《沉淀溶解平衡》目標素養(yǎng)1.了解難溶電解質沉淀溶解平衡的建立、特征和影響因素。2.能用沉淀溶解平衡原理分析沉淀的溶解、生成與轉化的實質,會解決生產、生活中的實際問題。3.了解溶度積(Ksp)與離子積的關系,學會判斷反應進行的方向。知識概覽自主預習一、難溶電解質的沉淀溶解平衡1.溶解性與溶解度。(1)20℃時,溶解性與溶解度的關系。(2)反應完全的標志。一般情況下,化學上通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于

1×10-5

mol·L-1時,生成沉淀的反應就進行完全了。

2.沉淀溶解平衡的建立(以AgCl為例)。AgCl在溶液中存在下述兩個過程:一方面,在水分子作用下,

少量Ag+和Cl-脫離AgCl的表面進入水中

;另一方面,溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面陰、陽離子的吸引,

回到AgCl的表面析出

。

3.沉淀溶解平衡的含義。在一定溫度下,當

沉淀

和

溶解

的速率相等時,得到難溶電解質的

飽和

溶液,建立動態(tài)平衡。如AgCl的沉淀溶解平衡可表示為

AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

。由于沉淀、溶解之間的這種動態(tài)平衡的存在,決定了Ag+與Cl-的反應

不能

完全進行到底。

4.沉淀溶解平衡的特征。

微思考1常溫下,分別將AgCl溶于水和0.1mol·L-1的NaCl溶液中,其溶解度相同嗎?為什么?提示:不同。在NaCl溶液中,Cl-的存在會導致AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡向左移動,使AgCl溶解度變得更小。二、溶度積和離子積1.溶度積。(1)與電離平衡、水解平衡一樣,難溶電解質的沉淀溶解平衡也存在平衡常數(shù),稱為溶度積常數(shù),簡稱

溶度積

,用符號

Ksp

表示。以Ag2S為例,寫出溶度積常數(shù)的表達式:

Ksp=c2(Ag+)·c(S2-)

。

(2)Ksp反映了難溶電解質在水中的

溶解能力

。Ksp與

難溶電解質的性質

和

溫度

有關。

2.離子積。(1)用符號

Q

表示。對同一難溶電解質而言,離子積的表達式與溶度積

相同

。

(2)根據(jù)某溫度下任意時刻的Q和Ksp的相對大小,可以判斷該溫度下的溶液中難溶電解質的沉淀或溶解情況:微思考2難溶電解質的沉淀溶解平衡式和電離方程式有何區(qū)別?預習檢測1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)難溶電解質達到沉淀溶解平衡時,溶液中溶質的離子濃度一定相等,且保持不變。(

)(2)升高溫度,沉淀溶解平衡一定正向移動。(

)(3)常溫下,向BaCO3的飽和溶液中加入Na2CO3固體,BaCO3的Ksp減小。(

)×××(5)Mg(OH)2的Ksp表達式為Ksp=c(Mg2+)·c(OH-)。(

)××2.對“AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)”的理解正確的是(

)。A.說明AgCl沒有完全電離,AgCl是弱電解質B.說明溶解的AgCl已完全電離,是強電解質C.說明Ag+與Cl-反應不能完全進行到底D.說明Ag+與Cl-反應可以完全進行到底答案:C3.下列說法中正確的是(

)。A.只有易溶電解質在溶液中才存在溶解平衡B.難溶電解質的溶液中只存在溶解平衡,不存在電離平衡C.溶解平衡只能通過電解質溶解于水時建立D.達到溶解平衡時,電解質表面上的離子或分子脫離電解質的速率與溶液中的離子或分子回到電解質表面的速率相等答案:D4.向AgCl飽和溶液中加水,下列敘述正確的是(

)。A.AgCl的溶解度增大B.AgCl的溶解度、Ksp均不變C.AgCl的Ksp增大D.AgCl的溶解度、Ksp均增大答案:B一

沉淀溶解平衡的影響因素重難歸納1.內因。難溶電解質本身的性質,這是決定因素。2.外因。沉淀溶解平衡屬于化學平衡,外界因素對沉淀溶解平衡的影響,同樣遵守勒夏特列原理。(1)加水稀釋。保持溫度不變,向平衡體系中加入少量水,平衡向沉淀溶解的方向移動,最終達到與原來同樣的平衡狀態(tài);若向平衡體系中加入大量的水,最終難溶電解質完全溶解,形成不飽和溶液,平衡體系被破壞。(2)改變溫度。大多數(shù)難溶電解質的溶解是吸熱過程,升高溫度,平衡向沉淀溶解的方向移動,Ksp變大。(3)保持溫度不變,向平衡體系中加入難溶電解質溶解產生的離子,平衡向生成沉淀的方向移動,難溶電解質的溶解程度減小,但是其Ksp不變。(4)向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應的離子(生成更難溶或更難電離的物質或生成氣體)時,平衡向沉淀溶解的方向移動。當改變某個條件使難溶電解質的沉淀溶解平衡向溶解方向移動時,其Ksp是否一定增大?提示:不一定,Ksp與難溶電解質的性質和溫度有關,若溫度不變,該難溶電解質的Ksp不變。典例剖析把足量熟石灰放入蒸餾水中,一段時間后達到平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),下列敘述正確的是(

