向生成沉淀的方向移动
逆向移动
二、溶度积（Ksp）
1.概念：
一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数，这个常数称为该难溶电解质的溶度积，用符号Ksp表示。
2.表达式：
对于沉淀溶解平衡MmAnmMn+(aq)+nAm-(aq)，参照电离平衡原理得平衡常数：
Ksp
=
3.溶度积规则：
比较Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积（离子积Qc）判断难溶电解质在给定条
件下沉淀能否生成或溶解。
Qc＞Ksp时
Qc＝Ksp时
Qc＜Ksp时
4.影响溶度积的因素：
Ksp
只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关，并且溶液中的离
子浓度的变化能使平衡移动，并不改变Ksp
。
5.溶度积的物理意义：
Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大则难溶电解质在水中的溶解能力越强。但对化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比不相同的电解质，则不能直接由它们的溶度积来比较溶解能力的大小，必须通过具体计算确定。下表是几种难溶电解质的溶度积以及溶解能力的比较：
沉淀溶解平衡
Ksp（18～25℃）
溶解能力比较
AgCl（s）Cl-（aq）＋Ag＋（aq）
1.8×10-10mol2.L-2
AgCl>
AgBr
>
AgI
AgBr（s）Br-（aq）＋Ag＋（aq）
5.0×10-13mol2.L-2
AgI（s）I-（aq）＋Ag＋（aq）
8.3×10-17mol2.L-2
Mg(OH)2（s）Mg
2+（aq）＋2OH-（aq）
1.8×10-11mol3.L-3
Mg(OH)2
>
Cu(OH)2
Cu(OH)2（s）
Cu
2+（aq）＋2OH-（aq）
2.2×10-20mol3.L-3
合作探究：
知识点一　沉淀的溶解平衡
1．下列有关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达平衡后不再进行
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
2．下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是(　　)
A．反应开始时，溶液中各离子的浓度相等
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
3．在一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列溶解平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，当向此悬浊液中加入少量生石灰时，若温度不变，下列说法正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．溶液中Ca2＋数目减少
B．c(Ca2＋)增大
C．溶液中c(OH－)减小
D．c(OH－)增大
知识点二　溶度积
4．在100
mL
0.01
mol·L－1
KCl溶液中，加入1
mL
0.01
mol·L－1
AgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl的Ksp＝1.8×10－10
mol2·L－2)(　　)
A．有AgCl沉淀析出
B．无AgCl沉淀
C．无法确定
D．有沉淀但不是AgCl
5．下列说法正确的是(　　)
A．在一定温度下的AgCl水溶液中，Ag＋和Cl－浓度的乘积是一个常数
B．AgCl的Ksp＝1.8×10－10
mol2·L－2，在任何含AgCl固体的溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－)且Ag＋与Cl－浓度的乘积等于1.8×10－10
mol2·L－2
C．温度一定时，当溶液中Ag＋和Cl－浓度的乘积等于Ksp值时，此溶液为AgCl的饱和溶液
D．向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp值变大
6．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(M＋)·c(X－)＝Ksp。一定温度下，将足量的AgCl分别加入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是(　　)
①20
mL
0.01
mol·L－1
KCl；
②30
mL
0.02
mol·L－1
CaCl2溶液；
③40
mL
0.03
mol·L－1
HCl溶液；
④10
mL蒸馏水；
⑤50
mL
0.05
mol·L－1
AgNO3溶液
A．①>②>③>④>⑤
B．④>①>③>②>⑤
C．⑤>④>②>①>③
D．④>③>⑤>②>①
巩固练习
1．下列说法正确的是(　　)
A．在一定温度下AgCl水溶液中，Ag＋和Cl－浓度的乘积是一个常数
B．AgCl的Ksp＝1.8×10－10
mol2·L－2，在任何含AgCl固体的溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－)且Ag＋与Cl－浓度的乘积等于1.8×10－10
mol2·L－2
C．温度一定时，当溶液中Ag＋和Cl－浓度的乘积等于Ksp值时，此溶液为AgCl的饱和溶液
D．向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp值变大
2．AgCl和Ag2CrO4的溶度积分别为1.8×10－10
mol2·L－2和2.0×10－12
mol3·L－3，若用难溶盐在溶液中的浓度来表示其溶解度，则下面的叙述中正确的是(　　)
A．AgCl和Ag2CrO4的溶解度相等
B．AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度
C．两者类型不同，不能由Ksp的大小直接判断溶解能力的大小
D．都是难溶盐，溶解度无意义
3．在100
mL
0.10
mol·L－1的AgNO3溶液中加入100
mL溶有
2.08
g
BaCl2的溶液，再加入100
mL
溶有0.010
mol
CuSO4·5H2O的溶液，充分反应。下列说法中正确的是(　　)
A．最终得到白色沉淀和无色溶液
B．最终得到白色沉淀是等物质的量的两种化合物的混合物
C．最终得到的溶液中，Cl－的物质的量为0.02
mol
D．在最终得到的溶液中，Cu2＋的物质的量浓度为0.01
mol·L－1
4．要使工业废水中的重金属Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋离子与这些离子形成的化合物的溶解度如下：
化合物
PbSO4
PbCO3
PbS
溶解度/g
1.03×10－4
1.81×10－7
1.84×10－14
由上述数据可知，选用沉淀剂最好为(　　)
A．硫化物
B．硫酸盐
C．碳酸盐
D．以上沉淀剂均可
5．当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)时，为使Mg(OH)2固体的量减少，须加入少量的(　　)
A．MgCl2
B．NaOH
C．MgSO4
D．NaHSO4
6．往
含I－和Cl－的稀溶液中滴入AgNO3溶液，沉淀的质量与加入AgNO3溶液体积的关系如图所示。则原溶液中c(I－)/c(Cl－)的比值为(　　)
A．(V2－V1)/V1
B．V1/V2
C．V1/(V2－V1)
D．V2/V1
7．已知常温下：Ksp[Mg(OH)2]＝1.2×10－11
mol3·L－3，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10
mol2·L－2，Ksp(Ag2CrO4)＝1.9×10－12
mol3·L－3，Ksp(CH3COOAg)＝2.3×10－3
mol2·L－2。下列叙述正确的
A．等体积混合浓度均为0.2
mol·L－1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液一定产生
CH3COOAg沉淀
B．将0.001
mol·L－1的AgNO3溶液滴入0.001
mol·L－1的KCl和0.001
mol·L－1的K2CrO4溶液中先产生Ag2CrO4沉淀
C．在Mg2＋为0.121
mol·L－1的溶液中要产生Mg(OH)2沉淀，溶液的pH至少要控制在9以上
D．向饱和AgCl水溶液中加入NaCl溶液，Ksp(AgCl)变大
8．25℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为：Ksp(FeS)＝6.3×10－18
mol2·L－2；Ksp(CuS)＝1.3×10－36
mol2·L－2；Ksp(ZnS)＝1.6×10－24
mol2·L－2。下列关于常温时的有关叙述正确的是(　　)
A．硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大
B．将足量的ZnSO4晶体加入到0.1
mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到
1.6×10－23
mol·L－1
C．除去工业废水中含有的Cu2＋，可采用FeS固体作为沉淀剂
D．向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中c(Fe2＋)变大、c(S2－)变小，但Ksp(FeS)变大
【参考答案】合作探究
1.　C
2.　B
3.　A
4.　A
5.　C
6.　B
巩固练习
1．C　2.C
3．B
4．A　5.D　　
6．C
7．C
8．C

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