3.4课时1难溶电解质的沉淀溶解平衡
文档属性
| 名称 | 3.4课时1难溶电解质的沉淀溶解平衡 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 140.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-07-18 17:18:05 | ||
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文档简介
课时1 难溶电解质的沉淀溶解平衡
1. 认识难溶电解质在水中存在溶解平衡，描述难溶电解质溶解平衡的建立过程。
2. 知道溶度积的概念，能用溶度积判断难溶电解质的产生或溶解。
1. 硫酸铜易溶于水，某同学在做硫酸铜晶体的生长实验中，发现将不规则的硫酸铜晶体置于饱和硫酸铜溶液中，一段时间后，硫酸铜晶体外观发生变化，但质量未发生变化。
(1) 硫酸铜晶体的外观为什么会发生改变？
(2) 为什么硫酸铜晶体的质量未发生变化？
2. 向1 mL 0.1 mol/L NaCl溶液中滴加5滴0.1 mol/L AgNO3溶液。
(1) 实验中可以观察到什么现象？为什么会产生该现象？
(2) 写出反应的离子方程式。
(3) 实验测得20 ℃时AgCl的溶解度为1.8×10-10 g。取少量AgCl固体置于水中后，溶液中是否存在Ag＋和Cl－？
(4) 综合以上信息可知AgCl的沉淀与溶解是什么过程？用AgCl(s)、Ag＋(aq)和Cl－(aq)表示其中存在的过程。
(5) 用v-t图表示AgCl固体投入水中后的沉淀与溶解过程。用c-t图表示AgCl固体投入水中后溶解产生的离子与时间的变化关系图。(已知20 ℃时，每1 L水中约溶解1.3×10-5 mol的AgCl)
1. 用MmAn表示难溶电解质，它们在水溶液中的溶解平衡表示如下：
MmAn(s) mMn＋(aq)＋nAm－(aq)
写出溶解平衡常数表达式(固体浓度是定值，不列入平衡常数表达式)，这个平衡常数称为溶度积常数，符号为Ksp。
2. 写出AgCl、Mg(OH)2和Fe(OH)3溶解平衡的方程式和溶度积常数表达式。
3. 一定温度下，将溶液中的cm(Mn＋)·cn(Am－)用Q表示，通常称之为离子积。如何依据Q与Ksp的相对大小判断沉淀的生成或溶解。
1. 某同学为比较Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)大小，设计了如下实验：
实验1：向含有NaCl、KI，且浓度均为0.1 mol/L的混合溶液中逐滴滴加0.1 mol/L AgNO3溶液，观察到先有黄色沉淀生成。
实验2：向2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液中滴加2滴0.1 mol/L AgNO3溶液，有白色沉淀生成。向溶液中继续滴加2滴0.1 mol/L KI溶液，振荡试管，沉淀全部变为黄色。
实验3：向2 mL 0.1 mol/L AgNO3溶液中滴加2滴0.1 mol/L NaCl溶液，有白色沉淀生成。向溶液中继续滴加2滴0.1 mol/L KI溶液，观察到有黄色沉淀生成。
上述实验方案中哪些能比较Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)大小，为什么？
2. 溶液中的金属离子如Fe2+、Cu2+、Fe3+、Al3+可通过调节pH的方法转化为难溶氢氧化物除去。下表列出了一些难溶氢氧化物的溶度积常数(25 ℃)。
化学式 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3
Ksp 1×10-16.3 1×10-19.7 1×10-38.6 1×10-32.9
假设某溶液中所含Fe2+、Cu2+、Fe3+、Al3+的浓度都是0.1 mol/L，现准备通过调节pH的方法将它们转化为氢氧化物沉淀除去。通常认为残留在溶液中的离子浓度≤1×10-5 mol/L时，离子就沉淀完全；设调节pH时溶液体积不变。
(1) 在下表中填写各离子开始沉淀及沉淀完全时的pH(计算结果保留1位小数)。
金属离子 Fe2+ Cu2+ Fe3+ Al3+
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
(2) 如果要让Fe3+沉淀完全而Al3+不沉淀，需控制溶液的pH范围为多少？
1. [苏教版教材习题]向FeCl3溶液中加入过量NaOH溶液，振荡并静置一段时间。下列关于该体系的说法不正确的是( )
