安徽省怀远县包集中学高中化学 3.3 沉淀溶解平衡练习2 鲁科版选修.doc

安徽省怀远县包集中学高中化学选修4 3.3 沉淀溶解平衡一、课程标准与考纲要求（1）了解难溶电解质在水中的溶解情况。（2）理解难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，正确理解和掌握溶度积KSP的概念。（3）掌握运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。（4）掌握简单的利用KSP的表达式，计算溶液中相关离子的浓度。二、基础知识扫描（一）沉淀溶解平衡一些电解质如BaSO4在水中只能溶解很少、可以说是难以溶解，所以称为_。尽管这些电解质难以溶解于水中，但在水中也会建立一种_ _。1、定义:一定温度下，当沉淀_的速率和沉淀_的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡 。难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。2、特征：（1）_ _（2）_ _ _（3）_ _（4）_ _（5）_3、影响沉淀溶解平衡的因素：内因： _外因：_（二）沉淀溶解平衡常数-溶度积常数或溶度积Ksp难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常数称为_ _，简称_ 。1、定义：难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时，其平衡常数为_的乘积为一个常数这个常数称之为溶度积常数简称为溶度积，用Ksp表示，有单位。2、表达式：例如： PbI2(s) Pb2+ + 2I- 25 Ksp = Pb 2+I-2 = 7.110-9 mol3L33、溶度积性质：a.溶度积(Ksp )的大小与_和_有关，与沉淀的量无关。b. Ksp反映了难溶电解质在水中的_。相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度_，越难_。三、知识点归纳与总结知识点1 难溶电解质的溶解平衡1、溶解平衡的建立在AgCl的溶液中，一方面，在水分子作用下，少量的Ag+和Cl-脱离的表面溶于水中，AgCl(s)Ag+ (aq)+ Cl- (aq)；另一方面溶液中的Ag+和Cl-受表面正、负离子的吸引，回到AgCl的表面析出沉淀：Ag+ (aq)+ Cl- (aq) AgCl(s)，在一定温度下，当上述两个相反过程的速率相等时，便得到了AgCl的饱和溶液，建立如下的动态平衡：AgCl(s) Ag+ (aq)+ Cl- (aq)2、沉淀溶解平衡的特征：沉淀溶解平衡是动态平衡，具有动态平衡的所有特征。（1）“动”动态平衡，溶解的速率和沉淀的速率并不为0。（2）“等”v（溶解）= v（沉淀）。（3）“定”达到平衡时，溶液中离子的浓度保持不变。（4）“变”当改变外界条件时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。3、影响沉淀溶解平衡的因素（1）内因：难溶性电解质本身的性质，这是决定性的因素。（2）外因：浓度：加水冲稀，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，但Ksp不变。温度：多数难溶性电解质溶于水是吸热的，所以升高温度，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，同时Ksp变大。但Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低。离子浓度：当加入难溶电解质相同的离子，平衡向沉淀方向移动；当减小难溶电解质的离子浓度平衡向溶解的方向移动，此时Ksp不变。知识点2 溶度积常数1、溶度积常数Ksp在难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，溶液中各离子浓度以它们的化学计量数为方次的乘积为一常数，叫做溶度积常数，简称溶度积，通常用Ksp表示。2、表达式：对于一般难溶电解质AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)其平衡常数Ksp= An+mBm-n称为溶度积常数，简称溶度积。3、Ksp的意义：反应了难溶电解质在水中的溶解能力。（1）用溶度积直接比较时，物质的类型（如AB型、A2B型、AB2型等）必须相同。（2）对于同类型物质Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。如由Ksp数值可知，溶解能力：AgClAgBrAgI4、影响Ksp的因素：与化学平衡常数一样，Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与浓度无关。溶液中离子浓度的变化只能使溶解平衡移动但并不改变溶度积。知识点3 溶度积规则1、浓度商Qc：某难溶电解质的溶液中任一情况下各离子浓度的化学计量数次方的乘积。2、溶度积规则：当QcKsp时，过饱和溶液，有沉淀生成。3、溶度积规则的应用（1）判断沉淀的生产和溶解。（2）控制离子浓度，使反应向需要的方向移动。知识点4 Ksp的简单计算1、由Ksp计算溶液中某离子的浓度Ksp是难溶电解质在水溶液中达到饱和后各离子浓度的关系，这样就可以求得在其中某种离子的溶液内其它有关离子的浓度。2、已知溶解度求溶度积由于难溶电解质的溶解度都非常小，在计算时往往可以把溶液的密度看成水的密度。