第三章 第4节 第20课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡(课件 学案)高中化学 人教版(2019)选择性必修1

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第三章 第4节 第20课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡(课件 学案)高中化学 人教版(2019)选择性必修1

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第四节 沉淀溶解平衡
第20课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡
学习目标 知识网络
1. 能描述沉淀溶解平衡。2. 了解沉淀溶解平衡的影响因素。3. 了解溶度积和离子积的关系,并由此学会判断反应进行的方向。
判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1) 沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等(  )
(2) 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(  )
(3) 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(  )
(4) Ksp小的难溶电解质的溶解度一定小于Ksp大的难溶电解质的溶解度(  )
(5) 室温下,向浓度均为0.1 mol/LBaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液,出现白色沉淀,则Ksp(BaSO4)(6) 向浓度均为0.05 mol/L NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黄色沉淀生成,则Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)(  )
(7) 常温下,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,pH=10的含Mg2+的溶液中,c(Mg2+)≤5.6×10-4 mol/L(  )
沉淀溶解平衡的建立
1. 平衡的建立
以AgCl溶解为例:从固体溶解平衡的角度,AgCl在溶液中存在下述两个过程:一方面,在水分子作用下,____________________________________;另一方面,溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引,________________________。当________________________时,即得到AgCl的____________。
2. 溶解平衡的表示
如AgCl沉淀体系中:AgCl(s)??Cl-(aq)+Ag+(aq)。由于沉淀、溶解之间的这种________平衡的存在,决定了Ag+和Cl-的反应________进行完全。
沉淀溶解平衡的影响因素
1. 内因
难溶电解质本身的性质。绝对不溶的物质是没有的,同样是微溶物质,溶解度差别也很大。
2. 外因
(1) 浓度:加水稀释,平衡向溶解方向移动。
(2) 温度:升高温度,多数平衡向溶解方向移动,少数[如Ca(OH)2的溶解]平衡向生成沉淀的方向移动。
(3) 同离子效应:向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子,平衡向生成沉淀的方向移动。
溶度积和离子积
以AmBn(s)??mAn+(aq)+nBm-(aq)为例
溶度积 离子积
概念 沉淀溶解平衡常数 溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号 Ksp Q
表达式 Ksp=cm(An+)·cn(Bm-),式子中的浓度是平衡浓度 Q=cm(An+)·cn(Bm-),式子中的浓度是任意浓度
应用 Q=Ksp,沉淀与溶解达到动态平衡,该溶液是饱和溶液 Q<Ksp,不饱和溶液,无沉淀析出或原有沉淀溶解,直至Q=KspQ>Ksp,溶液处于过饱和状态,平衡向析出沉淀的方向移动,直至Q=Ksp
备注 Ksp的影响因素内因:物质本身的性质外因:仅与温度有关,与浓度、压强、催化剂等无关
沉淀溶解平衡曲线中的Q和Ksp
以BaSO4沉淀曲线为例说明,Q和Ksp间的关系有以下三种情况:
①在曲线上任何一点(点a、c)均满足Q=Ksp,沉淀与溶解达到动态平衡,溶液是饱和溶液。
②在曲线上方(点b)Q>Ksp,溶液处于过饱和状态,有沉淀析出,直至Q=Ksp。
③在曲线下方(点d)Q<Ksp,溶液处于不饱和状态,无沉淀析出。
类型1 沉淀溶解平衡的建立
 下列与沉淀溶解平衡相关的说法正确的是(  )
A. 只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡
