3.4 难溶电解质的溶解平衡 学案（人教版选修4）

[学习目标]　1.了解难溶电解质的溶解平衡。2.了解溶度积的意义。3.知道沉淀生成、沉淀溶解、沉淀转化的本质是沉淀溶解平衡的移动。
[重点•难点]　重点：溶度积的意义，沉淀生成、溶解及转化的本质。难点：溶度积的应用。

1．沉淀溶解平衡
(1)概念：在一定温度下，当沉淀______和________的速率相等时，即达到沉淀溶解平衡。

(2)沉淀溶解平衡的建立
以AgCl溶解平衡为例，表达式为________________。
(3)沉淀溶解平衡的特征

(4)生成难溶电解质的离子反应的限度
①25℃时，溶解性与溶解度的关系

②沉淀完全的标志
对于常量的化学反应说，化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于________________________时，沉淀就达完全。
下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是(　　)
A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等
B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀生成的速率和沉淀溶解的速率相等
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
2．沉淀的生成
(1)调节pH法
加入氨水调节pH至7～8，可除去氯化铵中的杂质氯化铁。反应离子方程式：________________________________________________________________________。
(2)加沉淀剂法
以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。反应离子方程式如下：
________________________________________________________________________，

________________________________________________________________________；

________________________________________________________________________，

________________________________________________________________________。
3．沉淀的溶解
(1)原理
根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，只要不断________溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解。
(2)方法
①酸溶解法
难溶电解质CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2可溶于强酸，其反应的离子方程式如下：
________________________________________________________________________；

________________________________________________________________________；

________________________________________________________________________；

________________________________________________________________________。
②盐溶液溶解法
g(OH)2能溶于NH4Cl溶液，反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
4．沉淀的转化
(1)实质
________________的沉淀转化成________________的沉淀。两种沉淀的溶解度差别________，沉淀越容易转化。
(2)应用
①锅炉除水垢
水垢[CaSO4(s)]??→Na2CO3CaCO3(s)??→盐酸Ca2＋(aq)
其反应的化学方程式如下：
________________________________；
________________________________。
②自然界中矿物的转化
原生铜的硫化物??→氧化、淋滤________溶液??→渗透，加闪锌矿ZnS和方铅矿PbS________
其反应的化学方程式如下：
________________________________________________________________________，

________________________________________________________________________。
一、沉淀溶解平衡的移动及其应用

1．影响沉淀溶解平衡的因素
(1)内因：________________________________________________________________________。
(2)外因：
①温度：温度升高，多数沉淀溶解平衡向________的方向移动。
②浓度：加水稀释，沉淀溶解平衡向________的方向移动。
③同离子效应：加入与难溶电解质构成微粒相同的物质，沉淀溶解平衡向________________的方向移动。
④能反应的物质：加入可与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，沉淀溶解平衡向________的方向移动。
2．沉淀溶解平衡的应用
沉淀的生成、溶解及其转化，均是利用了沉淀溶解平衡的移动。
利用沉淀溶解平衡的移动，可以促使沉淀溶解或沉淀生成。如CuS的溶解度很小，不溶于稀酸，但在氧化性酸中却可以溶解。CuS在水中存在如下平衡：CuS(s) Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，氧化性酸可氧化S2－，使S2－浓度减小，促进沉淀溶解。
注意　在沉淀的生成中，就是利用同离子效应原理，加入过量沉淀剂使沉淀离子沉淀完全的，而沉淀的溶解及转化，就是加入能消耗难溶电解质离子的方法促进其溶解或转化的。
典例1 　现向含AgBr的饱和溶液中：
(1)加入固体AgNO3，则c(Ag＋)________(填“变大”、“变小”或“不变”，下同)；
(2)加入更多的AgBr固体，则c(Ag＋)________；
(3)加入AgCl固体，则c(Br－)________，c(Ag＋)________；
(4)加入Na2S固体，则c(Br－)________，c(Ag＋)________。
听记录：　

　
变式训练1 　有关AgCl沉淀溶解平衡的说法正确的是(　　)
A．AgCl沉淀溶解平衡时速率为零
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
二、溶度积
1．溶度积sp
在一定条下，难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时，溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡，叫作沉淀溶解平衡。这时，离子浓度的乘积为一常数，叫作溶度积，用sp表示。
2．表达式
AmBn ____________________________________
sp＝________________________
3．溶度积与离子积的关系
通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条下沉淀能否生成或溶解：
Qc____sp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。
Qc____sp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。
Qc____sp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。
注意　(1)溶度积sp仅仅是温度的函数(难溶电解质一定时)。
(2)溶度积与溶解度均可表示物质的溶解性。
(3)相同类型的物质，溶度积越小，其溶解度越小。
典例2 　已知：25℃时，sp[g(OH)2]＝5.61×10－12 mol3•L－3，sp[gF2]＝7.42×10－11 mol3•L－3。下列说法正确的是(　　)
A．25℃时，饱和g(OH)2溶液与饱和gF2溶液相比，前者的c(g2＋)大
B．25℃时，在g(OH)2悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(g2＋)增大
C．25℃时，g(OH)2固体在20 mL 0.01 mol•L－1氨水中的sp比在20 mL 0.01 mol•L－1 NH4Cl溶液中的sp小
D．25℃时，在g(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，g(OH)2不可能转化成为gF2
听记录：　

