高二化学鲁教版沉淀溶解平衡教案

第四节　难溶电解质的溶解平衡
考纲定位 核心素养
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。 1.平衡思想——认识难溶电解质的溶解平衡有一定限度，是可以调控的。能多角度、动态地分析难溶电解质的溶液平衡，并运用难溶电解质的溶解平衡原理解决实际问题(利用沉淀生成处理污水等)。2.科学探究——设计探究方案 ，进行沉淀、生成、溶解、转化等实验探究。3.社会责任——利用沉淀、溶解平衡解决生产实际问题如炉垢的消除等。
问题1：以难溶物硫酸钡为例，写出其溶解平衡的表达式。并写出溶度积的表达式。
问题2：以Mg(OH)2为例，说明该难溶物在酸性溶液，碱性溶液以及氯化镁溶液中的溶解度比在纯水中的溶解度变化，并分析原因。
典例1.溶度积是研究难溶电解质相关问题的一个重要物理量。难溶电解质的溶度积与水的离子积有很多相似之处。请完成下列3个问题
（1）表达式：对于沉淀溶解平衡MmAnmMn+(aq)+ nAm-(aq)
则 Ksp =___________________________
（2）影响Ksp的因素：温度
绝大数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，向 移动。Ksp 。
少数盐的溶解是放热过程，升高温度，向生成 移动，Ksp 。
对于平衡AgCl（s） Ag+ + Cl— △H＞0，若改变下列条件，对其平衡有何影响？
条 件 平衡移动方向 C(Ag+) C(Cl—) Ksp 溶解度（S）
升高温度
加 水
加NaCl(s)
加AgNO3(s)
（3）.对于难溶盐MX，其饱和溶液中M+和X—的物质的量浓度之间的关系类似于c(H+)·c(OH—)=Kw，存在等式c(M+)·c(X—)=Ksp。现将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是 ( )
①20 mL 0．01 mol·L-1KCl溶液 ②30 mL 0．02 mol·L-1CaCl2溶液
③40 mL 0．03 mol·L-1HCl溶液 ④10 mL蒸馏水
⑤50 mL 0．05 mol·L-1 AgNO3溶液
A．①>②>③>④>⑤ B．④>①>③>②>⑤
C．⑤>④>②>①>③ D．④>③>⑤>②>①
典例2　(2010·西安名校联考)常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数依次为：Ksp(Ag2SO4)＝7.7×10－5、Ksp(AgCl)＝1.8×10－10、Ksp(AgI)＝8.3×10－17。下列有关说法中，错误的是(　　)
A．常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次减弱
B．在AgCl饱和溶液中加入NaI固体，有AgI沉淀生成
C．Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数之比等于它们饱和溶液的物质的量浓度之比
D．在Ag2SO4饱和溶液中加入Na2SO4固体有Ag2SO4沉淀析出
问题3：溶液中难溶物各离子浓度的幂之积称为Qc，比较Qc与Ksp大小，可以判断沉淀溶解与沉淀生成的方向。请以碳酸钙为例，说明反应的方向。
典例3：　(2010·山东理综)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]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
问题4：沉淀的生成，一般有两种方法，一种是调节溶液的pH，另一种是加沉淀剂。请思考：如何除去氯化铜溶液中的氯化铁杂质？写出除杂原理。
典例4：　不同金属离子在溶液中完全沉淀时，溶液的pH不同。
溶液中被沉淀的离子 Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋
完全生成氢氧化物沉淀时，溶液的pH ≥3.7 ≥9.6 ≥6.4
(1)实验室配制FeCl2溶液时需加入少许盐酸和铁粉。
①只加盐酸、不加铁粉，溶液中会发生什么变化，用离子方程式表示为：________________________________________________________________________；
②同时加入盐酸和铁粉后，溶液在放置过程中，哪些离子的浓度发生了明显的改变(不考虑溶液的挥发)，并指出是如何改变的：____________________________。
(2)氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)中含FeCl2杂质，为制得纯净氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按下面所示的操作步骤进行提纯。
①下列氧化剂中最适合作氧化剂X的是________(填序号)；