B. 沉淀溶解平衡是可逆的
C. 在平衡状态时:v溶解=v沉淀=0
D. 达到沉淀溶解平衡的溶液不一定是饱和溶液
类型2 沉淀溶解平衡的影响因素
 (2025·广州市白云中学)沉淀溶解平衡对于定量分离沉淀时如何选择沉淀剂具有指导作用。洗涤BaCO3沉淀时,为减少沉淀损失,最恰当的洗涤剂是(  )
A. 蒸馏水    B. 饱和BaCl2溶液
C. 盐酸     D. 饱和NaCl溶液
类型3 Ksp的计算及pH的调控
 已知某温度下,溶液中金属离子开始沉淀(c=0.01 mol/L)和完全沉淀(c=1.0×10-5 mol/L)时的pH如表所示:
金属离子 Ni2+ Al3+ Fe3+ Fe2+
开始沉淀时的pH 7.2 3.7 2.2 7.5
沉淀完全时的pH 8.7 4.7 3.2 9.0
利用表中数据,计算Ni(OH)2的Ksp=________。如果某溶液中Ni2+浓度为1.0 mol/L,为了防止Ni2+沉淀,则应控制溶液的pH________。
类型4 沉淀溶解平衡曲线
 (2025·广州期末)一定温度下,BaSO4沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(  )
A. a点、c点对应的Ksp(BaSO4)相等
B. d点加入BaSO4固体不能继续溶解
C. 升高温度,可使溶液由c点变到b点
D. 饱和BaSO4溶液导电能力很弱,BaSO4是弱电解质
类型5 综合应用
 (1) 已知:室温下,Ksp[Fe(OH)3]=1×10-37.4,Ksp[Mn(OH)2]=2×10-13。某溶液中c(Mn2+)=0.2 mol/L,其中含有一定量的Fe3+,欲使溶液中Fe3+完全除去[c(Fe3+)<10-5 mol/L],需控制溶液pH的范围是________。
(2) 已知:Ksp(FeS)=6.5×10-18;H2S电离常数分别为Ka1=1.1×10-7、Ka2=1.3×10-13。在弱酸性溶液中,反应FeS+H+??Fe2++HS-的平衡常数K的数值为________。
1. 下列化学用语表示不正确的是(  )
A. 醋酸的电离:CH3COOH??CH3COO-+H+
B. 碳酸氢钠在水溶液中的电离:NaHCO3===Na++HCO
C. 氯化铵的水解:NH+H2O??NH4OH+H+
D. 碳酸钙的溶解平衡:CaCO3(s)??Ca2+(aq)+CO(aq)
2. 一定温度下,Zn(OH)2固体在水中达到沉淀溶解平衡:Zn(OH)2(s) ??Zn2+(aq)+2OH-(aq)。要使Zn(OH)2固体质量减小而c(Zn2+)不变,可采取的措施是(  )
A. 加入少量水 B. 通入HCl气体
C. 加入NaOH固体 D. 加入ZnSO4固体
3. 常温下,Ksp(CaSO4)=9×10-6,常温下CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(  )
A. 加入Na2SO4可使溶液由a点变到b点
B. b点将有沉淀生成,平衡后溶液中c(SO)一定等于3×10-3 mol/L
C. a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp
D. d点溶液通过蒸发可以变到c点
4. 工业上常用硫化物作沉淀剂除去废水中的Cu2+等重金属离子。常温下,CuS饱和溶液中,-lgc(Cu2+)和-lgc(S2-)关系如图所示,Ksp(CuS)=________;图中a、b、c三点对应的溶液中,一定存在CuS沉淀的是________(填字母)。
配套新练案
第四节 沉淀溶解平衡
第20课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡
1. 下列变化是放热过程的是(  )
A. FeCl3水解 B. 醋酸电离
C. CaCO3溶解平衡 D. H2在Cl2中燃烧
2. 下列有关AgBr沉淀溶解平衡的说法正确的是  (  )
A. 平衡时,AgBr沉淀生成和溶解的速率都等于0
B. AgBr难溶于水,溶液中不存在Ag+和Br-
C. 向AgBr沉淀溶解平衡体系中加入NaBr固体,AgBr的Ksp不变
D. 升高温度,AgBr的溶解度不变
3. 对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后,c(Ag+)保持不变的是(  )
A. 加少量水稀释
B. 加热
C. 加入少量浓盐酸
D. 加入少量固体AgNO3
4. 在CaF2(Ksp=5.3×10-9)与CaSO4(Ksp=9.1×10-6)混合的饱和溶液中,测得F-浓度为1.8×10-3 mol/L。则溶液中SO浓度约为  (  )
A. 3.0×10-3 mol/L B. 5.7×10-3 mol/L
C. 1.6×10-3 mol/L D. 9.0×10-4 mol/L
5. 下列说法正确的是(  )
A. 相同温度下,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
