第24讲　难溶电解质的溶解平衡

这是一份第24讲　难溶电解质的溶解平衡，共60页。PPT课件主要包含了考点一，考点二，知识梳理，沉淀溶解，沉淀生成，溶解的方向，生成沉淀的方向，小题自测，7×10－7，沉淀溶解平衡等内容，欢迎下载使用。
第24讲　难溶电解质的溶解平衡
考点一　难溶电解质的沉淀溶解平衡
1．固体溶质的溶解性在20 ℃时，固体物质的溶解度与溶解性存在的关系如下：
2．沉淀溶解平衡(1)定义沉淀溶解平衡状态是指在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，____________速率和____________速率相等的状态。这种平衡称为沉淀溶解平衡。
[微点拨]　①沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡也同样遵循勒夏特列原理。②沉淀溶解达到平衡时，再加入该难溶物对平衡无影响。
(3)沉淀溶解平衡的特征
(4)影响沉淀溶解平衡的因素①内因难溶电解质本身的性质是决定因素。
cm(An＋)·cn(Bm－)　
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动。(　　)(2)NaCl溶解性很好，饱和NaCl溶液中不存在溶解平衡。(　　)[提示]　易溶电解质作溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。(3)沉淀达到溶解平衡时，溶液中难溶电解质电离出的各个离子浓度均相等。(　　)[提示]　溶解平衡时，溶液中各离子浓度不再改变，不一定相等。
(4)室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。(　　)[提示]　食盐水中c(Cl－)大，抑制AgCl的溶解，故AgCl在水中的溶解度大于在食盐水中的溶解度。(5)沉淀溶解是吸热反应，降低温度，溶解平衡一定逆向移动。(　　)[提示]　少数沉淀(如氢氧化钙)溶解放热，升温逆向移动。
(6)AgCl的Ksp大于Mg(OH)2，则AgCl的溶解度大于Mg(OH)2。(　　)[提示]　溶度积大的难溶电解质溶解度不一定大，只有组成类型相同的难溶电解质才可以通过Ksp比较溶解度大小。(7)溶度积常数只受温度影响，Ksp随温度升高而增大。(　　)[提示]　大多数难溶电解质Ksp随温度升高而增大，少数(如氢氧化钙)升高温度Ksp减小。
(8)Mg(OH)2在NaOH溶液中的溶解度与在水中一样。(　　)[提示]　OH－抑制Mg(OH)2的溶解平衡，在NaOH溶液中溶解度小。(9)在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小。(　　)[提示]　H＋可以与ZnS中S2－结合促进溶解平衡，进而溶解ZnS，而H＋不能溶解CuS，所以CuS的溶解度比ZnS的小。
(10)已知常温下：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，将0.002 ml·L－1的AgNO3溶液与0.002 ml·L－1的KCl溶液等体积混合会产生AgCl沉淀。(　　)[提示]　混合后Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.001 ml·L－1×0.001 ml·L－1＝1.0×10－6＞1.8×10－10，故生成AgCl沉淀。(11)沉淀溶解达到平衡时，v(沉淀)＝v(溶解)。(　　)
[提示]　前者为BaSO4的电离方程式，后者为BaSO4沉淀溶解平衡的离子方程式。
2．深度思考：(1)利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的离子？[提示]　不可能将要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 ml·L－1时，沉淀已经完全。
(2)试用平衡移动原理解释下列事实：分别用等体积的蒸馏水和0.01 ml·L－1的盐酸洗涤AgCl沉淀，为什么用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量？
5.0≤pH＜7.1　
[解析]　加入适量水，使溶解平衡正向移动，悬浊液中Mg(OH)2固体的质量减少，故A不选；加入盐酸，可与氢氧化镁反应而导致氢氧化镁固体减少，故B不选；加少量NaOH固体，平衡逆向移动，则Mg(OH)2固体增加，且c(OH－)增加，故C选；加少量MgSO4固体，平衡逆向移动，c(OH－)减小，故D不选。
[解析]　因为ΔH＜0，升高温度，平衡逆向移动，①正确；加Na2CO3粉末会生成CaCO3，使Ca2＋浓度减小，②错误；加入氢氧化钠溶液，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错误；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错误；加热时Ca(OH)2的溶解度减小，溶液的pH降低，⑤错误；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，平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，⑦错误。正确答案为①⑥，故选A。
(2)(2021·全国乙，13,6分)HA是一元弱酸，难溶盐MA的饱和溶液中c(M＋)随c(H＋)而变化，M＋不发生水解。实验发现，298 K时c2(M＋)～c(H＋)为线性关系，如图中实线所示。
下列叙述错误的是(　　)A．溶液pH＝4时，c(M＋)＜3.0×10－4 ml·L－1B．MA的溶度积Ksp(MA)＝5.0×10－8C．溶液pH＝7时，c(M＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)D．HA的电离常数Ka(HA)≈2.0×10－4
[解析]　A项，pH＝4时，c(H＋)＝10－4 ml·L－1，c2(M＋)＝7.5×10－8 (ml·L－1)2，则c(M＋)＜3.0×10－4 ml·L－1，正确；B项，MA的饱和溶液中存在Ksp(MA)＝c(M＋)·c(A－)，未加入H＋时，存在c(M＋)＝c(A－)，即Ksp(MA)＝c2(M＋)＝5.0×10－8，正确；C项，随着含H＋的溶液的加入，298 K、pH＝7时溶液中存在电荷守恒，而C项中的等式中缺少加入溶液中的阴离子，错误；
