高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡第四节 沉淀溶解平衡导学案

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡第四节 沉淀溶解平衡导学案，共11页。学案主要包含了 能力打底　概念辨析， 难溶， 沉淀溶解平衡， 特征， 影响沉淀溶解平衡的因素， 溶度积等内容，欢迎下载使用。

1. 认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡。
2. 能通过实验证明难溶电解质沉淀溶解平衡的存在，进一步发展离子观、平衡观。
一、 能力打底 概念辨析
判断下列说法的正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 沉淀达到溶解平衡时，溶液中溶质离子的浓度一定相等，且保持不变。( × )
(2) 室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。( × )
(3) 难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动。( × )
(4) 向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，则SOeq \\al(2－,4)沉淀完全，溶液中只含Ba2＋、Na＋和Cl－，不含SOeq \\al(2－,4)。( × )
(5) 洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好。( × )
[解析] 沉淀达到溶解平衡时，溶液中溶质离子的浓度保持不变，不一定相等，(1)错误；室温下，AgCl在水中的溶解度大于在食盐水中的溶解度，(2)错误；向难溶电解质溶液中增加难溶电解质的量，平衡不移动，(3)错误。
二、 难溶、可溶、易溶界定
20 ℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：
三、 沉淀溶解平衡
1. 概念：在一定温度下，当沉淀 溶解 和 生成 的速率相等时，即达到沉淀溶解平衡，如下图所示。
2. 表示方法：以AgCl为例，溶解平衡可表示为AgCl(s)eq \(,\s\up12(溶解),\s\d10(沉淀))Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。
四、 特征
五、 影响沉淀溶解平衡的因素
1. 内因。难溶电解质本身的性质，是影响沉淀溶解平衡的主要因素。
2. 外因。以AgCl为例：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。
六、 溶度积
1. 一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之积为一常数，叫做溶度积常数，简称溶度积。用 Ksp 表示。
2. 表达式：对于反应MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm－(aq)，Ksp＝ [c(Mn＋)]m·[c(Am－)]n 。
如Mg(OH)2的Ksp＝ c(Mg2＋)·c2(OH－) 。
3. 影响因素
4. 应用
Q>Ksp：溶液过饱和，有 沉淀 析出。
Q＝Ksp：溶液饱和，处于 平衡 状态。
Q＜Ksp：溶液 未饱和 ，无沉淀析出。
类型1 沉淀溶解平衡的理解
下列有关CaCO3沉淀溶解平衡的说法中正确的是( A )
A. CaCO3沉淀的生成和溶解不断进行，但速率相等
B. CaCO3难溶于水，溶液中没有Ca2＋和COeq \\al(2－,3)
C. 升高温度，对CaCO3沉淀的溶解度无影响
D. 在有CaCO3沉淀生成的溶液中加入Na2CO3固体，CaCO3溶解的量不变
[解析] 沉淀溶解平衡是动态平衡，正、逆反应速率(或沉淀的生成、溶解速率)相等且大于0，A正确；难溶不等于不溶，溶解的CaCO3能完全电离出Ca2＋和COeq \\al(2－,3)，只是它们的浓度很小，B错误；通常难溶电解质的溶解度随温度升高而增大(氢氧化钙等除外)，C错误；加入Na2CO2固体，COeq \\al(2－,3)的浓度增大，使平衡逆向移动，析出CaCO3沉淀，因此CaCO3溶解的量减少，D错误。
类型2 沉淀溶解平衡移动的判断
(2023·兴化模拟)某兴趣小组同学为探究Mg(OH)2沉淀溶解平衡，设计如下实验。
实验1：向Mg(OH)2悬浊液中滴加酚酞试液，溶液变红。
实验2：向实验1的分散系中滴加稀硫酸，红色褪去。
实验3：放置实验2褪色后的分散系一段时间，振荡，体系恢复红色。
实验4：另取Mg(OH)2悬浊液少许，向其中滴加FeCl3溶液，体系颜色变为红褐色。
下列关于上述实验的说法错误的是( C )
A. 实验1体系颜色变红， 说明Mg(OH)2溶解并电离出OH－
