3.4沉淀溶解平衡 教学设计 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

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3.4沉淀溶解平衡 教学设计 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

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3.4沉淀溶解平衡教学设计
一、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析:通过观察沉淀的生成与溶解现象,宏观判断沉淀溶解平衡的移动方向;从离子相互作用的微观角度,理解沉淀溶解平衡的本质是离子溶解与沉淀的动态平衡,建立“宏观实验现象—微观离子行为”的关联认知。
2.变化观念与平衡思想:认识沉淀溶解平衡的建立、特征及移动规律,理解浓度、温度、pH等因素对平衡的影响,能用平衡移动原理分析沉淀的生成、溶解与转化过程,深化动态平衡的化学思想。
3.证据推理与模型认知:基于沉淀溶解平衡的实验证据,推理溶度积常数(Ksp)的含义与应用价值;构建Ksp计算的思维模型、沉淀转化的判断模型,运用模型解决沉淀溶解平衡相关的计算与判断问题。
4.科学探究与创新意识:设计探究沉淀溶解平衡存在及影响因素的实验方案,通过控制变量法分析实验数据,培养实验设计、操作与数据分析能力,激发创新探究思维。
5.科学态度与社会责任:结合沉淀溶解平衡在水质净化、水垢去除、物质制备、离子检验等领域的应用,认识化学原理的实用价值;通过实验操作培养严谨求实的科学态度,树立利用化学知识解决环境与生产问题的意识。
二、教学重难点
1.教学重点
沉淀溶解平衡的建立与特征:一定温度下,沉淀溶解速率与离子沉淀速率相等时的动态平衡,具有逆、等、动、定、变的特征。溶度积常数(Ksp):定义为沉淀溶解平衡时,难溶电解质离子浓度幂的乘积,只与温度有关;Ksp的表达式书写及意义。沉淀溶解平衡的应用:沉淀的生成(离子积Qc>Ksp时)、溶解(Qc2.教学难点
理解沉淀溶解平衡的动态本质,辨析“难溶物”与“不溶物”的误区(难溶物并非完全不溶,存在微弱溶解);掌握Ksp的应用条件,避免将Ksp大小直接等同于溶解度大小(需结合物质组成类型判断);运用Qc与Ksp的关系判断沉淀的生成与溶解,解决复杂体系(如混合溶液、含缓冲溶液)中的平衡问题;理解沉淀转化的本质是平衡的移动,解释“溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀”的规律;结合沉淀溶解平衡进行多步计算(如溶度积与溶解度的换算、离子浓度计算)。
三、教学环节设计
(一)情境导入:从生活现象引发思考
展示三组生活与实验场景:一是水壶使用一段时间后内壁出现白色水垢(主要成分为CaCO 、Mg(OH) ),可用白醋轻松去除;二是实验室用BaCl 溶液检验SO 时,生成的白色BaSO 沉淀无法用稀盐酸溶解;三是工业废水处理中,向含Cu 的废水中加入石灰乳,生成Cu(OH) 沉淀后过滤除去。提问:“水垢中的CaCO 是难溶物,为何能被白醋溶解?BaSO 与CaCO 同为难溶物,为何前者不溶于稀盐酸而后者可以?向含重金属离子的废水中加石灰乳,依据的化学原理是什么?这些现象都与难溶物的溶解与沉淀规律有关,难溶物真的完全不溶吗?”通过系列疑问,激发学生探究难溶物溶解规律的兴趣,自然导入课题。
(二)新课讲授:沉淀溶解平衡的建立——动态平衡的本质
1.实验探究:难溶物的微弱溶解
实验目的:验证难溶物的微弱溶解,探究沉淀溶解平衡的存在。
