3.4 難溶電解質(zhì)的溶解平衡 學案（人教版選修4）
[學習目標] 1.了解難溶電解質(zhì)的溶解平衡。2.了解溶度積的意義。3.知道沉淀生成、沉淀溶解、沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動。
[重點•難點] 重點：溶度積的意義，沉淀生成、溶解及轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。難點：溶度積的應用。
1．沉淀溶解平衡
(1)概念：在一定溫度下，當沉淀______和________的速率相等時，即達到沉淀溶解平衡。
(2)沉淀溶解平衡的建立
以AgCl溶解平衡為例，表達式為________________。
(3)沉淀溶解平衡的特征
(4)生成難溶電解質(zhì)的離子反應的限度
①25℃時，溶解性與溶解度的關(guān)系
②沉淀完全的標志
對于常量的化學反應說，化學上通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于________________________時，沉淀就達完全。
下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是( )
A．反應開始時，溶液中各離子濃度相等
B．沉淀溶解達到平衡時，沉淀生成的速率和沉淀溶解的速率相等
C．沉淀溶解達到平衡時，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等，且保持不變
D．沉淀溶解達到平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進溶解
2．沉淀的生成
(1)調(diào)節(jié)pH法
加入氨水調(diào)節(jié)pH至7～8，可除去氯化銨中的雜質(zhì)氯化鐵。反應離子方程式：________________________________________________________________________。
(2)加沉淀劑法
以Na2S、H2S等作沉淀劑，使Cu2＋、Hg2＋等生成極難溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。反應離子方程式如下：
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
3．沉淀的溶解
(1)原理
根據(jù)平衡移動原理，對于在水中難溶的電解質(zhì)，只要不斷________溶解平衡體系中的相應離子，平衡就向沉淀溶解的方向移動，從而使沉淀溶解。
(2)方法
①酸溶解法
難溶電解質(zhì)CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2可溶于強酸，其反應的離子方程式如下：
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
②鹽溶液溶解法
g(OH)2能溶于NH4Cl溶液，反應的離子方程式為________________________________________________________________________。
4．沉淀的轉(zhuǎn)化
(1)實質(zhì)
________________的沉淀轉(zhuǎn)化成________________的沉淀。兩種沉淀的溶解度差別________，沉淀越容易轉(zhuǎn)化。
(2)應用
①鍋爐除水垢
水垢[CaSO4(s)]??→Na2CO3CaCO3(s)??→鹽酸Ca2＋(aq)
其反應的化學方程式如下：
________________________________；
________________________________。
②自然界中礦物的轉(zhuǎn)化
原生銅的硫化物??→氧化、淋濾________溶液??→滲透，加閃鋅礦ZnS和方鉛礦PbS________
其反應的化學方程式如下：
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
一、沉淀溶解平衡的移動及其應用
1．影響沉淀溶解平衡的因素
(1)內(nèi)因：________________________________________________________________________。
(2)外因：
①溫度：溫度升高，多數(shù)沉淀溶解平衡向________的方向移動。
②濃度：加水稀釋，沉淀溶解平衡向________的方向移動。
③同離子效應：加入與難溶電解質(zhì)構(gòu)成微粒相同的物質(zhì)，沉淀溶解平衡向________________的方向移動。
④能反應的物質(zhì)：加入可與難溶電解質(zhì)溶解所得的離子反應的物質(zhì)，沉淀溶解平衡向________的方向移動。
2．沉淀溶解平衡的應用
沉淀的生成、溶解及其轉(zhuǎn)化，均是利用了沉淀溶解平衡的移動。
利用沉淀溶解平衡的移動，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，但在氧化性酸中卻可以溶解。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－濃度減小，促進沉淀溶解。
注意 在沉淀的生成中，就是利用同離子效應原理，加入過量沉淀劑使沉淀離子沉淀完全的，而沉淀的溶解及轉(zhuǎn)化，就是加入能消耗難溶電解質(zhì)離子的方法促進其溶解或轉(zhuǎn)化的。
典例1 現(xiàn)向含AgBr的飽和溶液中：
(1)加入固體AgNO3，則c(Ag＋)________(填“變大”、“變小”或“不變”，下同)；
(2)加入更多的AgBr固體，則c(Ag＋)________；
(3)加入AgCl固體，則c(Br－)________，c(Ag＋)________；
(4)加入Na2S固體，則c(Br－)________，c(Ag＋)________。
聽記錄：
變式訓練1 有關(guān)AgCl沉淀溶解平衡的說法正確的是( )
A．AgCl沉淀溶解平衡時速率為零
B．AgCl難溶于水，溶液中沒有Ag＋和Cl－
C．升高溫度，AgCl沉淀的溶解度增大
D．向AgCl沉淀中加入NaCl固體，AgCl沉淀的溶解度不變
