高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡精品学案

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1．知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素。
2．知道Ksp的意义，能根据Q和Ksp的大小关系判断难溶电解质的沉淀或溶解情况。
重点：沉淀溶解平衡及其影响因素
难点：沉淀溶解平衡及其影响因素
1．难溶电解质的沉淀溶解平衡
(1)常温时，溶解性与溶解度的关系
(2)沉淀溶解平衡的建立
生成沉淀的离子反应之所以能够发生，在于生成物的溶解度很小，但生成的沉淀物并不是绝对不溶。如AgCl在溶液中存在两个过程：一方面，在水分子作用下，少量Ag＋和Cl－脱离AgCl的表面进入水中——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——沉淀。在一定温度下，当沉淀和溶解速率相等时，得到AgCl的饱和溶液。即建立下列动态平衡：AgCl(s)溶解,沉淀Ag＋(aq)＋Cl－(aq)人们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。
(3)溶度积
①概念
在一定条件下，难溶电解质溶于水形成饱和溶液时，溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡，这时可以用平衡常数来描述难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡，其平衡常数称为溶度积常数或溶度积，通常用Ksp来表示。
②表达式
沉淀溶解平衡Ag2S(s)⇌2Ag＋(aq)＋S2－(aq)的溶度积常数可表示为Ksp＝c2(Ag＋)·c(S2－)。
③意义
溶度积的大小与溶解度有关，它反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
④应用——溶度积规则
通过比较溶度积常数Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Q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，这就是溶度积规则。难溶电解质Ag2S的水溶液中，离子积Q表示为Q＝c2(Ag＋)·c(S2－)。
若Q若Q＝Ksp，溶液为饱和溶液，沉淀与溶解处于平衡状态；
若Q>Ksp，溶液为过饱和溶液，体系中有沉淀析出。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)可利用溶液混合后的Q与Ksp的相对大小来判断溶液混合后是否有沉淀生成。( )
(2)室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。( )
(3)向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，则SO2- 4沉淀完全，溶液中只含Ba2＋、Na＋和Cl－，不含SO2- 4。( )
(4)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好。( )
(5)常温下，向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小。( )
(6)溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高，Ksp增大。( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
考点1沉淀溶解平衡的特征和Ksp
1．沉淀溶解平衡的特征
(1)“逆”——沉淀溶解平衡是一个可逆过程。
(2)“动”——动态平衡，溶解速率和沉淀速率不等于零。
(3)“等”——溶解速率和沉淀速率相等。
(4)“定”——平衡状态时，溶液中的离子浓度保持不变。
(5)“变”——当改变外界条件时，溶解平衡发生移动。
2．沉淀溶解平衡的移动
以BaCO3(s) eq \a\vs4\al( eq \a\vs4\al())Ba2＋(aq)＋CO2- 4(aq) ΔH>0为例
2．Ksp的意义及其影响因素
(1)Ksp的意义
Ksp大小反映难溶电解质在水中的溶解能力。同一温度下，相同类型的电解质，溶度积越小，其溶解能力越弱；不同类型的电解质，溶度积小的电解质的溶解能力不一定比溶度积大的溶解能力弱。
(2)影响Ksp的因素
①内因：难溶物质本身的性质，这是决定因素。
②外因：只受温度的影响，绝大多数难溶物的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。
对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后，c(Ag+)保持不变的是
A．加少量水稀释B．加热
C．加入少量浓盐酸D．加入少量固体AgNO3
【答案】A
【解析】A．加少量水稀释，平衡正向移动，但c(Ag+)保持不变，故A符合题意；
B．加热，平衡正向移动，c(Ag+)增大，故B不符合题意；
C．加入少量浓盐酸，平衡逆向移动，c(Ag+)减小，故C不符合题意；
D．加入少量固体AgNO3，c(Ag+)增大，平衡逆向移动，c(Ag+)增大幅度减弱，故D不符合题意。
综上所述，答案为A。
在一定温度下，当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时：Mg(OH)2(s)⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)，要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2+)不变，可采取的措施是
加MgSO4固体B．通HCl气体
C．加NaOH固体D．加少量水
【答案】D
【解析】A．MgSO4易溶于水，加MgSO4会增加c(Mg2＋)，A错误；
B．加HCl会中和OH－平衡右移，使c(Mg2＋)增大，B错误；
C．加NaOH使c(OH－)增大平衡左移，c(Mg2＋)减小，C错误；
D．加少量水时c(Mg2＋)减少，平衡右移重新达到平衡时，c(Mg2＋)又与原平衡相同，D正确；
故选D。
考点2沉淀溶解平衡图像类题的解题思路
1．明确图像中纵轴、横轴的含义
纵轴、横轴通常表示难溶电解质电离出的离子浓度或离子浓度的对数或离子浓度的负对数。
2．理解图像中线上点、线外点的含义
(1)以AgCl为例，在该沉淀溶解平衡图像(如图所示)中，曲线上任意一点都表示达到了沉淀溶解平衡状态，此时Q＝Ksp。在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度都只能在曲线上变化，不会出现在曲线以外。
(2)曲线上方区域的点均表示过饱和溶液，此时Q>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均表示不饱和溶液，此时Q3．抓住Ksp的特点，结合选项分析判断
(1)溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况：