A. 生成了Fe(OH)3沉淀
B. 溶液中不再存在Fe3+
C. 体系中存在着Fe(OH)3的沉淀溶解平衡
D. 加入少量盐酸，溶液中Fe3+的浓度上升
2. 已知在饱和Ca3(PO4)2溶液中，c(Ca2+)＝2.0×10-6 mol/L，c(PO)＝1.58×10-6 mol/L，则 Ca3(PO4)2的Ksp约为( )
A. 2.0×10-29 B. 3.2×10-12 C. 6.3×10-18 D. 5.1×10-27
3. 下列说法正确的是( )
A. 在一定温度下，AgCl水溶液中，Ag＋和Cl－浓度的乘积是一个常数
B. AgCl的Ksp＝1.8×10-10，在任何含AgCl固体的溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－)且c(Ag＋)·c(Cl－)＝1.8×10-10
C. 温度一定时，当溶液中Ag＋和Cl－浓度的乘积等于Ksp值时，此溶液为AgCl的饱和溶液
D. 向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp的值变大
4. 一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：pM＝－lgc(M)，p(CO)＝－lgc(CO)。下列说法正确的是( )
A. MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大
B. a点可表示MnCO3的饱和溶液，且c(Mn2+)＝c(CO)
C. b点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2+)＜c(CO)
D. c点会析出MgCO3
5. 下列说法正确的有________(填字母)。
a. 用饱和Na2CO3溶液充分浸泡BaSO4粉末，过滤后向所得固体中加入足量盐酸，固体部分溶解，说明Ksp(BaCO3)＜Ksp(BaSO4)
b. 向装有1 mL 0.1 mol/L H2S溶液的两支试管中分别滴加1滴0.1 mol/L FeSO4溶液和CuSO4溶液，滴加FeSO4溶液的试管无明显现象、滴加CuSO4溶液的试管中产生黑色沉淀，说明 Ksp(CuS)＜Ksp(FeS)
c. 向1 mL 0.1 mol/L NaOH溶液中滴入1～2滴0.1 mol/L MgCl2溶液，产生白色沉淀，再滴加2滴0.1 mol/L FeCl3溶液，产生红褐色沉淀，说明Ksp[Mg(OH)2]＞Ksp[Fe(OH)3]
d. 向浓度均为0.1 mol/L的CuCl2和MgCl2的混合溶液中滴加NaOH溶液，先得到蓝色沉淀，说明 Ksp[Mg(OH)2]＞Ksp[Cu(OH)2]
6. 常温下，某些沉淀的溶度积常数见下表：
沉淀 Mg(OH)2 AgBr AgCl BaSO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 1.8×10-11 5.4×10-13 2.0×10-10 5.0×10-10 1.0×10-10 2.5×10-9
(1) 某含有Mg2+的溶液中，若c(OH－)＝3.0×10-6mol/L，则溶液中c(Mg2+)≤________________。
(2) 向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时，＝________。
(3) 向含SO、SO的混合溶液中加入BaCl2溶液，要使SO、SO浓度均小于1.0×10-5 mol/L，溶液中Ba2+浓度应不小于________________。
(4) 某溶液中含有SO、CO、Ba2+等离子，若测得c(SO)＝1×10-4 mol/L，则CO的浓度需大于____________才不至于生成BaSO4沉淀。
(5) 金属离子开始转化为氢氧化物沉淀的pH通常按离子浓度为1.0 mol/L计算，沉淀完全时离子浓度≤1.0×10-5 mol/L。已知，pH＝4.7时Cu(OH)2开始沉淀，则Cu(OH)2完全沉淀时的pH＝________。
课时1 难溶电解质的沉淀溶解平衡
【活动方案】
活动一：
1 (1) 硫酸铜晶体表面存在溶解和结晶两个过程。
(2) 溶解和结晶两个过程速度相等。
2 (1) 有白色沉淀生成，因为AgCl难溶于水。
(2) Ag＋＋Cl－===AgCl↓
(3) 存在
(4) 可逆过程 AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
(5)
活动二：