对于AmBn，摩尔质量为M，溶解度为S，AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)Ksp= An+mBm-n=(mS/M) 10m(nS/M) 10n3、已知溶度积求溶解度计算过程：Ksp An+或Bm-1L溶液内AmBn物质的量100g溶液内AmBn的物质的量S知识点5 沉淀溶解平衡的应用1、沉淀的溶解（唯一条件QcKsp）只要能有效地降低多相离子体系中有关离子的浓度，使Qc1.110-12mol3L-3Qc Ksp (Ag2 CrO4)，所以有Ag2 CrO4沉淀生成。 例4：某溶液中含有1.0 molL-1的Ni2和0.1molL-1的Fe3，当逐滴加入NaOH溶液(忽略溶液体积的改变)，问：(1)哪种离子先沉淀，哪种离子后沉淀？沉淀能否达到分离？(2)要想使Fe3沉淀完全，Ni2不沉淀，溶液的pH值需控制在什么范围？解析： (1)根据溶度积规则，可以分别计算出生成Fe(OH)3和Ni(OH)2沉淀所需要的OH-的最低浓度。所以Fe(OH)3开始沉淀时c(OH-)为1.5910-13molL-1。所以Ni(OH)2开始沉淀时c(OH-)为4.4710-8molL-1。可见Fe(OH)3先沉淀，Ni(OH)2后沉淀。那么，刚有Ni(OH)2沉淀生成时，溶液中的Fe3浓度又是多大呢？所以，当Ni(OH)2开始沉淀时，溶液中的Fe3的浓度仅为4.4810-16olL-1。可见，在Ni(OH)2开始沉淀时，Fe3早已沉淀完全(c(Fe3)10-5molL-1)。 一般说来，在任一种沉淀开始时，若溶液中先发生沉淀的离子浓度小于或等于10-5molL-1时，则能够实现沉淀分离，反之，则不能。此题即为通过沉淀实现分离的一个例子。(2)由(1)计算可知，欲不生成Ni(OH)2沉淀，则溶液的OH-浓度应小于4.4710-8molL-1。即 pOH-log(4.4710-8)7.3 pH14-pOH=6.7使Fe3+沉淀完全，则必须使c(Fe3)10-5molL-1，则溶液的OH-浓度应为：即 c(OH-)1.5910-11(molL-1)pOH-log(1.5910-11)=10.8 pH3.2因此，溶液的pH值应控制在3.26.7范围之内，方能使Fe3沉淀完全，而Ni2不沉淀。当堂训练1、下列说法中正确的是（ ）A 物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水 B 不溶于水的物质溶解度为0C 绝对不溶的物质是不存在的 D 某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为02、下列所列举物质的溶解度随着温度的升高而减小的是（ ）A KNO3 B Ca(OH)2 C BaSO4 D CO23、CaCO3在下列哪种溶液中，溶解度最大（ ）A H2O B Na2CO3溶液 C CaCl2溶液 D 乙醇4、除去Na NO3溶液中混有的Ag NO3，所用下列试剂中效果最好的是（ ）A NaCl溶液 B NaBr溶液 C NaI溶液 D Na2S溶液5、将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合，再加入足量浓Ag NO3溶液，发生的反应为（ ）A 只有AgBr沉淀生成 B AgCl和AgBr沉淀等量生成C AgCl和AgBr都有，但以AgCl沉淀为主 D AgCl和AgBr都有，但以AgBr沉淀为主6、一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数，这个常数称为该难溶电解质的溶度积，用符号Ksp表示。即：AmBn(s)mAn+(aq)nBm(aq)An+mBmnKsp已知：某温度时，Ksp(AgCl)=Ag+Cl 1.81010Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2CrO2- 4 1.11012试求：(1)此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度，并比较两者的大小。(2)此温度下，在0.010mo1L-1的AgNO3溶液中，AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度，并比较两者的大小。7向50ml0.018mol/L的AgNO3溶液中加入50ml0.02mol/L的盐酸，生成了沉淀。如果溶液中C(Ag+)和C(Cl)的乘积是一个常数，C(Ag+) C(Cl)=1.01010，当溶液中C(Ag+) C(Cl)常数，则有沉淀产生，反之沉淀溶解，求(1)沉淀生成后溶液中C(Ag+)是多少？(2)如果向沉淀生成后的溶液中再加入50mL0.001mol/L的盐酸，是否产生沉淀，为什么？