6. 已知常温时,Ksp[Mg(OH)2]=1.1×10-11,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.9×10-12,Ksp(CH3COOAg)=2.3×10-3。下列叙述错误的是(  )
A. 浓度均为0.2 mol/L的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等体积混合一定产生CH3COOAg沉淀
B. 将0.001 mol/L AgNO3溶液滴入浓度均为0.001 mol/L的KCl和K2CrO4的混合溶液中,先产生Ag2CrO4沉淀
C. c(Mg2+)=0.11 mol/L的溶液中要产生Mg(OH)2沉淀,溶液的pH要控制在9以上
D. 在其他条件不变的情况下,向饱和AgCl水溶液中加入NaCl溶液,Ksp(AgCl)不变
7. (2024·茂名期中)已知难溶性物质K2SO4·MgSO4·2CaSO4在水中存在如下平衡状态:K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)??2Ca2+(aq)+2K+(aq)+Mg2+(aq)+4SO(aq),不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A. 向该体系中加入饱和NaOH溶液,沉淀溶解平衡向右移动
B. 向该体系中加入饱和碳酸钠溶液,沉淀溶解平衡向右移动
C. 该难溶性物质的Ksp=c(Ca2+)·c(K+)·c(Mg2+)·c(SO)
D. 升高温度,溶浸速率增大,平衡向右移动
8. (2024·广州白云中学)一定温度下,AgCl(s)??Ag+(aq)+Cl-(aq)体系中,c(Ag+)和c(Cl-)的关系如图所示。
下列说法错误的是(  )
A. a、b、c三点的Ksp相等
B. AgCl的饱和溶液中c(Ag+)=c(Cl-)
C. AgCl在c点的溶解度比b点大
D. b点的溶液中加入AgNO3固体,c(Ag+)沿曲线向a点方向变化
9. 在一混合溶液中含有KCl、KBr、K2CrO4,其浓度均为0.01 mol/L,已知:AgCl、AgBr、Ag2CrO4的Ksp分别为1.77×10-10、5.35×10-13、1.12×10-12。向溶液中逐滴加入0.01 mol/L AgNO3溶液时,最先和最后沉淀的物质是(  )
A. AgBr、AgCl B. Ag2CrO4、AgCl
C. AgBr、Ag2CrO4 D. 同时沉淀
10. 下列说法错误的是(  )
A. 常温下,Ksp[Cu(OH)2]=2.6×10-19,pH=10的含Cu2+的溶液中,c(Cu2+)≥2.6×10-11 mol/L
B. 已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,则常温下Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+的平衡常数K=2.5×10-5
C. 常温下,Ksp[Cr(OH)3]=1×10-32,要使处理后废水中的c(Cr3+)降至1×10-5 mol/L,应调溶液的pH=5
D. 向BaCO3、BaSO4的饱和溶液中加入少量BaCl2,溶液中不变
11. 在t ℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t ℃时,AgCl的Ksp=4×10-10。下列说法错误的是(  )
A. 在t ℃时,AgBr的Ksp=4.9×l0-13
B. 在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点
C. 图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D. 在t ℃时,反应AgCl(s)+Br-(aq)??AgBr(s)+Cl-(aq)平衡常数K≈816
12. (1) 某“除镁”步骤中利用NH4F除去Mg2+,若溶液的pH太小,会显著增加NH4F的用量,其原因为______________________________________________________________(结合勒夏特列原理解释)。
(2) (2025·广州市白云中学)已知:相关金属离子c(Mn+)=0.1 mol/L生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
Fe2+ Fe3+ Al3+ Zn2+ Cd2+
开始沉淀 6.3 1.5 3.4 6.5 7.4
沉淀完全 8.3 2.8 4.7 8.5 9.4
常温下,Ksp[Zn(OH)2]=________。
13. 在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+与CrO生成砖红色沉淀,指示达到滴定终点。当溶液中Cl-恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10-5 mol/L)时,溶液中c(CrO)=________mol/L(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10-12和2.0×10-10)。