1 Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Am－)
2 AgCl(s) Cl－(aq)＋Ag＋(aq)
Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)
Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)＋2OH－(aq)
Ksp＝c(Mg2+)·c2(OH－)
Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)＋3OH－(aq)
Ksp＝c(Fe3+)·c3(OH－)
3 若Q＝Ksp，处于溶解平衡状态；若Q＞Ksp，有沉淀产生，直至Q＝Ksp；若Q＜Ksp，无沉淀产生。
活动三：
1 实验1、2可以，实验3不能
实验1观察到先有黄色沉淀生成，说明沉淀前c(Ag＋)·c(I－)＞Ksp(AgI)，此时溶液中无白色沉淀生成，说明c(Ag＋)·c(Cl－)＜Ksp(AgCl)。由于沉淀前c(I－)＝c(Cl－)，故Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)。
实验2中沉淀全部转化为黄色，此时溶液中c(Ag＋)·c(I－)＝Ksp(AgI)，溶液中无白色沉淀生成，说明c(Ag＋)·c(Cl－)＜Ksp(AgCl)。由于此时溶液中c(I－)＜c(Cl－)，故Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)。
实验3中Ag＋过量，过量的Ag＋可直接与I－生成沉淀，不能比较Ksp(AgCl)和 Ksp(AgI)大小。或此时溶液中同时存在两种沉淀，则c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)，c(Ag＋)·c(I－)＝Ksp(AgI)，因为无法比较c(I－)与c(Cl－)大小，所以不能比较 Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)大小。
2 (1)
金属离子 Fe2+ Cu2+ Fe3+ Al3+
开始沉淀的pH 6.4 4.7 1.5 3.4
沉淀完全的pH 8.4 6.7 2.8 4.7
(2) 2.8～3.4。
【课堂反馈】
1 B 2 A 3 C 4 B
5 bd
6 (1) 2.0 mol/L (2) 2.7×10-3
(3) 5.0×10-5 mol/L (4) 2.5×10-3 mol/L
(5) 7.2
1. 认识难溶电解质在水中存在溶解平衡，描述难溶电解质溶解平衡的建立过程。
2. 知道溶度积的概念，能用溶度积判断难溶电解质的产生或溶解。
1. 硫酸铜易溶于水，某同学在做硫酸铜晶体的生长实验中，发现将不规则的硫酸铜晶体置于饱和硫酸铜溶液中，一段时间后，硫酸铜晶体外观发生变化，但质量未发生变化。
(1) 硫酸铜晶体的外观为什么会发生改变？
(2) 为什么硫酸铜晶体的质量未发生变化？
2. 向1 mL 0.1 mol/L NaCl溶液中滴加5滴0.1 mol/L AgNO3溶液。
(1) 实验中可以观察到什么现象？为什么会产生该现象？
(2) 写出反应的离子方程式。
(3) 实验测得20 ℃时AgCl的溶解度为1.8×10-10 g。取少量AgCl固体置于水中后，溶液中是否存在Ag＋和Cl－？
(4) 综合以上信息可知AgCl的沉淀与溶解是什么过程？用AgCl(s)、Ag＋(aq)和Cl－(aq)表示其中存在的过程。
(5) 用v-t图表示AgCl固体投入水中后的沉淀与溶解过程。用c-t图表示AgCl固体投入水中后溶解产生的离子与时间的变化关系图。(已知20 ℃时，每1 L水中约溶解1.3×10-5 mol的AgCl)
1. 用MmAn表示难溶电解质，它们在水溶液中的溶解平衡表示如下：
MmAn(s) mMn＋(aq)＋nAm－(aq)
写出溶解平衡常数表达式(固体浓度是定值，不列入平衡常数表达式)，这个平衡常数称为溶度积常数，符号为Ksp。
2. 写出AgCl、Mg(OH)2和Fe(OH)3溶解平衡的方程式和溶度积常数表达式。
3. 一定温度下，将溶液中的cm(Mn＋)·cn(Am－)用Q表示，通常称之为离子积。如何依据Q与Ksp的相对大小判断沉淀的生成或溶解。
1. 某同学为比较Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)大小，设计了如下实验：
实验1：向含有NaCl、KI，且浓度均为0.1 mol/L的混合溶液中逐滴滴加0.1 mol/L AgNO3溶液，观察到先有黄色沉淀生成。