一课一练1、下列说法正确的是（ ）A 在一定温度下的AgCl水溶液中，Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数B AgCl的Ksp=1.810-10mol2L-2，在任何含AgCl固体的溶液中，c(Ag+)=c(Cl-)，且和浓度的乘积等于Ksp=1.810-10mol2L-2C 温度一定时，在AgCl饱和溶液中，Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数D 向AgCl饱和溶液中加入盐酸，Ksp变大2、下列关于AgCl沉淀溶解平衡的说法正确的是（ ）A Ag+与Cl-结合成AgCl的速率与AgCl溶解的速率相等B AgCl难溶于水，溶液中没有Ag+和Cl- C 升高温度，AgCl沉淀的溶解度减小D 向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变3、难溶电解质AB2的饱和溶液中A2+=x molL-1，B-=y molL-1，则Ksp值为（ ）A 0.5xy2 B xy C xy2 D 4xy2 4、向5mLNaCl溶液中滴入一滴Ag NO3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴加一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变为黑色，根据上述变化过程，分析三种沉淀物的溶解度为（ ）A AgCl=AgI=Ag2S B AgClAgIAgIAg2S D AgIAgClAg2S5、把氢氧化钙放入蒸馏水中，一段时间后达到下列溶解平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)，加入下列物质，可使Ca(OH)2固体减少的是（ ）A CaCl2 B NaOH C NaHSO4 D NaCl6、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=210-20mol3L-3。某溶液中，c(Cu2+)=0.02 molL-1，在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需向溶液中加入碱溶液来调整，使溶液的大于（ ） A 2 B 3 C 4 D 57、已知硫酸钡和碳酸钡的Ksp分别为1.110-10mol2L-2和5.510-9mol2L-2。用平衡移动理论解释透视用“钡餐”选硫酸钡而不用碳酸钡的理由。 8、取5mL0.002 molL-1 Na2SO4与等体积的0.02 molL-1的BaCl2混合，计算SO42-是否沉淀完全（即SO42-10-5molL-1，BaSO4的Ksp= 1.110-10mol2L-2）9、在1 molL-1 CuSO4溶液中含有少量的Fe3+杂质，pH值控制在什么范围才能除去Fe3+，使Fe3+10-5 molL-1。已知：Fe(OH)3的Ksp= 2.610-39mol4L-4，Cu(OH)2的Ksp= 5.610-20mol3L-310、己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)2(固)Ca2+2OH，CaCO3(固) Ca2+CO32。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2，CO2等，为了除去有害气体SO2变废为宝，常常见粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气，反应产物为石膏。(1)写山上述两个反应的化学方程式： S02与CaCO3悬浊液反应 S02与Ca(OH)2悬浊液反应 (2)试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由 。11、以BaS为原料制备Ba(OH)28H2O的过程是：BaS与HCl反应，所得溶液在7090C时与过量NaOH溶液作用，除杂，冷却后得到Ba(OH)28H2O晶体。据最新报道，生产效率高、成本低的Ba(OH)28H2O晶体的新方法是使BaS与CuO反应(1)新方法的反应方程式为： (2)该反应反应物CuO是不溶物，为什么该反应还能进行： (3)简述新方法生产效率高、成本低的原因。12、牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡： Ca5(PO4)3OH(固)5Ca2+3PO43-+OH- 进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是 。已知Ca5(PO4)3F（固）的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。主动脉用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因： 根据以上原理，请你提出一种其它促进矿化的方法： 附参考答案当堂训练1、C 2、BD 3、A 4、D 5、C 5、AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO42(aq)2xx(2x)2x=Kspc(AgCl)c(Ag2CrO4)在0.010 molL-1 AgNO3溶液中，c(Ag+)=0.010 molL-1AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)溶解平衡时：0.010xx(0.010x)x1.81010x很小，0.010x0.010x1.8108(molL1)c(AgCl)= 1.8108(molL1)Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO24(aq)溶解平衡时：0.010xx (0.0102x)2x1.11012x很小，0.0102x0.010x1.1108(molL1)c(Ag2CrO4)1.110-8 (molL1)c(AgCl)c(Ag2CrO4)6、解：由Ag+Cl=AgCl，可知沉淀后C(Cl-)=（0.020.018）50/（50+50）=0.001mol/L所以C(Ag+)=110-10/0.001=1107mol/L再加入50mL盐酸后 C(Ag+)=110-7100/（100+50