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第4讲难溶电解质的沉淀溶解平衡-2-考纲要求:1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.理解溶度积(Ksp)的含义,能进行相关的计算。-3-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破沉淀溶解平衡的影响因素导学诱思将10gCaCO3粉末加入100mL蒸馏水中,在体系中存在如下溶解平衡:CaCO3(s)Ca2+(aq)+(aq)。改变下列条件,CaCO3的溶解度如何变化?若溶解平衡发生移动,你能判断出平衡的移动方向吗?溶液中的c(Ca2+)是增大还是减小?溶度积(Ksp)如何变化?①升高温度:、、、;②加水稀释:、、、;③通入少量HCl气体:、、、;CO32-增大右移c(Ca2+)增大增大不变右移c(Ca2+)不变不变增大右移c(Ca2+)增大不变-4-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破④加入少量CaCl2固体:、、、;⑤加入少量Na2CO3固体:、、、;⑥再加少量CaCO3固体:、、、。减小左移c(Ca2+)增大不变减小左移c(Ca2+)减小不变不变不移动c(Ca2+)不变不变-5-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破落实基础1.沉淀溶解平衡状态(1)概念:沉淀溶解平衡状态,指在一定温度下,当难溶强电解质溶于水形成时,速率和速率相等的状态。例如,在一定温度下,当AgCl溶于水形成溶液时,AgCl溶于水形成Ag+和Cl-的速率溶液中的Ag+和Cl-结合生成AgCl的速率的状态,属于沉淀溶解平衡状态。饱和溶液沉淀溶解沉淀生成饱和等于-6-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破(2)沉淀溶解平衡的建立:①v(溶解)v(沉淀),固体溶解②v(溶解)v(沉淀),溶解平衡③v(溶解)v(沉淀),析出晶体(3)特点:固体溶质溶液中的溶质=不再变化-7-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破2.沉淀溶解平衡常数——溶度积(1)溶度积(Ksp):在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中,有关离子浓度。(2)Ksp的表达式:对于沉淀溶解平衡:MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq),Ksp=。注意:固体物质不列入平衡常数。(3)Ksp的意义:①Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力,当化学式所表示的阴、阳离子个数比相同时(物质类型相同),Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力相对越强。如由Ksp数值可知,在水中的溶解能力:AgClAgBrAgI。②可以用Ksp来计算饱和溶液中某种离子的浓度。幂的乘积[c(Mn+)]m·[c(Am-)]n-8-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破(4)Ksp的影响因素:在一定温度下,Ksp是一个常数,只与难溶电解质的性质、有关,而与沉淀的量无关,并且溶液中的离子浓度的变化只能使平衡移动,并不改变溶度积。温度-9-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破3.判断沉淀生成与否的原则——溶度积规则(1)离子积(Qc):某难溶电解质的溶液中,任一情况下有关离子浓度幂的乘积叫离子积(Qc),如Mg(OH)2溶液中Qc=。(2)溶度积规则:QcKsp——溶液不饱和,无沉淀析出。若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直到溶液。QcKsp——溶液饱和,沉淀与溶解处于状态。QcKsp——溶液过饱和,有沉淀析出,直到溶液达到新的平衡。注意:涉及Q的计算时,易忽视等体积混合后离子的浓度均减半而使计算出错。故离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。c(Mg2+)·[c(OH-)]2饱和=平衡-10-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破易错辨析判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)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()(2)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()(3)沉淀溶解平衡也属于动态平衡,即v(溶解)=v(沉淀)≠0()(4)外界条件改变,溶解平衡一定发生移动()(5)难溶电解质的Ksp越小,则其溶解度越小()(6)溶度积常数Ksp与温度变化成正比()(7)升高温度,某沉淀溶解平衡逆向移动,说明它的溶解度是减小的,Ksp也变小()(8)向0.1mol·L-1的AgNO3溶液中加入过量的盐酸,完全反应后溶液中无Ag+()××√×××√×-11-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破(9)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)、AgClAg++Cl-分别表示AgCl的溶解平衡、电离方程式()√-12-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破考查角度一沉淀溶解平衡的影响因素例1有关AgCl沉淀的溶解平衡的说法中,不正确的是()A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率相等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沉淀的溶解度降低答案解析解析关闭溶解平衡的实质是v(沉淀)=v(溶解)≠0,是动态平衡,故A正确。没有绝对不溶解的物质,AgCl在水中也存在如下动态平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),故B错误。AgCl溶解过程吸热,升高温度物质的溶解度增大,故C正确。加入NaCl固体,体系中的c(Cl-)增大,使AgCl的溶解平衡左移,AgCl溶解度减小,故D正确。答案解析关闭B-13-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破方法指导沉淀溶解平衡的影响因素沉淀溶解平衡属于化学平衡,外界因素对其的影响,同样遵循勒夏特列原理。(1)内因:难溶电解质本身的性质,这是决定因素。(2)外因:①浓度:加水稀释,沉淀平衡向溶解的方向移动,但Ksp不变。②温度:绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,沉淀平衡向溶解(吸热)的方向移动,同时Ksp增大。而Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)平衡在升温时向沉淀方向移动。-14-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破③同离子效应:向沉淀平衡体系中加入难溶电解质溶解产生的相应的离子,平衡逆向移动,但Ksp不变。