课时 3.11 难溶电解质的沉淀溶解平衡 【学习目标】 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 【主干知识梳理】 一、难溶电解质的沉淀溶解平衡 1、25 ℃时，溶解性与溶解度的关系 (1)溶解度(S)：在一定温度下，某固态物质在 100 g 溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种 溶剂中的溶解度，用 S 表示 (2)溶解性与溶解度的关系 溶解性 易溶 可溶 微溶 >10 g 溶解度 1～10 g 0.01～1 g (3)结论：尽管难溶电解质的溶解度很小，但在水中并不是绝对不溶 难溶 <0.01 g 如：在 20℃时，AgCl 的溶解度为 1.5×10－4g。因此，在生成 AgCl 沉淀后，有三种粒子在反应体系中共存： Ag＋(aq)＋Cl－(aq) AgCl(s) 2、沉淀溶解平衡的概念与特征 (1)沉淀溶解平衡的建立——以 AgCl 沉淀溶解平衡的建立为例 从固体溶解和沉淀生成的角度来分析，AgCl 在溶液中存在下述两个过程：一方面，在水分子的作用下，少量 Ag＋与 Cl－脱离 AgCl 的表面进入 H2O 中，这一过程就是溶解；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，这一过程就是沉淀。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，即建立下列动态平衡：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq) (2)沉淀溶解平衡的概念：在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，难溶电解质溶解成离子的 速率和离子重新结合成沉淀的速率相等，溶液中各离子的浓度保持不变的状态，叫做难溶物质的溶解平衡 如：AgCl 溶于水的溶解平衡表示为 AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq) (3)沉淀溶解平衡的特征 ①动——动态平衡，溶解速率和沉淀速率不等于零 ②等——溶解速率和沉淀速率相等 ③定——平衡状态时，溶液中的离子浓度保持不变 ④变——当改变外界条件时，溶解平衡发生移动 (4)沉淀溶解平衡的移动：固体物质的溶解是可逆过程 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 【微点拨】 ① 沉淀、溶解之间这种动态平衡也决定了 Ag＋与 Cl－的反应不能完全进行到底。一般情况下，当溶液中剩余 离子的浓度小于 1×10－5 mol·L－1 时，化学上通常认为生成沉淀的反应进行完全了 ②AgCl(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) Fe3+(aq)+3OH－(aq) ③ 沉淀溶解平衡方程式各物质要标明聚集状态，如：Fe(OH)3(s) ④ 易溶电解质或难溶电解质的饱和溶液中存在溶解平衡，不饱和溶液中不存在溶解平衡 3、影响沉淀溶解平衡的因素 (1)内因：溶质本身的性质。绝对不溶的物质是没有的；同是微溶物质，溶解度差别也很大；易溶溶质只要是饱 和溶液也存在溶解平衡 (2)外界条件改变对溶解平衡的影响 ① 温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，沉淀溶解平衡向 溶解的方向移动(加热促进溶解)， 同时 KSP 增大，溶解度 S 增大 ② 浓度：加水稀释，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动(溶解的溶解质增多)，但 KSP 不变，溶解度 S 不变 ③ 同离子：加入与难溶电解质构成中相同的离子，平衡向生成沉淀方向移动，但 KSP 不变，溶解度 S 减小 ④ 其他：加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或气体的离子，使平衡向溶解的方向移动，但 KSP 不变， 溶解度 S 增大 如：CaCO3 中加入稀盐酸，盐酸电离出来的 H+与结合 CO32－，CO32－浓度减小，使平衡向右移动 Mg2＋(aq)＋2OH－(aq) Mg(OH)2(s) 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 【对点训练 1】 1、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是(　　) A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等 B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等 C．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 D．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 2、(多选)下列关于沉淀溶解的说法正确的是(　　) A．只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程 C．在平衡状态时 v 溶解＝v 结晶＝0 B．沉淀溶解平衡过程是可逆的 D．达到沉淀溶解平衡的溶液一定是饱和溶液 3、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是(　　) A．BaSO4 属于难溶物，它在水中完全不能溶解 B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等 C．