第20课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡
基础辨析
(1) √ (2) × (3) × (4) × (5) × (6) × (7) √
核心笔记
重难点1 1. 少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面溶于水中 回到AgCl的表面析出 沉淀和溶解的速率相等 饱和溶液
2. 动态 不能
分类举题
例1 B 【解析】易溶电解质作溶质时,如果是饱和溶液,也存在沉淀溶解平衡,A错误;沉淀溶解平衡属于动态平衡,是可逆过程,B正确;在平衡状态时v溶解=v沉淀≠0,C错误;达到沉淀溶解平衡的溶液一定是饱和溶液,D错误。
例2 B 【解析】含有钡离子或者碳酸根离子的溶液可减少BaCO3沉淀溶解损失,B符合题意。
例3 1.0×10-15.6 <6.2
【解析】由表可知,Ni2+完全沉淀时,pH=8.7,此时c(Ni2+)=1.0×10-5 mol/L,c(H+)=1.0×10-8.7 mol/L,则c(OH-)== mol/L=1.0×10-5.3 mol/L,Ni(OH)2 的Ksp=c(Ni2+)·c2(OH-)=1.0×10-5×(1.0×10-5.3)2=1.0×10-15.6。该溶液中Ni2+的浓度为1.0 mol/L,为避免镍离子沉淀,需满足Ksp>c(Ni2+)·c2(OH-),c2(OH-)<=1.0×10-15.6(mol/L)2,此时c(OH-)<1.0×10-7.8 mol/L,则c(H+)>1.0×10-6.2 mol/L,故应控制溶液的pH<6.2。
例4 A 【解析】溶度积常数Ksp只随着温度的改变而改变,温度不变Ksp不变,所以a点、c点对应的Ksp(BaSO4)相等,A正确;由图可知,c点为BaSO4的饱和溶液,c(SO)相同且c(Ba2+):c>d,则d点为BaSO4的不饱和溶液,加入BaSO4固体能继续溶解,B错误;c点溶液中c(SO)≠c(Ba2+),升高温度时转化为BaSO4的不饱和溶液,溶液中c(SO)、c(Ba2+)不变,不可能由c点变到b点,C错误;BaSO4是不溶物,但溶解的部分完全电离,属于强电解质,D错误。
例5 (1) 3.2~8.0 (2) 5×10-5
【解析】(1) 根据Ksp[Mn(OH)2]=2×10-13,c(Mn2+)=0.2 mol/L,计算Mn2+开始沉淀时c(OH-)=mol/L=10-6 mol/L,pOH=6,故pH=8。根据Ksp[Fe(OH)3]=1×10-37.4、完全沉淀时c(Fe3+)<10-5 mol/L,Fe3+完全沉淀时c(OH-)= mol/L=10-10.8 mol/L,pOH=10.8,故pH=3.2。所以“除铁”过程需控制溶液pH的范围是3.2~8.0。(2) 反应FeS+H+??Fe2++HS-的平衡常数K=====5×10-5。
质量评价
1. C 【解析】铵根离子水解生成NH3·H2O,水解方程式为NH+H2O??NH3·H2O+H+,C错误。
2. A 【解析】加入少量水,沉淀溶解平衡正向移动,Zn(OH)2固体质量减小,溶液依然饱和,c(Zn2+)不变,A符合题意;通入HCl气体,OH-被消耗,沉淀溶解平衡正向移动,Zn(OH)2固体质量减小,c(Zn2+)增大,B不符合题意;加入NaOH固体,OH-浓度增大,沉淀溶解平衡逆向移动,Zn(OH)2固体质量增大,c(Zn2+)减小,C不符合题意;加入ZnSO4固体,c(Zn2+)增大,沉淀溶解平衡逆向移动,Zn(OH)2固体质量增大,D不符合题意。
3. C 【解析】加入Na2SO4溶液,c(SO)增大,c(Ca2+)减小,不能使溶液由a点变到b点,A错误;b点溶液中的c(Ca2+)≠c(SO),二者按物质的量之比1∶1沉淀后,所得溶液中c(Ca2+)≠c(SO)≠=3×10-3 mol/L,B错误;温度不变,Ksp不变,故Ksp:a点=c点,C正确;蒸发d点溶液后,c(Ca2+)和c(SO)应该同时增大,不能使溶液由d点变到c点,D错误。
4. 10-36 b
【解析】由图可知,a点处于CuS的沉淀溶解平衡状态,c(Cu2+)=c(S2-)=10-18 mol/L,Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-18×10-18=10-36。负对数越大,离子浓度越小,斜线下方的点表示过饱和溶液,故b点时一定存在CuS沉淀。
配套新练案
第四节 沉淀溶解平衡
第20课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡
1. D 【解析】盐的水解是吸热过程,A错误;弱电解质的电离是吸热过程,B错误;CaCO3的溶解是吸热过程,C错误;物质的燃烧反应是放热过程,D正确。
2. C 【解析】沉淀溶解平衡属于动态平衡,平衡时,AgBr沉淀生成和溶解的速率相等但不等于0,A、B错误;温度不变,Ksp不变,升高温度,Ksp变大,C正确,D错误。