二、溶度積
1．溶度積sp
在一定條下，難溶強電解質(zhì)AmBn溶于水形成飽和溶液時，溶質(zhì)的離子與該固態(tài)物質(zhì)之間建立動態(tài)平衡，叫作沉淀溶解平衡。這時，離子濃度的乘積為一常數(shù)，叫作溶度積，用sp表示。
2．表達式
AmBn ____________________________________
sp＝________________________
3．溶度積與離子積的關(guān)系
通過比較溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積——離子積Qc的相對大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條下沉淀能否生成或溶解：
Qc____sp，溶液過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，達到新的平衡。
Qc____sp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。
Qc____sp，溶液未飽和，無沉淀析出，若加入過量難溶電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和。
注意 (1)溶度積sp僅僅是溫度的函數(shù)(難溶電解質(zhì)一定時)。
(2)溶度積與溶解度均可表示物質(zhì)的溶解性。
(3)相同類型的物質(zhì)，溶度積越小，其溶解度越小。
典例2 已知：25℃時，sp[g(OH)2]＝5.61×10－12 mol3•L－3，sp[gF2]＝7.42×10－11 mol3•L－3。下列說法正確的是( )
A．25℃時，飽和g(OH)2溶液與飽和gF2溶液相比，前者的c(g2＋)大
B．25℃時，在g(OH)2懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，c(g2＋)增大
C．25℃時，g(OH)2固體在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℃時，在g(OH)2的懸濁液中加入NaF溶液后，g(OH)2不可能轉(zhuǎn)化成為gF2
聽記錄：
變式訓練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，應調(diào)整溶液pH在
________范圍。
(2)要使0.2 mol•L－1 CuSO4溶液中Cu2＋沉淀較為完全(使c(Cu2＋)降為原的千分之一)，則應調(diào)整pH＝________。
參考答案
前準備區(qū)
1．(1)溶解 生成 (2)AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq) (3)可逆 不等于零 相等 保持不變 發(fā)生移動 (4)①難溶 微溶 可溶 ②1×10－5 mol•L－1
B [對于沉淀溶解平衡，平衡時，生成沉淀的速率和沉淀溶解的速率相等，且各微粒濃度保持不變，故B項正確；在建立平衡的過程中和平衡時，各離子濃度的關(guān)系取決于電解質(zhì)中陰、陽離子個數(shù)比，不一定相等，A、C項錯誤；改變難溶物質(zhì)的量不影響沉淀溶解平衡，D項錯。]
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)減少 (2)①CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑ Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O�、趃(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�、贑uSO4 CuS CuSO4＋ZnS===CuS↓＋ZnSO4
CuSO4＋PbS===CuS↓＋PbSO4
堂活動區(qū)
一、
1．(1)難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì) (2)①溶解�、谌芙狻、凵沙恋怼、苋芙�
典例1 (1)變大 (2)不變 (3)變小 變大 (4)變大 變小
解析 本題考查了難溶電解質(zhì)溶解平衡的影響因素。
(1)向AgBr飽和溶液中加入AgNO3，沉淀溶解平衡逆向移動，但c(Ag＋)增大。
(2)加入AgBr固體，對沉淀溶解平衡無影響，c(Ag＋)不變。
(3)因AgCl溶解度大于AgBr，加入AgCl固體時，c(Ag＋)增大，沉淀溶解平衡向左移動，c(Br－)變小。
(4)因Ag2S溶解度小于AgBr，加入Na2S固體時，生成Ag2S，沉淀溶解平衡向右移動，c(Br－)增大，但c(Ag＋)減小。
變式訓練1 C
二、
2．mAn＋(aq)＋nBm－(aq)
[c(An＋)]m•[c(Bm－)]n
3．>�。健�<
典例2 B [g(OH)2與gF2均為AB2型難溶電解質(zhì)，故sp越小，其溶解度越小，前者c(g2＋)小，A錯誤；因為NH＋4＋OH－===NH3•H2O，所以加入NH4Cl后促進g(OH)2的溶解平衡向右移動，c(g2＋)增大，B正確；sp只受溫度的影響，25℃時，g(OH)2的溶度積sp為常數(shù)，C錯誤；加入NaF溶液后，若Qc＝c(g2＋)•c2(F－)>sp(gF2)，則會產(chǎn)生gF2沉淀，D錯誤。]
變式訓練2 (1)>5 (2)6
解析 (1)依題意，當c(Cu2＋)c2(OH－)＝2×10－20 mol3•L－3時開始出現(xiàn)沉淀，則c(OH－)＝spcCu2＋＝2×10－200.02 mol•L－1＝1×10－9 mol•L－1，由c(H＋)＝WcOH－＝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，應調(diào)整pH≥5，要使c(Cu2＋)降至0.2 mol•L－11 000＝2×10－4 mol•L－1，則c(OH－)＝spcCu2＋＝2×10－202×10－4 mol•L－1＝1×10－8 mol•L－1，此時溶液的pH＝6。
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