〔对点集训2〕　(1)在100 mL 0.01 ml·L－1 KCl溶液中，加入1 mL 0.01 ml·L－1 AgNO3溶液，下列说法正确的是(已知AgCl的Ksp＝1.8× 10－10)(　　)A．有AgCl沉淀析出B．无AgCl沉淀析出C．无法确定D．有沉淀但不是AgCl
(2)(2022·江苏徐州模拟)常温下，有关物质的溶度积如下，下列有关说法不正确的是(　　)A．常温下，除去NaCl溶液中的MgCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好B．常温下，除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好
C．向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝2.125×1021D．将适量的Ca(OH)2固体溶于100 mL水中，刚好达到饱和[c(Ca2＋) ＝1.0×10－2 ml·L－1]，若保持温度不变，向其中加入100 mL 0.012 ml·L－1的NaOH，则该溶液变为不饱和溶液[答案]　B
[解析]　因为MgCO3是微溶物、Mg(OH)2是难溶物，所以除去NaCl溶液中的MgCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好，故A正确；因为Ca(OH)2是微溶物、CaCO3是难溶物，所以除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，选用Na2CO3溶液比NaOH溶液效果好，故B错误；当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，
解沉淀溶解平衡图像题的三步骤第一步：明确图像中纵、横坐标的含义纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。第二步：理解图像中线上点、线外点的含义
(1)以氯化银为例，在该沉淀溶解平衡图像上，曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态，此时Qc＝Ksp。在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度只能在曲线上变化，不会出现在曲线以外。(2)曲线上方区域的点均为过饱和溶液，此时Qc＞Ksp。(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液，此时Qc＜Ksp。
第三步：抓住Ksp的特点，结合选项分析判断(1)溶液在恒温蒸发时，离子浓度的变化分两种情况。①原溶液不饱和时，离子浓度都增大；②原溶液饱和时，离子浓度都不变。(2)溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。
考点二　沉淀溶解平衡的应用
1．沉淀的生成(1)调节pH法如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为___________________________________________________________。
CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O，Fe3＋＋3H2O===Fe(OH)3↓＋3H＋　
(2)沉淀剂法如用H2S沉淀Hg2＋的离子方程式为__________________________。用Na2S沉淀Cu2＋，离子方程式为______________________。
Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋　
Cu2＋＋S2－===CuS↓　
2．沉淀的溶解(1)酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为：_______________________________________。Cu(OH)2溶于稀硫酸，离子方程式为：___________________________________。
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑　
Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O　
(2)碱溶解法如Al2O3溶于NaOH溶液，离子方程式为：__________________________________。(3)盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为：__________________________________________。
(4)络合溶解法(又称配位溶解法)如AgCl溶于氨水化学方程式为：AgCl＋2NH3·H2O===Ag(NH3)2Cl＋2H2O。(5)氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀硝酸。
AgCl沉淀转化为AgBr的离子方程式为_______________________________________。AgI沉淀转化为Ag2S的离子方程式为_____________________________________。
(2)应用①锅炉除垢：将CaSO4转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，离子方程式为____________________________________________。②矿物转化：CuSO4溶液遇PbS转化为CuS，离子方程式为______________________________________。
①对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶电解质，Ksp小的溶解度不一定小。如Ksp(AgCl)＞Ksp(Ag2CrO4)，但c(Ag＋)是Ag2CrO4＞AgCl。②不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10－5 ml·L－1时，沉淀已经完全。
③一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现，但溶解度小的沉淀转化成溶解度稍大的沉淀在一定条件下也能实现。例如，在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，只要Qc(BaCO3)＞Ksp(BaCO3)就可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。