3. A 【解析】Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),加少量水稀释,平衡正向移动,但温度不变,Ksp(AgCl)不变,故c(Ag+)仍保持不变,A符合题意。
4. B 【解析】CaF2与CaSO4混合的饱和溶液中c(F-)=1.8×10-3 mol/L,c(Ca2+)== mol/L ≈1.6×10-3 mol/L,则溶液中SO的浓度为= mol/L ≈5.7×10-3 mol/L,B正确。
5. D 【解析】相同温度下,不同类型的电解质无法由溶度积来比较溶解度大小,同类型的难溶电解质Ksp越小,溶解度才越小,A错误;Ag2CrO4和AgCl的类型不同,不能简单由Ksp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,沉淀溶解平衡向吸热方向移动,则说明它的溶解度是减小的,所以Ksp也变小,D正确。
6. B 【解析】二者等体积混合后,所得混合溶液浓度均为0.1 mol/L,c(CH3COO-)·c(Ag+)=0.1×0.1=0.01>2.3×10-3,因此一定产生CH3COOAg沉淀,A正确;0.001 mol/L KCl溶液中形成AgCl沉淀时,c(Ag+)= mol/L=1.8×10-7 mol/L,0.001 mol/L K2CrO4溶液中形成Ag2CrO4沉淀时,c(Ag+)= mol/L=×10-5 mol/L,则KCl溶液中形成AgCl沉淀时,Ag+浓度小,即AgCl先达到饱和,应先生成AgCl沉淀,B错误;Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-),c(OH-)≥ mol/L=10-5 mol/L,溶液的pH至少要控制在9以上,C正确;Ksp(AgCl)只受温度的影响,与浓度无关,所以在其他条件不变的情况下,向饱和AgCl水溶液中加入NaCl溶液,Ksp(AgCl)不变,D正确。
7. C 【解析】加入饱和NaOH溶液有Mg(OH)2沉淀生成,c(Mg2+)减小,沉淀溶解平衡右移,A正确;加入饱和Na2CO3溶液,有CaCO3沉淀生成,c(CO)减小,沉淀溶解平衡右移,B正确;该难溶性物质的Ksp=c2(Ca2+)·c2(K+)·c(Mg2+)·c4(SO),C错误;由图可知,升高温度,达到平衡状态需要的时间缩短,c(K+)增大,即平衡向右移动,D正确。
8. C 【解析】温度不变,同种沉淀的Ksp不变,故a、b、c三点的Ksp相等,A正确;由AgCl(s)??Ag+(aq)+Cl-(aq)知,AgCl的饱和溶液中c(Ag+)=c(Cl-),B正确;c点的c(Cl-)比b点大,AgCl溶解平衡逆向移动,故AgCl在c点的溶解度比b点小,C错误;b点的溶液中加入AgNO3固体,c(Ag+)浓度增大,则c(Cl-)减小,c(Ag+)沿曲线向a点方向变化,D正确。
9. C 【解析】AgCl、AgBr、Ag2CrO4的Ksp分别为1.77×10-10、5.35×10-13、1.12×10-12,其溶度积常数大小顺序为Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2CrO4)>Ksp(AgBr),形成沉淀需要的Ag+浓度分别为c(Ag+)== mol/L=1.77×10-8 mol/L 、c(Ag+)== mol/L=5.35×10-11 mol/L 、c(Ag+)== mol/L≈1.06×10-5 mol/L,所以需要离子浓度最大的是K2CrO4,最小的是KBr,故最先看到的沉淀是AgBr,最后看到的沉淀是Ag2CrO4,C正确。
10. A 【解析】常温下,pH=10的含Cu2+的溶液中,c(OH-)=1×10-4 mol/L,则根据Ksp[Cu(OH)2]=2.6×10-19可知,c(Cu2+)≤= mol/L=2.6×10-11 mol/L,A错误;反应Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+的平衡常数K====2.5×10-5,B正确;常温下Ksp[Cr(OH)3]=1×10-32,要使处理后废水中c(Cr3+)降至1×10-5 mol/L,则c(OH-)=mol/L=1×10-9 mol/L,pH=5,C正确;向BaCO3、BaSO4的饱和溶液中加入少量BaCl2,溶液中=,温度不变,比值为定值,D正确。
11. B 【解析】根据图中c点的c(Ag+)和c(Br-)可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10-13,A正确;在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br-)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小,不可能由c点到b点,B错误;在a点时Q<Ksp,故a点为AgBr的不饱和溶液,C正确;K===≈816,D正确。