A．NaClO　 B．H2O2
C．KMnO4 D．I2
②物质Y的化学式是______________________；
③写出沉淀Z在水中的沉淀溶解平衡方程式：__________________________________。
问题5：利用沉淀溶解平衡的移动，可以实现沉淀的溶解和转化，请思考：如何用化学方法除去附着在容器内壁的硫酸钡难溶物。
典例4：　向ZnSO4溶液中加入Na2S溶液时，得到白色沉淀，然后向白色沉淀上滴加CuSO4溶液，发现沉淀变为黑色，则下列说法不正确的是(　　)
A．白色沉淀为ZnS，而黑色沉淀为CuS
B．上述现象说明ZnS的Ksp小于CuS的Ksp
C．利用该原理可实现一种沉淀转化为更难溶的沉淀
D．该过程破坏了ZnS的溶解平衡
问题6：有关Ksp的计算。这类计算题相对比较简单，利用离子浓度幂之积是一个常数，根据已知条件，确定其它离子浓度大小。
典例5：难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡。在常温下，溶液里各离子浓度以它们化学计量数为方次的乘积是一个常数，叫溶度积常数(Ksp)。例如：Cu(OH)2Cu2＋＋2OH－，Ksp＝c(Cu2＋)·[c(OH－)]2＝2×10－20。当溶液中各离子浓度方次的乘积大于溶度积时，则产生沉淀，反之固体溶解。
(1)某CuSO4溶液里c(Cu2＋)＝0.02 mol/L，如要生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液的pH使之大于________。
(2)要使0.2 mol·L－1CuSO4溶液中Cu2＋沉淀较为完全(使Cu2＋浓度降至原来的千分之一)，则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液的pH为__________。
1．把Ca(OH)2固体放入一定量的蒸馏水中，一定温度下达到平衡：Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。当向悬浊液中加少量生石灰后，若温度保持不变，下列判断正确的是(　双选　)
A．溶液中Ca2＋数目减少
B．溶液中c(Ca2＋)增大
C．溶液pH不变
D．溶液pH增大
2．(2010·山东省潍坊市抽样)在溶液中有浓度均为0.01 mol·L－1的Fe3＋、Cr3＋、Zn2＋、Mg2＋等离子，已知：
Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39 mol4·L－4
Ksp[Cr(OH)3]＝7.0×10－31 mol4·L－4
Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10－17 mol3·L－3
Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11 mol3·L－3
当氢氧化物开始沉淀时，下列哪一种离子所需溶液的pH最小(　　)
A．Fe3＋ B．Cr3＋
C．Zn2＋ D．Mg2＋
3．硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是(　　)
A．温度一定时，Ksp(SrSO4)随c(SO)的增大而减小
B．三个不同温度中，313 K时Ksp(SrSO4)最大
C．283 K时，图中a点对应的溶液是不饱和溶液
D．283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液
4．常温下二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系如图所示，横坐标为溶液的pH，纵坐标为Zn2＋或Zn(OH)物质的量浓度的对数。下列说法不正确的是(　　)
A．pH<12的溶液中不存在Zn(OH)
B．如果溶液中c(Zn2＋)＝0.1 mol·L－1，则c(H＋)≥1×10－6 mol·L－1
C．控制pH在8～12可以分离出溶液中的锌离子
D．Zn(OH)2(s)Zn2＋(aq)＋2OH－(aq)的平衡常数为1×10－17 mol3·L－3
5．下表是五种银盐的溶度积常数(25℃)：
化学式 AgCl Ag2SO4 Ag2S AgBr AgI
溶度积 1.8×10－10 1.4×10－5 6.3×10－50 7.7×10－13 8.51×10－16
下列说法错误的是(　　)
A．五种物质在常温下溶解度最大的是Ag2SO4
B．将氯化银溶于水后，向其中加入Na2S，则可以生成黑色沉淀
C．氯化银、溴化银和碘化银三种物质在常温下的溶解度按氯、溴、碘的顺序减小
D．向100 mL 0.1 mol·L－1的Na2SO4溶液中加入1 mL 0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，有白色沉淀生成
平
衡