实验用品:试管、胶头滴管、烧杯、漏斗、滤纸、AgNO 溶液、NaCl溶液、蒸馏水、稀硝酸。
实验步骤:①向试管中加入2mL0.1mol/LAgNO 溶液,滴加2mL0.1mol/LNaCl溶液,观察生成白色AgCl沉淀;②将上述混合物过滤,取澄清滤液(滤液中看似无明显现象),滴加几滴稀硝酸酸化的AgNO 溶液,观察现象;③另取少量AgCl沉淀,加入2mL蒸馏水,振荡后静置,取上层清液滴加稀硝酸酸化的AgNO 溶液,观察现象。
实验现象:过滤后的澄清滤液及AgCl沉淀的上层清液中,滴加AgNO 溶液后均生成白色沉淀。
实验分析:AgCl是难溶物,但上述实验证明其在水中存在微弱溶解,滤液中含有Ag 和Cl ,因此滴加AgNO 溶液会再次生成AgCl沉淀。说明难溶物并非完全不溶,其溶解过程是客观存在的。
2.沉淀溶解平衡的建立过程
微观分析:将AgCl固体放入水中,AgCl表面的Ag 和Cl 在水分子的作用下,克服离子间的引力进入水中,这个过程称为溶解;同时,水中的Ag 和Cl 在运动中遇到AgCl固体表面,会被吸附并重新析出到固体表面,这个过程称为沉淀。
平衡建立:初始阶段,溶解速率大于沉淀速率,溶液中Ag 和Cl 浓度逐渐增大;随着离子浓度的增大,沉淀速率逐渐增大,当溶解速率与沉淀速率相等时,溶液中Ag 和Cl 浓度不再变化,此时达到沉淀溶解平衡状态。
平衡表达式:AgCl(s) Ag (aq)+Cl (aq)。强调:①固体物质的浓度视为常数,不写入平衡表达式;②用“ ”表示平衡的可逆性;③该平衡属于水溶液中的离子平衡,遵循勒夏特列原理。
3.沉淀溶解平衡的特征
结合化学平衡的特征,归纳沉淀溶解平衡的特征:①逆:沉淀溶解过程是可逆的;②等:溶解速率等于沉淀速率(动态平衡的核心);③动:平衡时溶解与沉淀仍在进行,只是速率相等,体系处于动态平衡;④定:平衡时溶液中各离子的浓度保持不变;⑤变:外界条件改变时,平衡会发生移动,直至建立新的平衡。
概念辨析:明确“难溶物”的定义——溶解度小于0.01g的物质称为难溶物。难溶物的溶解度极小,但并非为0,其水溶液中存在微弱的离子浓度,因此能建立沉淀溶解平衡。绝对不溶的物质是不存在的。
(三)新课讲授:溶度积常数(Ksp)——定量描述的核心
1.Ksp的定义与表达式
定义:一定温度下,当难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数,这个常数称为溶度积常数,简称溶度积,用符号Ksp表示。
表达式书写:对于一般形式的难溶电解质AmBn(s) mAn (aq)+nBm (aq),其溶度积表达式为Ksp=[An ]^m·[Bm ]^n。例如:①AgCl(s) Ag (aq)+Cl (aq),Ksp=[Ag ]·[Cl ];②Mg(OH) (s) Mg (aq)+2OH (aq),Ksp=[Mg ]·[OH ] ;③Fe(OH) (s) Fe (aq)+3OH (aq),Ksp=[Fe ]·[OH ] 。
注意事项:①Ksp的表达式与难溶电解质的溶解方程式的书写形式一致,需明确离子的化学计量数;②Ksp的单位与离子浓度的单位有关(通常省略不写);③Ksp只与难溶电解质的本性和温度有关,与离子浓度无关。多数难溶电解质的溶解是吸热过程,升温使Ksp增大;少数如Ca(OH) 的溶解是放热过程,升温使Ksp减小。
2.Ksp的意义与应用
Ksp的意义:Ksp反映了难溶电解质的溶解能力。对于组成类型相同的难溶电解质(如AgCl、AgBr、AgI均为AB型,Mg(OH) 、Cu(OH) 均为AB 型),在相同温度下,Ksp越大,其溶解度越大;对于组成类型不同的难溶电解质(如AgCl为AB型,Mg(OH) 为AB 型),不能直接用Ksp大小比较溶解度,需通过计算溶解度(单位:mol/L)后再比较。