12. (1) 若溶液的pH太小,c(H+)增大,H++F-??HF平衡正向移动,溶液中c(F-)减小,为使MgF2的溶解平衡逆向移动,NH4F用量更多 (2) 1.0×10-16
【解析】(2) 根据表中数据,c(Zn2+)=0.1 mol/L,开始沉淀的pH=6.5,Ksp=c(Zn2+)·c2(OH-)=0.1×(10-7.5)2=1.0×10-16。
13. 5.0×10-3
【解析】c(Ag+)== mol/L=2.0×10-5 mol/L,则c(CrO)== mol/L=5×10-3 mol/L。(共46张PPT)
第三章
水溶液中的离子反应与平衡
第四节 沉淀溶解平衡
第20课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡
目 标 导 航
学习目标 知识网络
1. 能描述沉淀溶解平衡。 2. 了解沉淀溶解平衡的影响因素。 3. 了解溶度积和离子积的关系,并由此学会判断反应进行的方向。
判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1) 沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等(  )
(2) 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(  )
(3) 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(  )
(4) Ksp小的难溶电解质的溶解度一定小于Ksp大的难溶电解质的溶解度(  )
(5) 室温下,向浓度均为0.1 mol/L BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液,出现白色沉淀,则Ksp(BaSO4)(6) 向浓度均为0.05 mol/L NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黄色沉淀生成,则Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)(  )
(7) 常温下,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,pH=10的含Mg2+的溶液中,c(Mg2+) ≤5.6×10-4 mol/L(  )
基 础 辨 析

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核心笔记
1. 平衡的建立
以AgCl溶解为例:从固体溶解平衡的角度,AgCl在溶液中存在下述两个过程:一方面,在水分子作用下,____________________________________;另一方面,溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引,_____________________。当_____________________时,即得到AgCl的____________。
2. 溶解平衡的表示
沉淀溶解平衡的建立
1
少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面溶于水中
回到AgCl的表面析出
沉淀和溶解的速率相等
饱和溶液
动态
不能
1. 内因
难溶电解质本身的性质。绝对不溶的物质是没有的,同样是微溶物质,溶解度差别也很大。
2. 外因
(1) 浓度:加水稀释,平衡向溶解方向移动。
(2) 温度:升高温度,多数平衡向溶解方向移动,少数[如Ca(OH)2的溶解]平衡向生成沉淀的方向移动。
(3) 同离子效应:向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子,平衡向生成沉淀的方向移动。
沉淀溶解平衡的影响因素
2
溶度积和离子积
3
溶度积 离子积
概念 沉淀溶解平衡常数 溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号 Ksp Q
表达式 Ksp=cm(An+)·cn(Bm-),式子中的浓度是平衡浓度 Q=cm(An+)·cn(Bm-),式子中的浓度是任意浓度
应用 Q=Ksp,沉淀与溶解达到动态平衡,该溶液是饱和溶液 Q<Ksp,不饱和溶液,无沉淀析出或原有沉淀溶解,直至Q=Ksp Q>Ksp,溶液处于过饱和状态,平衡向析出沉淀的方向移动,直至Q=Ksp
备注 Ksp的影响因素 内因:物质本身的性质 外因:仅与温度有关,与浓度、压强、催化剂等无关
以BaSO4沉淀曲线为例说明,Q和Ksp间的关系有以下三种情况:
①在曲线上任何一点(点a、c)均满足Q=Ksp,沉淀与溶解达到动态平衡,溶液是饱和溶液。
②在曲线上方(点b)Q>Ksp,溶液处于过饱和状态,有沉淀析出,直至Q=Ksp。
③在曲线下方(点d)Q<Ksp,溶液处于不饱和状态,无沉淀析出。
沉淀溶解平衡曲线中的Q和Ksp
4
分类举题
类型1 沉淀溶解平衡的建立
  下列与沉淀溶解平衡相关的说法正确的是(  )
A. 只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡
B. 沉淀溶解平衡是可逆的
C. 在平衡状态时:v溶解=v沉淀=0
D. 达到沉淀溶解平衡的溶液不一定是饱和溶液
1
【解析】 易溶电解质作溶质时,如果是饱和溶液,也存在沉淀溶解平衡,A错误;沉淀溶解平衡属于动态平衡,是可逆过程,B正确;在平衡状态时v溶解=  v沉淀≠0,C错误;达到沉淀溶解平衡的溶液一定是饱和溶液,D错误。
B
类型2 沉淀溶解平衡的影响因素
  (2025·广州市白云中学)沉淀溶解平衡对于定量分离沉淀时如何选择沉淀剂具有指导作用。洗涤BaCO3沉淀时,为减少沉淀损失,最恰当的洗涤剂是(  )
A. 蒸馏水    B. 饱和BaCl2溶液
C. 盐酸     D. 饱和NaCl溶液
2
【解析】 含有钡离子或者碳酸根离子的溶液可减少BaCO3沉淀溶解损失,B符合题意。
B
类型3 Ksp的计算及pH的调控
  已知某温度下,溶液中金属离子开始沉淀(c=0.01 mol/L)和完全沉淀(c=1.0×10-5 mol/L)时的pH如表所示:
利用表中数据,计算Ni(OH)2的Ksp=________________。如果某溶液中Ni2+浓度为1.0 mol/L,为了防止Ni2+沉淀,则应控制溶液的pH_________。
3
1.0×10-15.6
金属离子 Ni2+ Al3+ Fe3+ Fe2+
开始沉淀时的pH 7.2 3.7 2.2 7.5
沉淀完全时的pH 8.7 4.7 3.2 9.0
<6.2
类型4 沉淀溶解平衡曲线
  (2025·广州期末)一定温度下,BaSO4沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(  )
A. a点、c点对应的Ksp(BaSO4)相等
B. d点加入BaSO4固体不能继续溶解
C. 升高温度,可使溶液由c点变到b点
D. 饱和BaSO4溶液导电能力很弱,BaSO4是弱电解质
4
A
类型5 综合应用
  (1) 已知:室温下,Ksp[Fe(OH)3]=1×10-37.4,Ksp[Mn(OH)2]=2×10-13。某溶液中c(Mn2+)=0.2 mol/L,其中含有一定量的Fe3+,欲使溶液中Fe3+完全除去[c(Fe3+)<10-5 mol/L],需控制溶液pH的范围是_____________。
5
3.2~8.0
5×10-5
质量评价
1. 下列化学用语表示不正确的是(  )
C
A. 加入少量水 B. 通入HCl气体
C. 加入NaOH固体 D. 加入ZnSO4固体
【解析】 加入少量水,沉淀溶解平衡正向移动,Zn(OH)2固体质量减小,溶液依然饱和,c(Zn2+)不变,A符合题意;通入HCl气体,OH-被消耗,沉淀溶解平衡正向移动,Zn(OH)2固体质量减小,c(Zn2+)增大,B不符合题意;加入NaOH固体,OH-浓度增大,沉淀溶解平衡逆向移动,Zn(OH)2固体质量增大,c(Zn2+)减小,C不符合题意;加入ZnSO4固体,c(Zn2+)增大,沉淀溶解平衡逆向移动,Zn(OH)2固体质量增大,D不符合题意。
A
3. 常温下,Ksp(CaSO4)=9×10-6,常温下CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(  )
A. 加入Na2SO4可使溶液由a点变到b点
C. a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp
D. d点溶液通过蒸发可以变到c点
C
4. 工业上常用硫化物作沉淀剂除去废水中的Cu2+等重金属离子。常温下,CuS饱和溶液中,-lgc(Cu2+)和-lgc(S2-)关系如图所示,Ksp(CuS)=__________;图中a、b、c三点对应的溶液中,一定存在CuS沉淀的是___(填字母)。
10-36
b
【解析】 由图可知,a点处于CuS的沉淀溶解平衡状态,c(Cu2+)=c(S2-)= 10-18 mol/L,Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-18×10-18=10-36。负对数越大,离子浓度越小,斜线下方的点表示过饱和溶液,故b点时一定存在CuS沉淀。
配套新练案
1. 下列变化是放热过程的是(  )
A. FeCl3水解 B. 醋酸电离
C. CaCO3溶解平衡 D. H2在Cl2中燃烧
【解析】 盐的水解是吸热过程,A错误;弱电解质的电离是吸热过程,B错误;CaCO3的溶解是吸热过程,C错误;物质的燃烧反应是放热过程,D正确。
D
2. 下列有关AgBr沉淀溶解平衡的说法正确的是(  )
A. 平衡时,AgBr沉淀生成和溶解的速率都等于0
B. AgBr难溶于水,溶液中不存在Ag+和Br-
C. 向AgBr沉淀溶解平衡体系中加入NaBr固体,AgBr的Ksp不变
D. 升高温度,AgBr的溶解度不变
【解析】 沉淀溶解平衡属于动态平衡,平衡时,AgBr沉淀生成和溶解的速率相等但不等于0,A、B错误;温度不变,Ksp不变,升高温度,Ksp变大,C正确,D错误。
C
3. 对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后,c(Ag+)保持不变的是(  )