④离子反应效应:向沉淀平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离或气体的离子时,使平衡向溶解的方向移动,但Ksp不变。-15-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破(3)实例分析:以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)ΔH0为例外界条件移动方向平衡后c(Ag+)平衡后c(Cl-)Ksp升高温度正向增大增大增大加水稀释正向不变不变不变加入少量的AgNO3逆向增大减小不变加入Na2S正向减小增大不变通入HCl逆向减小增大不变如:将AgCl分别加入盛有①5mL水;②6mL0.5mol·L-1NaCl溶液;③10mL0.2mol·L-1CaCl2溶液;④50mL0.1mol·L-1盐酸的烧杯中,均有固体剩余,各溶液中c(Ag+)从大到小的排列顺序为①④③②。-16-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破考查角度二溶度积有关计算及其应用例2如图横坐标为溶液pH,纵坐标为金属离子物质的量浓度的对数值(当溶液中金属离子浓度≤10-5mol·L-1时,可认为沉淀完全)。试回答:(1)腐蚀铜板后的溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+浓度均为0.1mol·L-1,今向混合溶液中通入氨气调节溶液的pH=5.6时,溶液中存在的金属阳离子为。(2)从图中数据计算可得Fe(OH)2的溶度积Ksp[Fe(OH)2]=。答案解析解析关闭(1)向混合溶液中通入氨气调节溶液的pH=5.6时,由图像可知Fe(OH)3沉淀完全,溶液中存在的金属阳离子为Cu2+、Fe2+。(2)Fe(OH)2Fe2++2OH-,由图像可知:c(Fe2+)=1.0×10-5mol·L-1,c(OH-)=1.0×10-6mol·L-1,Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)×[c(OH-)]2=1.0×10-17。答案解析关闭(1)Cu2+、Fe2+(2)1.0×10-17-17-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破方法指导(1)判断沉淀的生成、溶解及转化。通过比较溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc与Ksp的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成、溶解或转化。两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能会产生多种沉淀时,判断产生沉淀的先后顺序问题,均可利用溶度积的计算公式或离子积与溶度积的关系加以判断。-18-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破(2)溶度积的计算。①已知溶度积,求溶液中的某种离子的浓度,如Ksp=a的饱和AgCl溶液中,c(Ag+)=②已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中的另一种离子的浓度,如某温度下AgCl的Ksp=a,在0.1mol·L-1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后c(Ag+)=10amol·L-1。注意:溶度积和溶解度都可用来表示物质的溶解能力,两者之间可以进行相互换算,但换算时必须注意单位。计算物质的溶解度时先换算到质量分数,稀溶液的密度近似为1,再换算到物质的量浓度,最终计算出溶度积,同理可进行逆向换算。√𝑎mol·L-1。-19-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破考查角度三沉淀溶解平衡图像例3某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液的pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析,下列判断错误的是()A.Ksp[Fe(OH)3]Ksp[Cu(OH)2]B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点C.c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)乘积相等D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和答案解析解析关闭要正确理解难溶电解质溶度积常数的意义,在曲线上的任何一点,都有c(Fe3+)·[c(OH-)]3=Ksp[Fe(OH)3],c(Cu2+)·[c(OH-)]2=Ksp[Cu(OH)2]。由b、c两点对应数据可比较出Ksp[Fe(OH)3]与Ksp[Cu(OH)2]的大小,Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·[c(OH-)]3=c(Fe3+)·(10-12.7)3,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·[c(OH-)]2=c(Cu2+)·(10-9.6)2,因c(Fe3+)=c(Cu2+),故Ksp[Fe(OH)3]Ksp[Cu(OH)2],故A正确;向溶液中加入NH4Cl固体,因NH4+水解而使溶液的酸性增强,pH降低,溶液中的c(OH-)减小,由图可以看出,c(Fe3+)增大,不能使溶液由a点变到b点,故B错误;只要温度不发生改变,溶液中c(H+)与c(OH-)的乘积(即KW)就不变,故c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)的乘积相等,故C正确;b、c两点分别处在两条沉淀溶解平衡曲线上,故两点均代表溶液达到饱和,故D正确。答案解析关闭B-20-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破方法指导沉淀溶解平衡的有关图像沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线,曲线上的任一点,都是同一温度下,恰好生成沉淀时的离子浓度,有相同的Ksp。如图中的A点和C点均表示BaSO4的饱和溶液;曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,如B点,说明溶液中有BaSO4沉淀析出,此时QcKsp;曲线下方的任一点均表示不饱和溶液,如D点,此时QcKsp。同一难溶电解质的溶解平衡曲线,在同一温度下是同一条曲线,不同温度下不属于同一条曲线,所以在同一曲线上的任意一点的Ksp相同,曲线上的点对应的横纵坐标的数值(各离子的浓度)的乘积就是Ksp。-21-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破如图中,由C点到A点表示向BaSO4饱和溶液中加入含Ba2+的固体盐或浓溶液。改变条件使得图中点的移动,要考虑条件改变及阴、阳离子的变化趋势。-22-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破跟踪训练1.对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后c(Ag+)和Ksp(AgCl)均保持不变的是()A.加热B.加少量水C.滴加少量1mol·L-1盐酸D.滴加少量1mol·L-1AgNO3溶液答案解析解析关闭加热对c(Ag+)和Ksp(AgCl)均有影响,A选项错误;C选项使c(Ag+)减小,D选项使c(Ag+