实验2：向2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液中滴加2滴0.1 mol/L AgNO3溶液，有白色沉淀生成。向溶液中继续滴加2滴0.1 mol/L KI溶液，振荡试管，沉淀全部变为黄色。
实验3：向2 mL 0.1 mol/L AgNO3溶液中滴加2滴0.1 mol/L NaCl溶液，有白色沉淀生成。向溶液中继续滴加2滴0.1 mol/L KI溶液，观察到有黄色沉淀生成。
上述实验方案中哪些能比较Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)大小，为什么？
2. 溶液中的金属离子如Fe2+、Cu2+、Fe3+、Al3+可通过调节pH的方法转化为难溶氢氧化物除去。下表列出了一些难溶氢氧化物的溶度积常数(25 ℃)。
化学式 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3
Ksp 1×10-16.3 1×10-19.7 1×10-38.6 1×10-32.9
假设某溶液中所含Fe2+、Cu2+、Fe3+、Al3+的浓度都是0.1 mol/L，现准备通过调节pH的方法将它们转化为氢氧化物沉淀除去。通常认为残留在溶液中的离子浓度≤1×10-5 mol/L时，离子就沉淀完全；设调节pH时溶液体积不变。
(1) 在下表中填写各离子开始沉淀及沉淀完全时的pH(计算结果保留1位小数)。
金属离子 Fe2+ Cu2+ Fe3+ Al3+
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
(2) 如果要让Fe3+沉淀完全而Al3+不沉淀，需控制溶液的pH范围为多少？
1. [苏教版教材习题]向FeCl3溶液中加入过量NaOH溶液，振荡并静置一段时间。下列关于该体系的说法不正确的是( )
A. 生成了Fe(OH)3沉淀
B. 溶液中不再存在Fe3+
C. 体系中存在着Fe(OH)3的沉淀溶解平衡
D. 加入少量盐酸，溶液中Fe3+的浓度上升
2. 已知在饱和Ca3(PO4)2溶液中，c(Ca2+)＝2.0×10-6 mol/L，c(PO)＝1.58×10-6 mol/L，则 Ca3(PO4)2的Ksp约为( )
A. 2.0×10-29 B. 3.2×10-12 C. 6.3×10-18 D. 5.1×10-27
3. 下列说法正确的是( )
A. 在一定温度下，AgCl水溶液中，Ag＋和Cl－浓度的乘积是一个常数
B. AgCl的Ksp＝1.8×10-10，在任何含AgCl固体的溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－)且c(Ag＋)·c(Cl－)＝1.8×10-10
C. 温度一定时，当溶液中Ag＋和Cl－浓度的乘积等于Ksp值时，此溶液为AgCl的饱和溶液
D. 向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp的值变大
4. 一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：pM＝－lgc(M)，p(CO)＝－lgc(CO)。下列说法正确的是( )
A. MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大
B. a点可表示MnCO3的饱和溶液，且c(Mn2+)＝c(CO)
C. b点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2+)＜c(CO)
D. c点会析出MgCO3
5. 下列说法正确的有________(填字母)。
a. 用饱和Na2CO3溶液充分浸泡BaSO4粉末，过滤后向所得固体中加入足量盐酸，固体部分溶解，说明Ksp(BaCO3)＜Ksp(BaSO4)
b. 向装有1 mL 0.1 mol/L H2S溶液的两支试管中分别滴加1滴0.1 mol/L FeSO4溶液和CuSO4溶液，滴加FeSO4溶液的试管无明显现象、滴加CuSO4溶液的试管中产生黑色沉淀，说明 Ksp(CuS)＜Ksp(FeS)
c. 向1 mL 0.1 mol/L NaOH溶液中滴入1～2滴0.1 mol/L MgCl2溶液，产生白色沉淀，再滴加2滴0.1 mol/L FeCl3溶液，产生红褐色沉淀，说明Ksp[Mg(OH)2]＞Ksp[Fe(OH)3]