A. 加少量水稀释
B. 加热
C. 加入少量浓盐酸
D. 加入少量固体AgNO3
【解析】 Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),加少量水稀释,平衡正向移动,但温度不变,Ksp(AgCl)不变,故c(Ag+)仍保持不变,A符合题意。
A
A. 3.0×10-3 mol/L B. 5.7×10-3 mol/L
C. 1.6×10-3 mol/L D. 9.0×10-4 mol/L
B
5. 下列说法正确的是(  )
A. 相同温度下,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
【解析】 相同温度下,不同类型的电解质无法由溶度积来比较溶解度大小,同类型的难溶电解质Ksp越小,溶解度才越小,A错误;Ag2CrO4和AgCl的类型不同,不能简单由Ksp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,沉淀溶解平衡向吸热方向移动,则说明它的溶解度是减小的,所以Ksp也变小,D正确。
D
6.已知常温时,Ksp[Mg(OH)2]=1.1×10-11,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4) =1.9×10-12,Ksp(CH3COOAg)=2.3×10-3。下列叙述错误的是(  )
A. 浓度均为0.2 mol/L的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等体积混合一定产生CH3COOAg沉淀
B. 将0.001 mol/L AgNO3溶液滴入浓度均为0.001 mol/L的KCl和K2CrO4的混合溶液中,先产生Ag2CrO4沉淀
C. c(Mg2+)=0.11 mol/L的溶液中要产生Mg(OH)2沉淀,溶液的pH要控制在9以上
D. 在其他条件不变的情况下,向饱和AgCl水溶液中加入NaCl溶液,Ksp(AgCl)不变
B
A. 向该体系中加入饱和NaOH溶液,沉淀溶解平衡向右移动
B. 向该体系中加入饱和碳酸钠溶液,沉淀溶解平衡向右移动
D. 升高温度,溶浸速率增大,平衡向右移动
C
下列说法错误的是(  )
A. a、b、c三点的Ksp相等
B. AgCl的饱和溶液中c(Ag+)=c(Cl-)
C. AgCl在c点的溶解度比b点大
D. b点的溶液中加入AgNO3固体,c(Ag+)沿曲线向a点方向变化
C
9. 在一混合溶液中含有KCl、KBr、K2CrO4,其浓度均为0.01 mol/L,已知:AgCl、AgBr、Ag2CrO4的Ksp分别为1.77×10-10、5.35×10-13、1.12×10-12。向溶液中逐滴加入0.01 mol/L AgNO3溶液时,最先和最后沉淀的物质是(  )
A. AgBr、AgCl B. Ag2CrO4、AgCl
C. AgBr、Ag2CrO4 D. 同时沉淀
C
10. 下列说法错误的是(  )
A. 常温下,Ksp[Cu(OH)2]=2.6×10-19,pH=10的含Cu2+的溶液中,c(Cu2+) ≥2.6×10-11 mol/L
A
11. 在t ℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t ℃时,AgCl的Ksp=4×10-10。下列说法错误的是(  )
A. 在t ℃时,AgBr的Ksp=4.9×l0-13
B. 在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点
C. 图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
B
12. (1) 某“除镁”步骤中利用NH4F除去Mg2+,若溶液的pH太小,会显著增加NH4F的用量,其原因为_________________________________________________ ______________________________________________________________________(结合勒夏特列原理解释)。
(2) (2025·广州市白云中学)已知:相关金属离子c(Mn+)=0.1 mol/L生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
常温下,Ksp[Zn(OH)2]=_______________。
【解析】 (2) 根据表中数据,c(Zn2+)=0.1 mol/L,开始沉淀的pH=6.5,Ksp=c(Zn2+)·c2(OH-)=0.1×(10-7.5)2=1.0×10-16。
Fe2+ Fe3+ Al3+ Zn2+ Cd2+
开始沉淀 6.3 1.5 3.4 6.5 7.4
沉淀完全 8.3 2.8 4.7 8.5 9.4
1.0×10-16
5.0×10-3
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