B. 实验2红色褪去，说明稀硫酸电离出的H＋中和了Mg(OH)2电离出的OH－，使Mg(OH)2 (s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)向正反应方向移动
C. 实验3体系恢复红色，说明实验2中滴加稀硫酸的量不足
D. 实验4可用离子方程式表示：3Mg(OH)2 (s)＋2Fe3＋3Mg2＋(aq)＋2Fe (OH)3(s)
[解析] Mg(OH)2是难溶性电解质，溶于水存在Mg(OH)2 (s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)的沉淀溶解平衡，即电离出OH－使溶液显碱性，A正确；稀硫酸电离出的H＋中和了Mg(OH)2电离出的OH－，使沉淀溶解平衡向正反应方向移动，B正确；体系恢复红色，是由于Mg(OH)2 (s)继续溶解，电离出OH－，并非稀硫酸的量滴加不足，C错误；实验4的反应原理为3Mg(OH)2 (s)＋2Fe3＋3Mg2＋(aq)＋2Fe (OH)3 (s), D正确。
类型3 沉淀溶解平衡移动的应用
将AgCl分别加入盛有：①5 mL水 ②6 mL 0.5 ml/L NaCl溶液
③10 mL 0.2 ml/L CaCl2溶液 ④50 mL 0.1 ml/L盐酸的烧杯中，均有固体剩余，各溶液中c(Ag＋)从大到小的顺序排列正确的是( C )
A. ④③②① B. ②③④①
C. ①④③② D. ①③②④
[解析] 溶液中c(Cl－)越大，AgCl的溶解度越小，c(Ag＋)越小，C正确。
1. 下列说法正确的是( D )
A. 难溶电解质的溶度积Ksp越小，则它的溶解度越小
B. 任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡，溶解度大小都可以用Ksp表示
C. 溶度积常数Ksp与温度有关，温度越高，溶度积越大
D. 室温下，AgCl在蒸馏水中溶解的量大于在食盐水中溶解的量
[解析] 不同类型的电解质不能由溶度积来比较溶解度大小，同类型的电解质Ksp越小，溶解度才越小，A错误；只有难溶电解质在水中才存在沉淀溶解平衡，溶解度的大小才可以用Ksp计算，B错误；溶度积常数Ksp与温度有关，温度升高，溶度积常数可能增大也可能减小，C错误。
2. 把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。下列说法中正确的是( D )
A. 给溶液加热，溶液的pH升高
B. 恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高
C. 向溶液中加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2固体增多
D. 向溶液中加入少量的NaOH固体，Ca(OH)2固体增多
[解析] 加热时，Ca(OH)2的溶解度减小，平衡逆向移动，c(OH－)减小，pH减小，A错误；CaO＋H2O===Ca(OH)2，由于保持恒温，Ca(OH)2的溶解度不变，c(OH－) 不变，因此pH不变，B错误；COeq \\al(2－,3)＋Ca2＋===CaCO3↓，使平衡正向移动，Ca(OH)2固体减少，C错误；加入NaOH固体时，c(OH－)增大，平衡逆向移动，因此Ca(OH)2固体增多，D正确。
3. (2023·大丰模拟)下列说法错误的是( D )
A. AgI固体形成的悬浊液中存在平衡：AgI(s)Ag＋(aq)＋I－(aq)
B. 25 ℃时，AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度不同
C. 在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体，c(Ba2＋) 减小
D. 25 ℃时，Cu(OH)2在水中的溶解度小于在Cu(NO3)2溶液中的溶解度
[解析] AgI是难溶性电解质，溶于水存在AgI (s)Ag＋(aq)＋I－(aq)的沉淀溶解平衡，A正确；溶液中c(Cl－)越大，AgCl的溶解度越小，B正确；在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体，c(SOeq \\al(2－,4))增大，沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动，c(Ba2＋)减小，C正确； Cu(NO3)2溶液中含有Cu2＋，使Cu(OH)2(s)Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)的平衡逆向移动，溶解度比在水中的小，D错误。
4. 已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝1.5×10－16，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12。则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag＋的浓度大小顺序正确的是( C )