d. 向浓度均为0.1 mol/L的CuCl2和MgCl2的混合溶液中滴加NaOH溶液，先得到蓝色沉淀，说明 Ksp[Mg(OH)2]＞Ksp[Cu(OH)2]
6. 常温下，某些沉淀的溶度积常数见下表：
沉淀 Mg(OH)2 AgBr AgCl BaSO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 1.8×10-11 5.4×10-13 2.0×10-10 5.0×10-10 1.0×10-10 2.5×10-9
(1) 某含有Mg2+的溶液中，若c(OH－)＝3.0×10-6mol/L，则溶液中c(Mg2+)≤________________。
(2) 向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时，＝________。
(3) 向含SO、SO的混合溶液中加入BaCl2溶液，要使SO、SO浓度均小于1.0×10-5 mol/L，溶液中Ba2+浓度应不小于________________。
(4) 某溶液中含有SO、CO、Ba2+等离子，若测得c(SO)＝1×10-4 mol/L，则CO的浓度需大于____________才不至于生成BaSO4沉淀。
(5) 金属离子开始转化为氢氧化物沉淀的pH通常按离子浓度为1.0 mol/L计算，沉淀完全时离子浓度≤1.0×10-5 mol/L。已知，pH＝4.7时Cu(OH)2开始沉淀，则Cu(OH)2完全沉淀时的pH＝________。
课时1 难溶电解质的沉淀溶解平衡
【活动方案】
活动一：
1 (1) 硫酸铜晶体表面存在溶解和结晶两个过程。
(2) 溶解和结晶两个过程速度相等。
2 (1) 有白色沉淀生成，因为AgCl难溶于水。
(2) Ag＋＋Cl－===AgCl↓
(3) 存在
(4) 可逆过程 AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
(5)
活动二：
1 Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Am－)
2 AgCl(s) Cl－(aq)＋Ag＋(aq)
Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)
Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)＋2OH－(aq)
Ksp＝c(Mg2+)·c2(OH－)
Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)＋3OH－(aq)
Ksp＝c(Fe3+)·c3(OH－)
3 若Q＝Ksp，处于溶解平衡状态；若Q＞Ksp，有沉淀产生，直至Q＝Ksp；若Q＜Ksp，无沉淀产生。
活动三：
1 实验1、2可以，实验3不能
实验1观察到先有黄色沉淀生成，说明沉淀前c(Ag＋)·c(I－)＞Ksp(AgI)，此时溶液中无白色沉淀生成，说明c(Ag＋)·c(Cl－)＜Ksp(AgCl)。由于沉淀前c(I－)＝c(Cl－)，故Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)。
实验2中沉淀全部转化为黄色，此时溶液中c(Ag＋)·c(I－)＝Ksp(AgI)，溶液中无白色沉淀生成，说明c(Ag＋)·c(Cl－)＜Ksp(AgCl)。由于此时溶液中c(I－)＜c(Cl－)，故Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)。
实验3中Ag＋过量，过量的Ag＋可直接与I－生成沉淀，不能比较Ksp(AgCl)和 Ksp(AgI)大小。或此时溶液中同时存在两种沉淀，则c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)，c(Ag＋)·c(I－)＝Ksp(AgI)，因为无法比较c(I－)与c(Cl－)大小，所以不能比较 Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)大小。
2 (1)
金属离子 Fe2+ Cu2+ Fe3+ Al3+
开始沉淀的pH 6.4 4.7 1.5 3.4
沉淀完全的pH 8.4 6.7 2.8 4.7
(2) 2.8～3.4。
【课堂反馈】
1 B 2 A 3 C 4 B
5 bd
6 (1) 2.0 mol/L (2) 2.7×10-3
(3) 5.0×10-5 mol/L (4) 2.5×10-3 mol/L
(5) 7.2