实例说明:25℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10 ,Ksp(AgBr)=5.0×10 ,Ksp(Mg(OH) )=5.6×10 。AgCl与AgBr为AB型,Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),则溶解度AgCl>AgBr;AgCl(AB型)与Mg(OH) (AB 型)需计算溶解度:AgCl的溶解度s=√Ksp=√(1.8×10 )≈1.34×10 mol/L;Mg(OH) 的溶解度s= √(Ksp/4)= √(5.6×10 /4)≈1.12×10 mol/L,因此溶解度Mg(OH) >AgCl,尽管Ksp(Mg(OH) )3.Qc与Ksp的关系——沉淀生成与溶解的判断依据
离子积Qc:对于难溶电解质AmBn,在任意状态下,溶液中离子浓度幂的乘积称为离子积,表达式为Qc=[An ]^m·[Bm ]^n(与Ksp表达式形式相同,但离子浓度为任意状态下的浓度)。
判断依据:通过比较Qc与Ksp的大小,可判断沉淀的生成与溶解趋势:①当Qc>Ksp时,溶液处于过饱和状态,沉淀会析出,直至Qc=Ksp,建立平衡;②当Qc=Ksp时,溶液处于饱和状态,沉淀溶解与生成速率相等,达到沉淀溶解平衡;③当Qc实例应用:25℃时,将0.001mol/LAgNO 溶液与0.001mol/LNaCl溶液等体积混合,判断是否有AgCl沉淀生成。计算:混合后[Ag ]=[Cl ]=0.0005mol/L,Qc=[Ag ]·[Cl ]=(0.0005) =2.5×10 ,Ksp(AgCl)=1.8×10 ,Qc>Ksp,因此有AgCl沉淀生成。
(四)新课讲授:影响沉淀溶解平衡的因素——平衡移动原理的应用
1.实验探究:影响AgCl沉淀溶解平衡的因素
实验原理:AgCl(s) Ag (aq)+Cl (aq),通过改变外界条件,观察沉淀的溶解情况或离子浓度变化,判断平衡移动方向。
实验方案:①取适量AgCl沉淀于试管中,加入2mL蒸馏水,振荡后静置,取上层清液滴加AgNO 溶液,观察生成白色沉淀(证明平衡存在);②向上述试管中加入2mL浓盐酸,振荡后观察沉淀变化;③向另一支盛有AgCl沉淀的试管中加入2mL浓氨水,振荡后观察沉淀变化;④取少量AgCl沉淀于试管中,加热至沸腾,观察沉淀变化。
实验现象与分析:①加浓盐酸:沉淀无明显溶解,反而可能略有增多。原因是浓盐酸电离出大量Cl ,使溶液中Cl 浓度增大,Qc>Ksp,平衡逆向移动,抑制AgCl的溶解(同离子效应);②加浓氨水:沉淀逐渐溶解。原因是Ag 与NH 结合生成稳定的配合离子[Ag(NH ) ] ,使溶液中Ag 浓度减小,Qc2.影响因素归纳
内在因素(主要因素):难溶电解质的本性,即物质的溶解能力,决定了Ksp的大小。例如,AgCl的溶解能力大于AgBr,因此Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)。
外在因素:①温度:多数难溶电解质的溶解是吸热过程,升温使沉淀溶解平衡正向移动,Ksp增大,溶解度增大(如AgCl、CaCO );少数溶解是放热过程,升温使平衡逆向移动,Ksp减小,溶解度减小(如Ca(OH) )。②浓度:稀释溶液时,离子浓度减小,QcKsp,平衡逆向移动,抑制沉淀溶解(如向AgCl悬浊液中加NaCl,抑制AgCl溶解)。b.非同离子效应:加入与难溶电解质离子反应的物质(如配合剂、酸、碱等),会减小难溶电解质离子的浓度,Qc(五)新课讲授:沉淀溶解平衡的应用——原理与实际结合
1.沉淀的生成——离子的分离与除杂
应用场景:用于溶液中离子的检验、分离提纯及工业废水处理,核心是通过调节条件使Qc>Ksp,生成沉淀。