)。A.給溶液加熱,溶液的pH升高B.恒溫下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高C.向溶液中加入Na2CO3溶液,Ca(OH)2固體增多D.向溶液中加入少量的NaOH固體,Ca(OH)2固體增多答案:D解析:A項,Ca(OH)2溶解度隨溫度升高而減小,因此,升高溫度平衡逆向移動,c(OH-)減小,pH減小;B項,溫度不變,Ca(OH)2溶解度不變,c(OH-)不變,因此pH不變;C項,

+Ca2+══CaCO3↓,使平衡正向移動,Ca(OH)2固體減少;D項,加入NaOH固體時,c(OH-)增大,平衡逆向移動,因此Ca(OH)2固體增多。【拓展延伸】

加熱含有少量Ca(OH)2固體的Ca(OH)2溶液,會不會使固體減少?答案:不會,大多數(shù)物質的溶解度隨溫度升高而增大,但Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而減小,所以加熱會使固體增多。學以致用25℃時,在氫氧化鎂懸濁液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),已知25℃時Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。下列說法錯誤的是(

)。A.若向Mg(OH)2懸濁液中加入少量NH4Cl(s),c(Mg2+)會增大B.若向Mg(OH)2懸濁液中滴加CuSO4溶液,沉淀將由白色逐漸變?yōu)樗{色C.若向Mg(OH)2懸濁液中加入適量蒸餾水,Ksp保持不變,故上述平衡不發(fā)生移動D.若向Mg(OH)2懸濁液中加入少量Na2CO3(s),固體質量將增大C解析:向Mg(OH)2懸濁液中加入少量NH4Cl(s),c(OH-)減小,平衡正向移動,促進氫氧化鎂的溶解,c(Mg2+)會增大,A項正確;向Mg(OH)2懸濁液中滴加CuSO4溶液,由于Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],則沉淀將由白色氫氧化鎂逐漸變?yōu)樗{色的氫氧化銅,B項正確;加入少量水,Ksp保持不變,c(Mg2+)、c(OH-)減小,平衡正向移動,促進氫氧化鎂的溶解,C項錯誤;向Mg(OH)2懸濁液中加入少量Na2CO3(s),由于碳酸根水解,所以c(OH-)增大,平衡逆向移動,有固體析出,則固體質量將增大,D項正確。二

溶度積及其應用重難歸納1.溶度積與離子積的關系。根據(jù)某溫度下難溶電解質的溶度積與該溶液中離子積的相對大小,可以判斷該溫度下的溶液中難溶電解質的沉淀或溶解情況。(1)Q>Ksp,溶液過飽和,有沉淀析出,直至溶液飽和,達到新的平衡。(2)Q=Ksp,溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。(3)Q<Ksp,溶液未飽和,無沉淀析出,若加入過量難溶電解質,難溶電解質溶解直至溶液飽和。2.溶度積與沉淀溶解能力的關系。溶度積(Ksp)反映了難溶電解質在水中的溶解能力。(1)對于陰、陽離子個數(shù)比相同的電解質,相同溫度下,Ksp的數(shù)值越大,難溶電解質在水中的溶解度越大。(2)對于陰、陽離子個數(shù)比不同的電解質,Ksp小的電解質的溶解度不一定比Ksp大的溶解度小,如相同溫度下,Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl),但Ag2CrO4的溶解度大于AgCl的溶解度。因此,不能通過比較Ksp數(shù)值的大小來確定溶解度的大小。25℃時將0.01mol·L-1的AgNO3溶液和0.01mol·L-1的NaCl溶液等體積混合,能不能產生AgCl沉淀?試說明理由。(已知,25℃時AgCl的Ksp=1.8×10-10)典例剖析一定溫度下,要將等體積的4×10-3mol·L-1的AgNO3溶液和4×10-3mol·L-1的K2CrO4溶液混合,是否能析出Ag2CrO4沉淀?[已知Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12]答案:能析出Ag2CrO4沉淀。學以致用1.下列說法不正確的是(

)。A.Ksp只與難溶電解質的性質和溫度有關B.由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀在一定條件下可轉化為CuS沉淀C.其他條件不變,離子濃度改變時,Ksp不變D.兩種難溶電解質作比較時,Ksp小的,溶解度一定小答案:D解析:Ksp只與難溶電解質自身的性質和溫度有關,與沉淀的量和離子的濃度無關,A、C正確;相同類型的難溶電解質,沉淀向著溶解度減小的方向轉化,B項正確;只有相同類型的難溶電解質,Ksp小的,溶解度才一定小,D錯誤。2.已知常溫下