(4)向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgI)。(　　)(5)将0.1 ml·L－1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1 ml·L－1 CuSO4溶液，现象是先有白色沉淀生成，后变为浅蓝色沉淀，所以Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小。(　　)(6)常温下，向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体，会有BaCO3生成。(　　)
2．深度思考：(1)试用平衡移动原理解释：已知Ba2＋有毒，为什么医疗上能用BaSO4做钡餐透视，而不能用BaCO3做钡餐？
(2)向Mg(OH)2悬浊液中滴加蒸馏水，沉淀不溶解；向Mg(OH)2中滴加盐酸，沉淀溶解；向Mg(OH)2中滴加NH4Cl溶液，沉淀也溶解。
①NH4Cl为什么能溶解Mg(OH)2？请从沉淀溶解平衡移动的角度分析。②该反应的化学方程式是什么？
微考点1　难溶电解质的生成与溶解　　　　　(2022·北京顺义区一模)某实验小组探究常温下难溶电解质的溶解平衡，查得如表资料。
依据上述数据进行的预测不合理的是(　　)A．向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体，有浑浊出现B．除去FeSO4溶液中的CuSO4，可选用FeS作为沉淀剂C．向含等物质的量的MgCl2和FeCl3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先出现的沉淀是Mg(OH)2D．向1 mL 0.1 ml·L－1 MgCl2溶液中滴加2 mL 0.1 ml·L－1 NaOH溶液，取澄清溶液滴加2滴0.1 ml·L－1 FeCl3溶液，有浑浊出现
向1 mL 0.1 ml·L－1 MgCl2溶液中滴加2 mL 0.1 ml·L－1 NaOH溶液，恰好反应生成氢氧化镁沉淀，饱和溶液中存在氢氧化镁的沉淀溶解平衡，取澄清溶液滴加2滴0.1 ml·L－1 FeCl3溶液，会生成氢氧化铁沉淀，有浑浊出现，D正确。
〔对点集训1〕　(2022·山东潍坊一模)常温下，向10 mL一定浓度的硝酸银溶液中，逐滴加入0.1 ml·L－1的氨水，反应过程中－lg c(Ag＋)或－lg c{[Ag(NH3)2]＋}与加入氨水体积的关系如图。下列说法错误的是(　　)
微考点2　沉淀转化　　　　　(2022·山东泰安四模)取1 mL 0.1 ml·L－1 AgNO3溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度均为0.1 ml·L－1)：
下列说法不正确的是(　　)A．实验①白色沉淀是难溶的AgClB．由实验②说明AgI比AgCl更难溶C．若按①③顺序实验，看不到黑色沉淀D．若按②①顺序实验，看不到白色沉淀
[解析]　向1 mL 0.1 ml·L－1 AgNO3溶液中加入过量氯化钠溶液生成氯化银白色沉淀，滴加过量KI溶液生成黄色沉淀碘化银，再加入过量硫化钠溶液生成硫化银沉淀，沉淀转化的实质是向更难溶的方向进行。实验①白色沉淀是难溶的AgCl，A正确；由实验②说明AgI比AgCl更难溶，可以实现沉淀转化，B正确；若按①③顺序实验，硫化银溶解度小于氯化银，也可以实现转化，看到黑色沉淀生成，C错误；由实验②说明AgI比AgCl更难溶，若按②①顺序实验，此条件下碘化银不能转化为氯化银，看不到白色沉淀，D正确。
〔对点集训2〕　某兴趣小组进行下列实验：①将0.1 ml·L－1 MgCl2溶液和0.5 ml·L－1 NaOH溶液等体积混合得到浊液②取少量①中浊液，滴加0.1 ml·L－1 FeCl3溶液，出现红褐色沉淀③将①中浊液过滤，取少量白色沉淀，滴加0.1 ml·L－1 FeCl3溶液，白色沉淀变为红褐色沉淀④另取少量白色沉淀，滴加饱和NH4Cl溶液，沉淀溶解
萃取精华：利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生，其次沉淀生成的反应进行的越完全越好。如除去溶液中的Mg2＋，用NaOH溶液比使用Na2CO3溶液好，原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。
若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀时，则可以控制条件，使这些离子先后分别沉淀。①对同一类型的沉淀，Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀效果越好。例如在浓度相差不大的Cl－、Br－、I－的混合溶液中，由于AgCl、AgBr、Agl的Ksp相差较大，可向混合溶液中逐渐滴加AgNO3溶液，可按AgI、AgBr、AgCl的顺序先后沉淀。②对不同类型的沉淀，其沉淀先后顺序要通过计算才能确定。
3．影响Ksp的一个外界因素：温度。4．溶度积规则中的三个关系(1)Qc＜Ksp：溶液不饱和，无沉淀析出。(2)Qc＝Ksp：溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。(3)Qc＞Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出。
5．沉淀反应的三个应用(1)沉淀的生成。(2)沉淀的溶解。(3)沉淀的转化。用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部通过沉淀除去，一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 ml·L－1时，表明离子已经沉淀完全。
6．三个强化理解(1)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡移动分析时也同样遵循勒夏特列原理。(2)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大，只有组成相似的难溶电解质才有可比性。(3)复分解反应总是向着某些离子浓度减小的方向进行，若生成难溶电解质，则向着生成溶度积较小的难溶电解质的方向进行。