A. AgCl>AgI>Ag2CrO4 B. AgCl>Ag2CrO4>AgI
C. Ag2CrO4>AgCl>AgI D. Ag2CrO4>AgI>AgCl
[解析] AgCl和AgI为同类型电解质，由Ksp可知AgCl饱和溶液中的c(Ag＋)大于AgI饱和溶液中的 c(Ag＋)；AgCl饱和溶液中的c2(Ag＋)＝Ksp＝1.8×10－10，Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrOeq \\al(2－,4)(aq)的Ksp＝c2(Ag＋)·c(CrOeq \\al(2－,4))＝eq \f(1,2)c3(Ag＋)＝2.0×10－12，可得Ag2CrO4饱和溶液中的c(Ag＋)大于AgCl饱和溶液中的c(Ag＋)，C正确。

1.(2023·天津期末)下列有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法中，正确的是( C )
A. 升高温度，AgCl的溶解度不变
B. AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－
C. AgCl的沉淀溶解平衡体系中，沉淀和溶解不断进行，但速率相等
D. 向AgCl的沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl溶解的量不变
2.(2022·宿迁模拟)在FeS悬浊液中，存在平衡FeS(s)Fe2＋(aq)＋S2－(aq)。欲使FeS固体的质量减少，Fe2＋的浓度不变，可向悬浊液中加入的试剂是( C )
A. CuSO4溶液 B. 盐酸
C. 蒸馏水 D. Na2S
[解析] 加入CuSO4溶液，Cu2＋与S2－反应生成CuS，S2－的浓度减小，平衡正向移动，FeS固体的质量减少，Fe2＋的浓度增大，A错误；加入盐酸，H＋与S2－反应生成H2S，导致S2－的浓度减小，平衡正向移动，FeS固体的质量减少，Fe2＋的浓度增大，B错误；加入蒸馏水稀释，平衡正向移动，FeS固体的质量减少，由于还是饱和溶液，则Fe2＋的浓度不变，C正确；加入Na2S, S2－的浓度增大，平衡逆向移动，FeS固体的质量增加，Fe2＋的浓度减小，D错误。
3. 石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。加入少量下列溶液，可使Ca(OH)2(s)减少的是( A )
①Na2CO3溶液；②AlCl3溶液；③NaOH溶液；④CaCl2溶液
A. ①② B. ②③
C. ③④ D. ①④
4. (2022·溧阳中学)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 )
A. c(COeq \\al(2－,3)) B. c(Mg2＋)
C. c(H＋) D. Ksp(MgCO3)
[解析] 含有MgCO3固体的溶液中存在沉淀溶解平衡：MgCO3(s)Mg2＋(aq)＋COeq \\al(2－,3)(aq)，滴加少量浓盐酸，H＋与COeq \\al(2－,3)反应，使平衡向右移动，则 c(Mg2＋) 和c(H＋)增大，c(COeq \\al(2－,3))减小，温度不变，Ksp(MgCO3)不变， A正确。
5. 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( C )
A. NaOH固体 B. NaCl固体
C. NaHSO4固体 D. MgSO4固体
[解析] 欲使Mg(OH)2(s)的量减少，应使平衡右移，NaHSO4电离产生的H＋与平衡体系中的OH－反应，而使沉淀溶解平衡右移，Mg(OH)2固体的量减小。
6. 在Na2Cr2O7酸性溶液中存在平衡：2CrOeq \\al(2－,4)(黄色)＋2H＋Cr2Oeq \\al(2－,7)(橙红色)＋H2O。已知：25 ℃时，Ksp(Ag2CrO4)＝1×10－12，Ksp(Ag2Cr2O7)＝2×10－7。下列说法中正确的是( C )
A. 当2c(Cr2Oeq \\al(2－,7))＝c(CrOeq \\al(2－,4))时，达到了平衡状态
B. 当pH＝1时，溶液呈黄色
C. 若向溶液中加入AgNO3溶液，先生成 Ag2CrO4 沉淀
D. 稀释Na2Cr2O7溶液时，溶液中各离子浓度均减小
[解析] 当2c(Cr2Oeq \\al(2－,7))＝c(CrOeq \\al(2－,4))时，无法判断同一物质的正、逆反应速率是否相等，则不能判断是否为平衡状态，A错误；当pH＝1时，溶液呈酸性，平衡正向进行，则溶液呈橙红色，B错误；组成中阴、阳离子个数比相同，溶度积常数越小，难溶电解质在水中的溶解能力越差，已知Ksp(Ag2CrO4)c(COeq \\al(2－,3))，A错误；根据Ka2＝4.7×10－11可得eq \f(cCO\\al(2－,3)·cH＋,cHCO\\al(－,3))＝4.7×10－11，则COeq \\al(2－,3)的水解平衡常数为Kh＝eq \f(cHCO\\al(－,3)·cOH－,cCO\\al(2－,3))＝eq \f(Kw,Ka2)＝2×10－4＞Ka2，说明COeq \\al(2－,3)的水解程度较大，则上层清液中含碳微粒主要为HCOeq \\al(－,3)，B正确；向体系中通入CO2，碳酸钙与CO2反应生成碳酸氢钙，碳酸氢钙在水中溶解度更大，则溶液中c(Ca2＋)增大，C错误；由题干可知，Ksp(CaCO3)＝3.4×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.9×10－5，碳酸钙远比硫酸钙难溶，加入Na2SO4溶液后碳酸钙不易有效转化成硫酸钙，D错误。
