通用版版高中化学第三章第四节难溶电解质的溶解平衡第1课时沉淀溶解平衡与溶度积学案.docx
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通用版版高中化学第三章第四节难溶电解质的溶解平衡第1课时沉淀溶解平衡与溶度积学案
第1课时 沉淀溶解平衡与溶度积
[学习目标定位] 1.知道沉淀溶解平衡的概念及其影响因素。
2.明确溶度积和离子积的关系,并由此学会判断反应进行的方向。
一、难溶电解质的溶解平衡
1.不同的固体物质在水中的溶解度不同,有的很大,有的很小,但无论大小,都有一定的溶解度。
在20℃时,物质的溶解度与溶解性的关系如下:
下列物质,属于易溶物质的是①②③,属于微溶物质的是④⑤⑥,属于难溶物质的是⑦⑧⑨。
①NaCl、②NaOH、③H2SO4、④MgCO3、⑤CaSO4、
⑥Ca(OH)2、⑦CaCO3、⑧BaSO4、⑨Mg(OH)2
2.固体物质的溶解是可逆过程
固体溶质溶液中的溶质
(1)v溶解>v沉淀 固体溶解
(2)v溶解=v沉淀 溶解平衡
(3)v溶解 1.实验探究 (1)在装有少量难溶的AgCl白色固体的试管中,加入约5mL蒸馏水,充分振荡后静置。 ①取约2mL上层清液于另一试管中,滴加浓盐酸,观察到的现象是有白色沉淀生成。 ②由上述实验得出的结论是原上层清液中含有Ag+。 (2)分析AgCl的溶解过程: AgCl在溶液中存在下述两个过程: 一方面,在水分子作用下,少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面溶于水中,即存在溶解过程;另一方面,溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引,回到AgCl的表面析出,即存在沉淀过程。 在一定温度下,当AgCl溶解和生成的速率相等时,达到溶解平衡状态,得到AgCl的饱和溶液。 (3)AgCl溶于水的平衡方程式是AgCl(s)Cl-(aq)+Ag+(aq),由于沉淀、溶解之间的这种动态平衡的存在,决定了Ag+和Cl-的反应不能进行到底。 (4)反应完全的标志 对于常量的化学反应来说,化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时,沉淀就达完全。 2.溶解平衡的概念与特征 (1)概念: 在一定温度下,当沉淀溶解和生成的速率相等时,即建立了动态平衡,叫做沉淀溶解平衡。 (2)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)和AgCl===Ag++Cl-表示的意义不同: 前者表示AgCl的溶解平衡,后者表示AgCl在水中完全电离(是指溶解的那一部分)。 (3)特征 ①动态平衡v溶解=v沉淀≠0。 ②达到平衡时,溶液中离子的浓度保持不变。 ③当改变外界条件时,溶解平衡将发生移动,达到新的平衡。 3.溶解平衡的影响因素 已知溶解平衡: Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),请分析当改变下列条件时,对该溶解平衡的影响,填写下表: 条件改变 移动方向 c(Mg2+) c(OH-) 加水 正向移动 不变 不变 升温 正向移动 增大 增大 加MgCl2(s) 逆向移动 增大 减小 加盐酸 正向移动 增大 减小 加NaOH(s) 逆向移动 减小 增大 (以上浓度变化均指平衡后和原平衡比较) 外界条件对溶解平衡的影响 (1)温度升高,多数溶解平衡向溶解的方向移动。 (2)加水稀释,浓度减小,溶解平衡向溶解方向移动,但平衡后因仍存在溶解平衡,故离子浓度保持不变。 (3)加入与难溶电解质构成微粒相同的物质,溶解平衡向生成沉淀的方向移动。 (4)加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质,溶解平衡向溶解的方向移动。 例1 判断正误(对的打“√”,错的打“×”) (1)难溶电解质的溶解度为0( ) (2)等物质的量的AgNO3和NaCl混合后,溶液中不存在Ag+和Cl-( ) (3)对于“AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)”,说明溶解的AgCl部分电离,是弱电解质( ) (4)当改变外界条件时,沉淀溶解平衡会发生移动,直至达到新的平衡( ) (5)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( ) (6)溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L-1时,可视为沉淀完全( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ 考点 沉淀溶解平衡 题点 沉淀溶解平衡与饱和溶液的特征 例2 Mg(OH)2固体在水中存在下列溶解平衡: Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),欲减少Mg(OH)2固体的量,可以加入少量的( ) A.NaOH固体B.NaCl固体 C.NaHSO4固体D.MgSO4固体 答案 C 解析 欲使Mg(OH)2减少,应使平衡右移,NaHSO4电离产生的H+会使平衡体系中c(OH-)减小,而使沉淀溶解平衡右移,Mg(OH)2固体的量减小。 考点 沉淀溶解平衡 题点 改变离子浓度引起的沉淀溶解平衡的移动 二、溶度积常数 1.溶度积常数 在一定温度下,沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液,其离子浓度不再发生变化,溶液中各离子浓度幂之积为常数,叫做溶度积常数(简称溶度积),用Ksp表示。 2.溶度积常数的表达式 (1)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) Ksp=c(Ag+)·c(Cl-); (2)Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq) Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-); (3)AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq) Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)。 3.溶度积常数的应用 通过比较溶度积与溶液的离子积Qc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或溶解: (1)Qc>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。 (2)Qc=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。 (3)Qc 溶度积常数的理解 (1)溶度积的意义 ①溶度积Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关,与浓度无关。 ②Ksp大小反映难溶电解质的溶解能力。 ③相同类型的电解质,溶度积越小,其溶解度越小。 ④不同类型的电解质,溶度积小的电解质的溶解度不一定比溶度积大的溶解度小。 (2)根据溶度积能计算出饱和溶液中离子浓度,由溶液体积可计算出溶解的溶质的物质的量。 例3 已知25℃时,AgCl的溶度积Ksp=1.8×10-10,则下列说法正确的是( ) A.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,Ksp值变大 B.AgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中,一定有c(Ag+)=c(Cl-) C.温度一定时,当溶液中c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp时,此溶液中必有AgCl的沉淀析出 D.Ksp(AgI) 答案 D 解析 Ksp只与温度有关,A项不正确;B项混合后Ag+和Cl-可能有剩余,但不一定有c(Ag+)=c(Cl-);C项Qc=Ksp时达到溶解平衡,没有AgCl沉淀析出;D项比较物质的溶解度大小时,要注意物质的类型相同且化学式中阴阳离子的个数比相同,溶度积越小,其溶解度也越小。 如果不同,则不能直接利用溶度积的大小来比较其溶解性,需转化为溶解度进行比较,否则容易误判。 考点 溶度积常数 题点 溶度积常数Ksp的综合考查 例4 (2017·吉林二中高二月考)Cu(OH)2在水中存在着如下沉淀溶解平衡: Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),在常温下,Ksp=2×10-20。 某CuSO4溶液中,c(Cu2+)=0.02mol·L-1,在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,需要向CuSO4溶液加入碱来调节pH,使溶液的pH大于( ) A.2B.3C.4D.5 答案 D 解析 在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,则Qc=c(Cu2+)·c2(OH-)>Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20,所以c2(OH-)>,c(OH-)>10-9mol·L-1,故应调节pH大于5。 考点 溶度积常数 题点 饱和溶液中溶度积常数、离子浓度、pH、溶解度等换算 1.下列有关AgCl沉淀的溶解平衡状态的说法中,正确的是( ) A.AgCl沉淀的生成和溶解不断进行,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的溶解度不变 D.向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl的溶解度不变 答案 A 解析 AgCl固体在溶液中存在溶解平衡,所以溶液中有Ag+和Cl-,B错;升高温度,AgCl溶解度增大,C错;向平衡体系中加入NaCl固体,增大了c(Cl-),溶解平衡左移,AgCl溶解度减小,D错。 考点 沉淀溶解平衡 题点 沉淀溶解平衡与饱和溶液的特征 2.下列物质中,溶解度不随pH值变化的是( ) A.AgClB.CaCO3 C.Fe(OH)3D.Mg(OH)2 答案 A 解析 B、C、D中的物质均随pH值的减小而增大。 考点 沉淀溶解平衡 题点 改变离子浓度引起的沉淀溶解平衡的移动 3.(2017·成都七中月考)下列说法正确的是( ) A.难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时,沉淀和溶解立即停止 B.Ksp越小,难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱 C.Ksp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关 D.相同温度下,AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的溶解能力相同 答案 C 解析 难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡,是动态平衡,沉淀和溶解的速率相同,故A项错误;Ksp可用来判断相同类型的化合物在水中的溶解度大小,但如果化合物的类型不同,就不能直接进行判断,故B项错误;沉淀溶解平衡存在溶度积常数,Ksp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关,故C项正确;相同温度下,AgCl在水中的溶解能力大于在NaCl溶液中的溶解能力,因为NaCl溶液中的氯离子对氯化银的溶解起到抑制作用,故D项错误。 考点 溶度积常数 题点 溶度积的影响因素——物质本性、温度 4.向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化),下列数值变小的是( ) A.c(CO)B.c(Mg2+) C.c(H+)D.Ksp(MgCO3) 答案 A 解析 在存在MgCO3固体的溶液中存在沉淀溶解平衡: MgCO3(s)Mg2+(aq)+CO(aq),滴加少许浓盐酸,浓盐酸与CO反应促使平衡向右移动,则c(Mg2+)和c(H+)增大,c(CO)减小,温度不变,Ksp(MgCO3)不变,故A正确。 考点 沉淀溶解平衡 题点 改变离子浓度引起的沉淀溶解平衡的移动 5.在0.10mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的pH=8时,c(Cu2+)=________mol·L-1(Ksp[Cu(OH2)]=2.2×10-20)。 若在0.1mol·L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体,使Cu2+完全沉淀为CuS,此时溶液中的H+浓度是_______mol·L-1。 答案 2.2×10-8 0.2 解析 pH=8时,c(OH-)=10-6mol·L-1,由硫酸铜的沉淀溶解平衡常数可知: Ksp=2.2×10-20=10-12×c(Cu2+),得c(Cu2+)=2.2×10-8mol·L-1;使Cu2+沉淀完全,已知c(Cu2+)=0.1mol·L-1,根据反应关系式: Cu2+~2H+,得c(H+)=0.2mol·L-1。 考点 溶度积常数 题点 溶度积的表达和简单计算 [对点训练] 题组一 沉淀溶解平衡的含义 1.下列关于沉淀溶解平衡的说法正确的是( ) A.只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程 B.沉淀溶解平衡过程是可逆的 C.
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- 通用版 高中化学 第三 第四 节难溶 电解质 溶解 平衡 课时 沉淀 溶度积学案