实例1:离子检验。实验室检验SO 时,加入BaCl 溶液生成白色BaSO 沉淀,其Ksp极小(25℃时Ksp=1.1×10 ),Qc极易大于Ksp,沉淀稳定且不溶于稀盐酸,因此可准确检验;检验Cl 时,加入AgNO 溶液生成AgCl沉淀,再加入稀硝酸排除CO 等干扰离子的影响。
实例2:物质提纯。除去NaCl溶液中的少量MgCl 杂质,可加入适量NaOH溶液,调节pH使Mg 转化为Mg(OH) 沉淀。计算:25℃时,Ksp(Mg(OH) )=5.6×10 ,若要使[Mg ]≤1×10 mol/L(达到除杂标准),则[OH ]≥√(Ksp/[Mg ])=√(5.6×10 /1×10 )≈7.5×10 mol/L,对应的pH≥11,因此需将溶液pH调节至11以上,即可使Mg 完全沉淀。
实例3:工业废水处理。处理含Cu 、Pb 等重金属离子的废水,可加入石灰乳(Ca(OH) ),调节pH使重金属离子转化为氢氧化物沉淀。例如,含Cu 的废水,加入石灰乳后,Cu 与OH 结合生成Cu(OH) 沉淀,过滤后即可除去Cu ,达到废水排放标准。
2.沉淀的溶解——难溶物的转化与利用
应用场景:用于水垢去除、药物制备等,核心是通过调节条件使Qc实例1:水垢去除。水壶中的水垢主要成分为CaCO 和Mg(OH) ,加入白醋(含CH COOH)后,CH COOH电离出的H 与CO 、OH 反应:CaCO +2CH COOH=Ca +2CH COO +CO ↑+H O,Mg(OH) +2CH COOH=Mg +2CH COO +2H O,使CO 和OH 浓度减小,沉淀溶解平衡正向移动,水垢溶解。
实例2:药物溶解。牙科常用的含氟牙膏预防龋齿,原理是牙齿表面的Ca (PO ) OH(羟基磷酸钙)在唾液中存在平衡:Ca (PO ) OH(s) 5Ca (aq)+3PO (aq)+OH (aq),氟离子与Ca 、PO 结合生成更难溶的Ca (PO ) F(氟磷酸钙,Ksp更小),但当牙齿表面有微小溶解时,含氟牙膏中的F 可促进Ca (PO ) OH的溶解与重新沉淀,形成更坚固的Ca (PO ) F。
3.沉淀的转化——更难溶沉淀的生成
实验探究:沉淀的转化实验。向盛有AgNO 溶液的试管中滴加NaCl溶液,生成白色AgCl沉淀;再向其中滴加KI溶液,观察到白色沉淀转化为黄色AgI沉淀;继续滴加Na S溶液,黄色沉淀又转化为黑色Ag S沉淀。
原理分析:AgCl(s) Ag (aq)+Cl (aq),加入KI溶液后,I 与Ag 结合生成AgI沉淀(Ksp(AgI)=8.3×10 规律总结:沉淀转化的本质是沉淀溶解平衡的移动,通常情况下,溶解度大的沉淀(Ksp较大)能转化为溶解度更小的沉淀(Ksp更小);若溶解度小的沉淀对应的离子能与外加试剂反应,也可实现“溶解度小的沉淀转化为溶解度大的沉淀”(如AgI沉淀中加入浓氨水,Ag 与NH 形成配合离子,AgI沉淀溶解后,若加入Cl 可生成AgCl沉淀)。
实际应用:工业制备重晶石(BaSO )时,先用BaCO 与稀硫酸反应生成BaSO ,尽管BaCO 的溶解度大于BaSO ,但加入过量稀硫酸,CO 与H 反应生成CO ,促进BaCO 溶解,最终转化为BaSO ;锅炉除垢时,水垢中的CaSO (Ksp=9.1×10 )难溶于酸,可加入Na CO 溶液,使CaSO 转化为更难溶的CaCO (Ksp=4.9×10 ),再用酸溶解CaCO ,达到除垢目的。
(六)课堂讨论:深度辨析Ksp的应用误区
提出讨论主题:“25℃时,Ksp(BaSO )=1.1×10 ,Ksp(BaCO )=4.9×10 ,二者Ksp相近,为何BaSO 不溶于稀盐酸而BaCO 可溶于稀盐酸?能否用Na CO 溶液将BaSO 沉淀转化为BaCO 沉淀?”