9.(2023·宜兴模拟)常温下，将足量的AgCl固体分别加入下列液体中，AgCl溶解的量最小的是( C )
A. 20ml蒸馏水B. 30 mL0.03 ml/L盐酸
C. 40 mL0.05 ml/LAgNO3溶液D. 50 mL0.02 ml/LCaCl2溶液
[解析] 根据c(Ag＋)或c(Cl－)大小比较AgCl的溶解度，c(Ag＋)或c(Cl－)越大，AgCl的溶解度越小。20 mL蒸馏水中，c(Ag＋)或c(Cl－)为0；30 mL0.03 ml/L盐酸中，c(Cl－)＝0.03 ml/L；40 mL 0.05 ml/L AgNO3溶液中，c(Ag＋)＝0.05 ml/L；50 mL 0.02 ml/LCaCl2溶液中，c(Cl－)＝0.04 ml/L。C项c(Ag＋)最大，AgCl溶解的量最小。
10. 下列说法中正确的是( B )
A. 在含有AgCl和AgI固体的悬浊液中，有 c(Ag＋)>c(Cl－)＝c(I－)
B. 25 ℃时，Cu(OH)2在水中的溶解度大于在Cu(NO3)2溶液中的溶解度
C. 在含有BaSO4沉淀的溶液中加入BaCl2固体，c(SOeq \\al(2－,4))增大
D. 25 ℃时，AgCl在相同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同
[解析] Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，所以含AgCl和AgI固体的悬浊液中，有c(Ag＋)>c(Cl－)>c(I－)，A错误；Cu(NO3)2溶液中含有Cu2＋，使Cu(OH)2(s)Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)的平衡逆向移动，溶解度比在水中的小，B正确；在含有BaSO4沉淀的溶液中加入BaCl2固体，c(Ba2＋) 增大，沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动，c(SOeq \\al(2－,4)) 减小，C错误；溶液中c(Cl－)越大，AgCl的溶解度越小，D错误。
11．(2021·江苏)室温下，用浓度为0.5 ml/L的Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末，一段时间后过滤，向滤渣中加入稀醋酸，产生气泡。已知Ksp(CaSO4)＝5×10－5，Ksp(CaCO3)＝3×10－9。下列说法正确的是( C )
A. 0.5ml/LNa2CO3溶液中存在：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCOeq \\al(－,3))＋c(H2CO3)
B. 反应CaSO4＋COeq \\al(2－,3)CaCO3＋SOeq \\al(2－,4)正向进行，需满足eq \f(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3))>eq \f(5,3)×104
C. 过滤后所得清液中一定存在：c(Ca2＋)＝eq \f(KspCaCO3,cCO\\al(2－,3))且c(Ca2＋)≤eq \f(KspCaSO4,cSO\\al(2－,4))
D. 滤渣中加入醋酸，发生反应的离子方程式：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
[解析] 0.5 ml/LNa2CO3溶液中存在质子守恒：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCOeq \\al(－,3))＋2c(H2CO3)，A错误；该反应的平衡常数K＝eq \f(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3))＝eq \f(cSO\\al(2－,4)·cCa2＋,cCO\\al(2－,3)·cCa2＋)＝eq \f(KspCaSO4,KspCaCO3)＝eq \f(5×10－5,3×10－9)＝eq \f(5,3)×104，当浓度商eq \f(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3))＜K时，反应正向进行，B错误；上清液为碳酸钙的饱和溶液，所以应满足c(Ca2＋)＝eq \f(KspCaCO3,cCO\\al(2－,3))，由于硫酸钙沉淀转化为碳酸钙沉淀，所以上清液为硫酸钙的不饱和溶液，则c(Ca2＋)≤eq \f(KspCaSO4,cSO\\al(2－,4))，C正确；醋酸为弱酸，不能拆成离子形式，D错误。
