归纳与整理优秀公开课教案

第4讲

难溶电解质的溶解平衡

[导入]图片展示图瓦卢---因为温室效应即将成为世界上第一个消失的国家。温室效应为什么会让图瓦卢消失呢？复习这节内容后，我们将会用化学的视角解释这个问题。

[展示目标]考纲要求：1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。

2.理解溶度积的含义及其表达式，能进行相关的计算。

[提问]常见盐的溶解度口诀

考点一

沉淀的溶解平衡

1.电解质在水中的溶解度

20 ℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：

溶解绝对，不溶相对

2．沉淀溶解平衡

(1)含义

在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了溶解平衡状态。

(2)建立过程

固体溶质(3)特征

v溶液中的溶质vv溶解>v沉淀，固体溶解＝v沉淀，溶解平衡

例如：以AgCl(s)外界条件

升高温度

加水稀释

加入少量

AgNO3

通入HCl 通入H2S Ag＋(aq)＋Cl－(aq)为例，填写外界条件对溶解平衡的影响。

移动方向

正向

正向

逆向

逆向

正向

平衡后c(Ag＋) 增大

不变

增大

减小

减小

平衡后c(Cl－) 增大

不变

减小

增大

增大

Ksp

增大

不变

不变

不变

不变

2．影响沉淀溶解平衡的因素

(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，平衡向沉淀溶解的方向移动；

②温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向沉淀溶解的方向移动；

③同离子效应：向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子，平衡向生成沉淀的方向移动；

④其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时，平衡向沉淀溶解的方向移动。

[随堂练习] (1)沉淀达到溶解平衡时，溶液中溶质离子浓度一定相等，且保持不变(

) (2)升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动(

) (3)室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度(

) (4)BaSO4在同物质的量浓度的Na2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液中的溶解度相同(

) (5)根据AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，CH3COOHCH3COO－＋H＋，可以判断AgCl、CH3COOH均为弱电解质(

)

[归纳总结] AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)与AgCl===Ag＋＋Cl－所表示的意义不同。前者表示难溶电解质AgCl在水溶液中的沉淀溶解平衡方程式，后者表示强电解质AgCl在水溶液中的电离方程式。

考点二

沉淀溶解平衡常数及其应用

1．溶度积和离子积

以AmBn(s)

概念

符号

表达式

mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：

溶度积

沉淀溶解的平衡常数

Ksp

离子积

溶液中有关离子浓度幂的乘积

Qc

Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，Qc(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式式中的浓度都是平衡浓度

中的浓度都是任意浓度

判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解

应用

①Qc＞Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出

②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态

③Qc＜Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出

2.Ksp的影响因素

(1)内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。

(2)外因

①浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，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，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。

③其他：向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物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。

[随堂练习] (1)Ksp既与难溶电解质的性质和温度有关，也与沉淀的量和溶液中离子浓度有关(

) (2)在一定条件下，溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀(

) (3)常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小(

)

(4)溶度积常数Ksp只受温度的影响，温度升高Ksp增大(

) (5)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变(

) (6)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度(

) (7)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 mol·L－1时，沉淀已经完全(

) [归纳总结] (1)溶解平衡一般是吸热的，温度升高平衡右移，Ksp增大，但Ca(OH)2相反。

(2)对于沉淀溶解平衡：AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)，对于相同类型的物质，Ksp的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小，也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。

【学生分组实验】

已知25 ℃时，4种盐的溶度积常数(Ksp)分别是

Ag2S

6.3×10－50

AgCl

1.8×10－10

AgBr

7.7×10－13

AgI

8.51×10－16

某学习小组欲通过实验验证：相同条件下，

Ksp大的易转化为Ksp小的。分别设计如下实验

考点三 沉淀溶解平衡的应用

(1)沉淀的生成

①调节pH法

如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至3～4，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4。

②沉淀剂法

如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。

(2)沉淀的溶解

①酸溶解法

如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。

②盐溶液溶解法

2＋如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NH＋4===Mg＋2NH3·H2O。

③氧化还原溶解法

如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。

④配位溶解法

如AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。

(3)沉淀的转化

①实质：沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大，越容易转化)。

②应用：锅炉除垢、矿物转化等。

[归纳总结] 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 mol·L－1时，沉淀已经完全。

[课堂练习] 1.已知：Cu(OH)2(s)

Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)，Ksp＝2×10－20。

(1)某CuSO4溶液里c(Cu2＋)＝0.02 mol·L－1，如要生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液的pH大于____。

(2)要使0.2 mol·L－1 CuSO4溶液中的Cu2＋浓度降低至原来的千分之一，则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液pH等于____。

2..要使工业废水中的Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：

由上述数据可知，沉淀剂最好选用

A.硫化物

C.碳酸盐

B.硫酸盐

D.以上沉淀剂均可

3.在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl－会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是(

)

A．Ksp(CuCl)的数量级为10－7

B．除Cl－反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl C．加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除Cl－效果越好

D．2Cu＋=== Cu2＋＋Cu平衡常数很大，反应趋于完全

4．已知溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)有关该平衡体系的说法正确的是(

) ①升高温度，平衡逆向移动

②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子的浓度

③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的NaOH溶液

④恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高

⑤给溶液加热，溶液的pH升高

⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加

⑦向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变

A．①⑥

C．②③④⑥

[解题技巧] 沉淀溶解平衡图像题的解题思路

(1)沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和溶液，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。

B．①⑥⑦

D．①②⑥⑦

Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)

ΔH＜0，下列

(2)从图像中找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp的值。

(3)比较溶液的Qc与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。

(4)涉及Qc的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。