引导学生分析:BaSO 与BaCO 的Ksp相近,但BaCO 溶于稀盐酸是因为CO 与H 反应生成CO 和H O,使CO 浓度减小,BaCO 的沉淀溶解平衡正向移动;而BaSO 的SO 与H 不反应,加入稀盐酸后,SO 浓度不变,Ba 浓度也不变,Qc=Ksp,平衡不移动,因此BaSO 不溶于稀盐酸。能否转化需结合浓度判断:向BaSO 悬浊液中加入高浓度Na CO 溶液,CO 浓度极大,使Qc(BaCO )=[Ba ]·[CO ]>Ksp(BaCO ),BaCO 沉淀生成,同时Ba 浓度减小,促进BaSO 溶解,因此在高浓度Na CO 溶液中,BaSO 可转化为BaCO (工业上常用此方法处理BaSO 废渣)。
教师总结:“Ksp是判断沉淀生成与溶解的重要依据,但实际应用中需结合离子反应、试剂浓度等因素综合分析,不能仅凭Ksp大小简单判断,要充分考虑平衡移动的条件。”
(七)拓展延伸:溶度积曲线及其应用
介绍溶度积曲线:溶度积曲线是描述难溶电解质的离子浓度随温度变化的曲线,以离子浓度的对数(lgc)为纵轴,温度或另一离子浓度的对数为横轴。例如,AgCl的溶度积曲线中,曲线上的点表示饱和溶液(Qc=Ksp),曲线上方的点表示过饱和溶液(Qc>Ksp,有沉淀生成),曲线下方的点表示不饱和溶液(Qc应用示例:通过溶度积曲线可快速判断不同温度下难溶电解质的溶解度、比较不同离子的沉淀顺序。例如,某混合溶液中含有相同浓度的Cl 和I ,向其中滴加AgNO 溶液,根据AgCl和AgI的溶度积曲线,I 对应的曲线下方区域更小,先达到饱和状态,因此AgI先沉淀,Cl 后沉淀,可实现两种离子的分离。
四、核心知识归纳
1.沉淀溶解平衡的本质与特征
(1)本质:难溶电解质的溶解速率与沉淀速率相等时的动态平衡,存在于难溶电解质的饱和溶液中。
(2)特征:逆(可逆过程)、等(溶解速率=沉淀速率)、动(动态平衡)、定(离子浓度不变)、变(条件改变平衡移动)。
(3)表达式:AmBn(s) mAn (aq)+nBm (aq)(固体不写入)。
2.溶度积常数(Ksp)
(1)定义:平衡时离子浓度幂的乘积,只与温度和物质本性有关。
(2)表达式:Ksp=[An ]^m·[Bm ]^n,与溶解方程式对应。
(3)应用:①比较溶解度(组成类型相同,Ksp越大溶解度越大);②判断沉淀生成与溶解(Qc>Ksp生成沉淀,Qc3.影响沉淀溶解平衡的因素
(1)内在因素:难溶电解质的本性(决定Ksp大小)。
(2)外在因素:①温度(多数升温促进溶解,Ksp增大);②浓度(稀释促进溶解);③外加离子(同离子效应抑制,反应离子促进);④酸或碱(与离子反应则促进溶解)。
4.沉淀溶解平衡的应用
(1)沉淀生成:调节条件使Qc>Ksp,用于离子检验、除杂、废水处理。
(2)沉淀溶解:调节条件使Qc(3)沉淀转化:利用平衡移动,溶解度大的沉淀可转化为溶解度更小的沉淀(特殊条件下可逆)。
5.核心误区辨析
(1)难溶物≠不溶物:难溶物存在微弱溶解,能建立沉淀溶解平衡。
(2)Ksp大≠溶解度大:需结合物质组成类型,组成不同时需计算溶解度。
(3)Qc与Ksp的关系:Qc是任意状态下的离子积,Ksp是平衡状态下的常数,二者比较是判断沉淀生成与溶解的唯一依据。
(4)沉淀转化的方向:通常是溶解度大→小,但若能减小某离子浓度,也可实现小→大的转化。
五、课堂练习
(一)基础巩固题
1.下列关于沉淀溶解平衡的说法,正确的是()
A.沉淀溶解平衡是静态平衡B.难溶电解质的Ksp随浓度的增大而增大
C.达到平衡时,难溶电解质不再溶解D.温度改变会影响沉淀溶解平衡
2.25℃时,下列难溶电解质的Ksp最大的是()
A.AgCl(Ksp=1.8×10 )B.AgBr(Ksp=5.0×10 )
C.AgI(Ksp=8.3×10 )D.Ag S(Ksp=6.3×10 )
3.向AgCl悬浊液中加入下列物质,能促进AgCl溶解的是()
A.NaCl固体B.浓盐酸C.浓氨水D.AgNO 固体