12.(2022·温州期中)在T℃时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如右图所示。已知T℃时Ksp(BaCO3)＝5×10－9，下列推断错误的是( C )
A. 在T℃时，BaSO4的Ksp为1×10－10
B. 向p点的溶液中加入少量BaCl2固体，溶液组成沿曲线向n点方向移动
C. 图中a点代表BaSO4的不饱和溶液
D. 在T℃时，BaCO3(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)BaSO4(s)＋COeq \\al(2－,3)(aq)的平衡常数K＝50
[解析] 由p点的数据可得BaSO4的Ksp＝1×10－5×1×10－5＝1×10－10，A正确；结合沉淀溶解平衡可知，向饱和溶液p点加入少量BaCl2固体，c(Ba2＋)增大，Ksp不变，c(SOeq \\al(2－,4))减小，故溶液组成沿曲线向n点方向移动，B正确；图中a点Ba2＋和SOeq \\al(2－,4)浓度的乘积大于该温度下的Ksp，代表BaSO4的过饱和溶液，C错误；由盖斯定律知在T℃时，该反应的平衡常数K＝eq \f(KspBaCO3,KspBaSO4)＝eq \f(5×10－9,1×10－10)＝50，D正确。
13．(2022·丹阳模拟)关于沉淀溶解平衡和溶度积常数，下列说法错误的是( B )
A. Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与溶液中的离子浓度无关
B. 将饱和Na2SO4溶液加入到饱和石灰水中，有白色沉淀产生，说明Ksp[Ca(OH)2]＞Ksp(CaSO4)
C. 已知25℃时Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，则该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝4.0×104
D. 已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，在MgCl2溶液中加入氨水调节混合液的pH＝11，产生沉淀，则此时溶液中的c(Mg2＋)＝1.8×10－5ml/L
[解析] Ksp只随温度改变而改变，不同物质的溶解能力不同，与物质本身的性质有关，A正确；将饱和Na2SO4溶液加入饱和石灰水中，有白色沉淀产生，说明硫酸钙的溶解度小，但溶度积表达式类型不同，不能以此比较大小，B错误；Ksp[Fe(OH)3]＝c3(OH－)·c(Fe3＋)，反应的平衡常数K＝eq \f(cFe3＋,c3H＋)＝eq \f(cFe3＋·c3OH－,c3H＋·c3OH－)＝eq \f(Ksp[FeOH3],Kw3)＝eq \f(4.0×10－38,1.0×10－143)＝4.0×104，C正确；测得混合液的pH＝11，Ksp[Mg(OH)2]＝c2(OH－)·c(Mg2＋)，c(OH－)＝10－3，代入求得c(Mg2＋)＝1.8×10－5 ml/L，D正确。
14. 请回答下列问题。
(1)工业废水中常含有一定量的Cr2Oeq \\al(2－,7)和CrOeq \\al(2－,4)，它们会对人类及生态系统产生很大危害，必须进行处理。Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)。常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝10－32。要使c(Cr3＋)降低为 10－5 ml/L，溶液的pH应调至 5 。
(2)向0.10 ml/L CuSO4溶液中加入NaOH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＋)＝ 2.2×10－8 ml/L(Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20)。
[解析] (1)Ksp＝c(Cr3＋)·c3(OH－)＝10－32，则 c(OH－)＝eq \r(3,\f(Ksp,cCr3＋))＝eq \r(3,\f(10－32,10－5)) ml/L＝10－9 ml/L，c(H＋)＝eq \f(Kw,cOH－)＝eq \f(10－14,10－9) ml/L＝10－5 ml/L，pH＝5。(2)pH＝8时，c(OH－)＝10－6 ml/L，由氢氧化铜的溶度积常数可知：Ksp＝2.2×10－20＝c2(OH－)·c(Cu2＋)，得c(Cu2＋)＝2.2×10－8 ml/L。外界条件
移动方向
c(Ag＋)
升高温度
右移
增大
加入少量AgNO3
左移
增大
加入Na2S
右移
减小
通入HCl
左移
减小