　
变式训练2 　已知Cu(OH)2(s) Cu2＋＋2OH－，sp＝c(Cu2＋)c2(OH－)＝2×10－20 mol3•L－3。
(1)在CuSO4溶液中c(Cu2＋)＝0.020 mol•L－1，如果生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液pH在
________范围。
(2)要使0.2 mol•L－1 CuSO4溶液中Cu2＋沉淀较为完全(使c(Cu2＋)降为原的千分之一)，则应调整pH＝________。

参考答案
前准备区
1．(1)溶解　生成　(2)AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　(3)可逆　不等于零　相等　保持不变　发生移动　(4)①难溶　微溶　可溶　②1×10－5 mol•L－1
B　[对于沉淀溶解平衡，平衡时，生成沉淀的速率和沉淀溶解的速率相等，且各微粒浓度保持不变，故B项正确；在建立平衡的过程中和平衡时，各离子浓度的关系取决于电解质中阴、阳离子个数比，不一定相等，A、C项错误；改变难溶物质的量不影响沉淀溶解平衡，D项错。]
2．(1)Fe3＋＋3NH3•H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4　(2)Cu2＋＋S2－===CuS↓　Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋　Hg2＋＋S2－===HgS↓　Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋
3．(1)减少　(2)①CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O　FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑　Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O　Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O　②g(OH)2＋2NH＋4===g2＋＋2NH3•H2O
4．(1)溶解度小　溶解度更小　越大　(2)①CaSO4＋Na2CO3===Na2SO4＋CaCO3　CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O　②CuSO4　CuS　CuSO4＋ZnS===CuS↓＋ZnSO4
CuSO4＋PbS===CuS↓＋PbSO4
堂活动区
一、
1．(1)难溶电解质本身的性质　(2)①溶解　②溶解　③生成沉淀　④溶解
典例1　(1)变大　(2)不变　(3)变小　变大　(4)变大　变小
解析　本题考查了难溶电解质溶解平衡的影响因素。
(1)向AgBr饱和溶液中加入AgNO3，沉淀溶解平衡逆向移动，但c(Ag＋)增大。
(2)加入AgBr固体，对沉淀溶解平衡无影响，c(Ag＋)不变。
(3)因AgCl溶解度大于AgBr，加入AgCl固体时，c(Ag＋)增大，沉淀溶解平衡向左移动，c(Br－)变小。
(4)因Ag2S溶解度小于AgBr，加入Na2S固体时，生成Ag2S，沉淀溶解平衡向右移动，c(Br－)增大，但c(Ag＋)减小。
变式训练1　C
二、
2．mAn＋(aq)＋nBm－(aq)
[c(An＋)]m•[c(Bm－)]n
3．>　＝　<
典例2　B　[g(OH)2与gF2均为AB2型难溶电解质，故sp越小，其溶解度越小，前者c(g2＋)小，A错误；因为NH＋4＋OH－===NH3•H2O，所以加入NH4Cl后促进g(OH)2的溶解平衡向右移动，c(g2＋)增大，B正确；sp只受温度的影响，25℃时，g(OH)2的溶度积sp为常数，C错误；加入NaF溶液后，若Qc＝c(g2＋)•c2(F－)>sp(gF2)，则会产生gF2沉淀，D错误。]
变式训练2　(1)>5　(2)6
解析　(1)依题意，当c(Cu2＋)c2(OH－)＝2×10－20 mol3•L－3时开始出现沉淀，则c(OH－)＝spcCu2＋＝2×10－200.02 mol•L－1＝1×10－9 mol•L－1，由c(H＋)＝WcOH－＝1×10－141×10－9mol•L－1＝1×10－5 mol•L－1，pH＝5。
(2)由于要生成Cu(OH)2沉淀，应调整pH≥5，要使c(Cu2＋)降至0.2 mol•L－11 000＝2×10－4 mol•L－1，则c(OH－)＝spcCu2＋＝2×10－202×10－4 mol•L－1＝1×10－8 mol•L－1，此时溶液的pH＝6。

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