4.下列情况中,一定有沉淀生成的是()
A.向CaCl 溶液中通入CO 气体B.向CuSO 溶液中加入NaOH溶液
C.向MgCl 溶液中加入氨水D.向NaCl溶液中加入AgNO 溶液
5.关于沉淀转化的说法,错误的是()
A.沉淀转化的本质是平衡的移动B.溶解度大的沉淀可转化为溶解度小的沉淀
C.溶解度小的沉淀一定不能转化为溶解度大的沉淀D.BaSO 可在高浓度Na CO 溶液中转化为BaCO
(二)能力提升题
6.25℃时,已知Ksp(AgCl)=1.8×10 ,Ksp(Ag CrO )=1.1×10 ,回答下列问题:
(1)计算AgCl和Ag CrO 的溶解度(单位:mol/L);
(2)比较二者溶解度大小,说明判断依据;
(3)若某混合溶液中含有0.01mol/LCl 和0.01mol/LCrO ,向其中滴加AgNO 溶液,哪种离子先沉淀?计算首先生成沉淀时Ag 的浓度。
7.解释下列现象,并写出相关的离子方程式或平衡表达式:
(1)水垢中的Mg(OH) 可用稀盐酸溶解;
(2)向Fe(OH) 悬浊液中加入稀硫酸,沉淀溶解;
(3)向BaSO 悬浊液中加入高浓度Na CO 溶液,沉淀转化为BaCO 。
8.25℃时,向含0.1mol/LFe 的溶液中加入NaOH溶液调节pH,已知Ksp(Fe(OH) )=2.8×10 ,计算:
(1)Fe 开始沉淀时的pH(当[Fe ]=0.1mol/L时开始沉淀);
(2)Fe 完全沉淀时的pH(当[Fe ]≤1×10 mol/L时视为完全沉淀)。
(三)拓展创新题
9.某实验小组探究“pH对Mg(OH) 沉淀溶解平衡的影响”,实验步骤如下:①取三支试管,分别加入等体积、等浓度的Mg(OH) 悬浊液;②向第一支试管中加入稀盐酸,调节pH=3,观察沉淀变化;③向第二支试管中加入NaOH溶液,调节pH=13,观察沉淀变化;④向第三支试管中加入蒸馏水,调节pH=7,观察沉淀变化。
(1)预期实验现象:①pH=3时,______;②pH=13时,______;③pH=7时,______。
(2)若实验中发现pH=13时,Mg(OH) 沉淀略有溶解,可能的原因是什么?
(3)设计实验验证“Mg(OH) 的溶解是因OH 浓度变化导致平衡移动,而非其他因素”,写出实验方案。
10.工业上处理含Cr O 的废水,常用以下方法:①向废水中加入适量H SO ,调节pH=2;②加入过量FeSO 溶液,Cr O 被还原为Cr ,Fe 被氧化为Fe ;③加入NaOH溶液,调节pH至8-9,生成Cr(OH) 和Fe(OH) 沉淀;④过滤除去沉淀,达到废水处理标准。已知25℃时,Ksp(Cr(OH) )=6.3×10 ,Ksp(Fe(OH) )=2.8×10 。
(1)写出步骤②中Cr O 与Fe 反应的离子方程式;
(2)解释步骤③中调节pH至8-9的原因;
(3)判断Cr(OH) 与Fe(OH) 的溶解度大小,说明理由。
六、练习答案与解析
(一)基础巩固题答案与解析
1.答案:D
解析:沉淀溶解平衡是动态平衡,A、C错误;Ksp只与温度有关,与浓度无关,B错误;温度改变会影响平衡移动,进而影响Ksp,D正确,故选D。
2.答案:A
解析:四种物质中,AgCl的Ksp数值最大,尽管Ag S等为多离子型,但题目直接比较Ksp数值,A选项Ksp最大,故选A。
3.答案:C
解析:加入NaCl、AgNO 会增大Cl 、Ag 浓度,同离子效应抑制AgCl溶解,A、B、D错误;浓氨水与Ag 形成配合离子,减小Ag 浓度,促进AgCl溶解,C正确,故选C。
4.答案:BCD
解析:CaCl 与CO 不反应,无沉淀生成,A错误;CuSO 与NaOH反应生成Cu(OH) 沉淀,B正确;MgCl 与氨水反应生成Mg(OH) 沉淀,C正确;NaCl与AgNO 反应生成AgCl沉淀,D正确,故选BCD。
5.答案:C