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 D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入该沉淀物，将促进溶解 4、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 5、下列物质中，溶解度不随 pH 值变化的是(　　) A．AgCl B．CaCO3 C．Fe(OH)3 D．Mg(OH)2 6、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) 7、把 Ca(OH)2 放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。下列说法正确的是( ) A．恒温下向溶液中加入 CaO，溶液的 pH 升高 B．给溶液加热，溶液的 pH 升高 C．向溶液中加入 Na2CO3 溶液，其中固体质量增加 D．向溶液中加入少量 NaOH 固体，Ca(OH)2 固体质量不变 二、溶度积常数 1、概念：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 mAn＋(aq)＋nBm－(aq) 2、表达式：AmBn(s) 如：Fe(OH)3(s) Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－) Fe3＋(aq)＋3OH－(aq) Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－) 3、意义：Ksp 的大小反映难溶电解质的溶解能力。对于阴、阳离子个数比相同的难溶电解质，KSP 数值越大， 电解质在水中的溶解能力越强；KSP 越小，溶解能力越小(越难溶) 如：相同条件下：KSP(AgCl)＞KSP(AgBr)＞KSP(AgI)，则 S(AgCl)＞S(AgBr)＞S(AgI)，但不能比较 AgCl 和 Ag2CrO4 的 溶解度大小 【微点拨】 ①相同类型的难溶电解质，溶度积小的电解质，其溶解能力小 ②不同类型的难溶电解质，溶度积小的电解质，其溶解能力不一定比溶度积大的溶解能力小，要确定其溶解 能力大小，不能直接比较 KSP 的数值大小，要转化为溶解度来比较 4、影响因素：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，而与沉淀的量和溶液中的离子浓度 无关 5、应用——溶度积规则：对于 AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq)任意时刻，离子积 Q＝cm(An＋)·cn(Bm－) (1)Q>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡 (2)Q＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态 (3)Q<Ksp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和 【对点训练 2】 1、下列有关溶度积常数 Ksp 的说法正确的是(　　) A．常温下，向 BaCO3 饱和溶液中加入 Na2CO3 固体，BaCO3 的 Ksp 减小 B．溶度积常数 Ksp 只受温度影响，温度升高 Ksp 一定减小 C．溶度积常数 Ksp 只受温度影响，温度升高 Ksp 一定增大 D．常温下，向 Mg(OH)2 饱和溶液中加入 NaOH 固体，Mg(OH)2 的 Ksp 不变 2、已知在 Ca3(PO4)2 饱和溶液中，c(Ca2＋)＝2.0×10－6 mol·L－1，c(PO)＝1.58×10－6 mol·L－1，则 Ca3(PO4)2 的 Ksp 为( ) A．2.0×10－29 B．3.2×10－12 C．6.3×10－18 D．5.1×10－27 3、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＋)＝0.02 mol·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．2 B．3 C．4 D．5 －9 4、常温下，Ksp(PbI2)＝8.5×10 。取适量黄色 PbI2 粉末溶于水中，充分搅拌后得到浊液，过滤。在滤液中加入 少量 KI，测得 c(I－)＝1.0×10－2 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) A．Ksp(PbI2)减小 B．溶液中 c(I－)减小 C．产生黄色沉淀 D．溶液中 c(Pb2＋)＝8.5×10－7 mol·L－1 5、在 100 mL 0.01 mol·L －1 KCl 溶液中，加入 1 mL 0.01 mol·L －1 AgNO3 溶液，下列说法正确的是(AgCl 的 Ksp＝ 1.8×10－10)(　　) A．有 AgCl 沉淀析出 B．无 AgCl 沉淀析出 C．无法确定是否有 AgCl 沉淀析出 6、室温时，M(OH)2(s) A．lg() B．lg() D．有沉淀析出，但不是 AgCl 沉淀 M (aq)＋2OH (aq)　　Ksp＝a，c(M2＋)＝b mol·L－1 时，溶液的 pH 等于(　　) 2＋ － C．14＋lg() D．14＋lg() 7、要将等体积的 4×10－3 mol·L－1 的 AgNO3 溶液和 4×10－3 mol·L－1 的 K2CrO4 溶液混合，是否能析出 Ag2CrO4 沉淀？ [已知 Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12] 三、溶