選擇性必修一學(xué)化JS第四單元沉淀溶解平衡1沉淀溶解平衡原理在初中化學(xué)學(xué)習(xí)時，我們曾根據(jù)物質(zhì)在水中的溶解度將物質(zhì)分為易溶、可溶、微溶、難溶等。例如，氯化鈉易溶于水，氫氧化鈣微溶于水，氯化銀、硫酸鋇難溶于水。那么，難溶的物質(zhì)在水中是否完全不溶呢？溫故知新我們知道，可溶性物質(zhì)溶于水時，溶質(zhì)在水分子的作用下會以溶質(zhì)分子或離子的形式進(jìn)入溶液，這稱之為溶解。溶解時，固體溶質(zhì)的量會不斷減少，溶液中溶質(zhì)微粒的濃度不斷增大，但溶解也是有限度的，當(dāng)溶液達(dá)到該溫度下的飽和狀態(tài)時，固體溶質(zhì)的量將不再減少，溶液中溶質(zhì)微粒的濃度也不再發(fā)生變化。我們也知道，難溶物質(zhì)是指溶解度小于0.01g的物質(zhì)，其實它們在水中并不是不能溶解，只是溶解度相對比較小而已。按照如下步驟進(jìn)行實驗：1.將少量碘化鉛（PbI2，難溶于水）固體加入到盛有一定量水的50mL燒杯中，用玻璃棒充分?jǐn)嚢瑁o置。2.從燒杯中取2mL上層清液于試管中，逐滴加入AgNO3溶液，充分振蕩，靜置。請仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象，并分析產(chǎn)生此實驗現(xiàn)象的原因。實驗探究實驗發(fā)現(xiàn)，在試管中加入AgNO3溶液，即產(chǎn)生黃色的AgI沉淀。這說明雖然難溶電解質(zhì)PbI2的溶解度很小，但在水中仍有極少量的溶解。在25°C時，氯化銀的溶解度為1.5×10－4g，在有氯化銀沉淀生成的溶液中存在著如下平衡：上述平衡存在兩個過程：一方面，在水分子的作用下，少量Ag＋和Cl－脫離氯化銀表面進(jìn)入水中（溶解過程）；另一方面，溶液中的Ag＋和Cl－受氯化銀表面陰、陽離子的吸引，回到氯化銀表面析出（沉淀過程）。在一定溫度下，當(dāng)溶解速率和沉淀速率相等時，體系中形成氯化銀飽和溶液，氯化銀的溶解達(dá)到平衡狀態(tài)，這種平衡稱為沉淀溶解平衡。溶洞是石灰?guī)r地區(qū)的地下水長期侵蝕巖層而形成的。石灰?guī)r主要成分是碳酸鈣。碳酸鈣難溶于水，在25°C時，溶解度僅為7.1×10－4g。拓展視野溶洞的形成當(dāng)溶有CO2的水流經(jīng)石灰?guī)r時，能夠發(fā)生和建立如下平衡：總反應(yīng)的離子方程式為：當(dāng)水中溶有的CO2濃度較大時，該平衡能夠向著碳酸鈣溶解的方向移動，生成溶解度相對較大的Ca(HCO3)2；當(dāng)CO2的濃度減小或溫度升高時，該平衡又向著逆反應(yīng)方向移動，重新析出CaCO3沉淀。隨著上述過程反復(fù)進(jìn)行，經(jīng)年累月，碳酸鈣逐漸在洞穴不同的位置積聚起來，在洞穴頂部形成鐘乳石，在洞穴底部則形成石筍，就形成了美麗的溶洞。根據(jù)化學(xué)平衡研究的思路，我們也可以用平衡常數(shù)來描述難溶電解質(zhì)在水中的沉淀溶解平衡，其平衡常數(shù)稱為溶度積常數(shù)，簡稱溶度積，用Ksp表示。如：和其他平衡常數(shù)一樣，在一定溫度下，Ksp為一常數(shù)。難溶電解質(zhì)的Ksp的大小反映了其在水中的溶解能力。對于同類型的難溶電解質(zhì)（如AgCl、AgBr、AgI等）而言，Ksp越小，其在水中的溶解能力也越小。一些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)和溶解度如表3-15所示。已知碳酸鈣難溶于水。1.CaCO3在水中的溶解平衡可表示為

。2.碳酸鈣的溶度積常數(shù)表達(dá)式為學(xué)以致用3.在常溫下，將少量碳酸鈣加入一定量的水中，充分?jǐn)嚢韬笕杂泄腆w存在。此時溶解過程是否停止？請說明理由。4.將碳酸鈣分別加入水和飽和碳酸鈉溶液中，達(dá)到沉淀溶解平衡，請比較兩個體系中Ca2＋濃度的大小。5.請設(shè)計實驗方案，使碳酸鈣的沉淀溶解平衡向碳酸鈣溶解的方向移動。以沉淀溶解平衡為例，要判斷溶液中能否生成沉淀，可依據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)與濃度商的關(guān)系，將溶液中的離子濃度之積與Ksp進(jìn)行比較：將10mL0.02mol·L－1CaCl2溶液與等體積、等濃