解析:沉淀转化的本质是平衡移动,A正确;溶解度大的沉淀可转化为溶解度小的沉淀,B正确;若能减小溶解度小的沉淀的离子浓度,也可实现小→大的转化,C错误;高浓度Na CO 溶液中BaSO 可转化为BaCO ,D正确,故选C。
(二)能力提升题答案与解析
6.答案:
(1)AgCl的溶解度s =√Ksp=√(1.8×10 )≈1.34×10 mol/L;Ag CrO 的溶解度s = √(Ksp/4)= √(1.1×10 /4)≈6.5×10 mol/L;
(2)溶解度Ag CrO >AgCl;二者组成类型不同(AgCl为AB型,Ag CrO 为A B型),不能直接用Ksp比较,需计算溶解度,s >s ;
(3)Cl 先沉淀。Cl 开始沉淀时[Ag ]=Ksp(AgCl)/[Cl ]=1.8×10 /0.01=1.8×10 mol/L;CrO 开始沉淀时[Ag ]=√(Ksp(Ag CrO )/[CrO ])=√(1.1×10 /0.01)=1.05×10 mol/L;因1.8×10 <1.05×10 ,Cl 先沉淀。
7.答案:
(1)Mg(OH) 的沉淀溶解平衡:Mg(OH) (s) Mg (aq)+2OH (aq),稀盐酸中的H 与OH 反应生成H O,OH 浓度减小,平衡正向移动,沉淀溶解。离子方程式:Mg(OH) +2H =Mg +2H O;
(2)Fe(OH) 的平衡:Fe(OH) (s) Fe (aq)+3OH (aq),稀硫酸中的H 与OH 反应,OH 浓度减小,平衡正向移动。离子方程式:Fe(OH) +3H =Fe +3H O;
(3)BaSO 的平衡:BaSO (s) Ba (aq)+SO (aq),高浓度CO 使Qc(BaCO )=[Ba ]·[CO ]>Ksp(BaCO ),BaCO 沉淀生成,Ba 浓度减小,促进BaSO 溶解。离子方程式:BaSO (s)+CO (aq) BaCO (s)+SO (aq)。
8.答案:
(1)Fe(OH) 的Ksp=[Fe ]·[OH ] ,开始沉淀时[OH ]= √(Ksp/[Fe ])= √(2.8×10 /0.1)≈3.04×10 mol/L,[H ]=1×10 /3.04×10 ≈0.033mol/L,pH=-lg0.033≈1.48;
(2)完全沉淀时[OH ]= √(2.8×10 /1×10 )= √(2.8×10 )≈3.04×10 mol/L,[H ]=1×10 /3.04×10 ≈0.0033mol/L,pH=-lg0.0033≈2.48。
(三)拓展创新题答案与解析
9.答案:
(1)①沉淀完全溶解;②沉淀无明显变化或略有增多;③沉淀无明显变化;
(2)可能的原因:NaOH溶液浓度极高,Na 与Mg(OH) 中的OH 形成某种配合作用,或高浓度离子使溶液离子强度增大,影响了Ksp的有效数值,导致沉淀略有溶解;
(3)实验方案:①取两支试管,分别加入等体积、等浓度的Mg(OH) 悬浊液,标记为A、B;②向A试管中加入稀盐酸,调节pH=3,记录沉淀溶解情况;③向B试管中加入适量NH Cl溶液(NH 与OH 反应,降低OH 浓度),调节pH=3,记录沉淀溶解情况;④若两支试管中沉淀均完全溶解,说明Mg(OH) 溶解是因OH 浓度降低导致平衡移动,而非盐酸中的Cl 等其他因素。
10.答案:
(1)离子方程式:Cr O +6Fe +14H =2Cr +6Fe +7H O;
(2)调节pH至8-9的原因:①使Cr 和Fe 完全转化为氢氧化物沉淀,根据Ksp计算,此时[OH ]足够大,Qc>Ksp,沉淀完全;②pH过高会导致Cr(OH) 和Fe(OH) 沉淀溶解(生成配合离子或两性电离),pH过低则沉淀不完全;
(3)溶解度Cr(OH) >Fe(OH) ;二者均为AB 型难溶电解质,25℃时Ksp(Cr(OH) )=6.3×10 >Ksp(Fe(OH) )=2.8×10 ,因此溶解度Cr(OH) 更大。
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