①原溶液不饱和时，离子浓度都增大；
②原溶液饱和时，离子浓度都不变。
(2)溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。
(3)实现曲线上的点之间的转化需保持温度不变，改变相关微粒的浓度；实现曲线上的点与曲线外的点之间的转化一定要改变温度。
注意：从图像中“特殊点”找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp。
某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
A．d点无BaSO4沉淀生成
B．通过加水稀释可以使溶液由b点变到a点
C．加入适量BaCl2(固体)可以使溶液由d点变到c点
D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
【答案】AC
【解析】A．d点在曲线下方，属于不饱和溶液，因此d点无BaSO4沉淀生成， A正确；
B．加水稀释时钡离子和硫酸根离子的浓度均降低，所以不能使溶液由b点变到a点，B错误；
C．d点在曲线下方，属于不饱和溶液，加入适量BaCl2(固体) 增大钡离子浓度，可以使溶液由d点变到c点，C正确；
D．溶度积常数只与温度有关系，则a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp，D错误；
故选AC。
已知难溶性物质K2SO4·MgSO4·2CaSO4在水中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4 (s)2Ca2++2K++ Mg2+ +4SO，不同温度下，K+的浸出浓度与溶浸时间的关系如图所示，则下列说法错误的是
A．向该体系中加入饱和NaOH溶液，溶解平衡向左移动
B．向该体系中加入饱和碳酸钠溶液，溶解平衡向右移动
C．该平衡的Ksp=c(Ca2+)·c(K+)·c(Mg2+)·c(SO2- 4)
D．升高温度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动
【答案】AC
【解析】A、B选项，OH-与Mg2+结合生成Mg(OH)2沉淀、CO2- 3与Ca2+结合生成CaCO3沉淀，均能使平衡右移，A错误，B正确；C选项，Ca2+、K+、SO2- 4的化学计量数分别为2、2、4，故该溶解平衡的Ksp=c(Ca2+)·c(K+)·c(Mg2+)·c4(SO2- 4)，C错误；由图像可知升高温度K+的浸出浓度增大，所以此反应为吸热反应，D正确。
1．下列对“难溶”的理解正确的是
A．“难溶”是指物质常温时在水中溶解的质量小于0.01g
B．在水中难溶的物质，也难溶于其他溶剂
C．只有难溶的物质才能建立溶解平衡
D．相同条件下，难溶的物质更容易形成饱和溶液
【答案】A
【解析】A．“难溶”是指物质常温时在水中溶解的质量小于0.01g，A正确；
B．在水中难溶的物质，不一定难溶于其他溶剂，B错误；
C．易溶、微溶、难溶的物质均能建立溶解平衡，C错误；
D．相同条件下，易溶的物质更容易形成饱和溶液，D错误；
故选A。
2．有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是
A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等
B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl-
C．在AgCl的澄清饱和溶液中，只要向其中加入NaCl溶液，一定会有沉淀生成
D．向含有AgCl沉淀的悬浊液中加入NaCl固体，AgCl的溶解度增大
【答案】A
【解析】A．当AgCl沉淀达到溶解平衡时，AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但溶解量和形成量在单位时间内相同，因此从外观看不再发生变化，因此正、逆反应速率相等，A正确；
B．尽管AgCl难溶于水，但也有一定的溶解度，溶解的AgCl电离产生Ag+、Cl-进入溶液中，因此溶液中含有Ag＋和Cl-，B错误；
C．在AgCl的澄清饱和溶液中，加入NaCl溶液，如果氯化钠溶液中氯离子浓度等于AgCl的澄清饱和溶液中氯离子浓度，则不会有沉淀生成，C错误；
D．AgCl沉淀溶解平衡为：AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)，向其中加入NaCl固体，溶液中c(Cl-)增大，沉淀溶解平衡逆向移动，导致AgCl沉淀的溶解度减小，D错误；
故选A。
3．常温时，草酸的电离常数，，CaC2O4的。下列有关说法正确的是
A．草酸钙是弱电解质
B．NaHC2O4在水溶液中的电离方程式：NaHC2O4=Na++H++C2O2- 4
C．常温时，0.01ml/L草酸溶液中c(HC2O4−)c(H2C2O4)<5
D．CaC2O4浊液中存在平衡：CaC2O4(s)⇌Ca2+(aq)+C2O2- 4(aq)
【答案】D
【解析】A．草酸钙属于盐，是强电解质，故A错误；
B．草酸属于二元弱酸，NaHC2O4在水溶液中的电离方程式：NaHC2O4=Na++HC2O- 4，故B错误；
C．常温时，0.01ml/L草酸溶液中氢离子浓度小于0.01ml/L，因此c(HC2O4−)c(H2C2O4)=5×10−2c(H+)>5，故C错误；
D．CaC2O4的KSP=4.0×10-8，CaC2O4难溶物存在溶解平衡，其CaC2O4浊液中存在平衡：CaC2O4(s)⇌Ca2+(aq)+C2O2- 4(aq)，故D正确。
综上所述，答案为D。
4．下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是
A．达到平衡时，沉淀溶解和离子沉淀停止
B．达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等
C．加水时，溶解平衡向溶解方向移动
D．升高温度，溶解平衡向溶解方向移动
【答案】C
【解析】A．沉淀溶解平衡是动态平衡，达到平衡时，沉淀溶解和离子沉淀仍在进行，但速率相等，A项错误；
B．达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度不变，但不一定相等，B项错误；
C．加水稀释时，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，即促进沉淀溶解，C项正确；
D．多数难溶电解质溶解于水时吸热的，升高温度，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动。但Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低，溶解平衡向沉淀方向移动，D项错误；
答案选C。
5．下列说法中正确的是
A．只有易溶电解质在溶液中才存在溶解平衡
B．难溶电解质在溶液中只存在溶解平衡，不存在电离平衡
C．溶解平衡只能通过电解质溶于水时建立
D．溶解平衡时，电解质表面上的离子或分子脱离电解质的速率与溶液中的离子或分子回到电解质表面的速率相等
【答案】D
【解析】A．无论难溶电解质还是易溶电解质都存在沉淀溶解平衡，只要电解质在溶液中溶解的速率等于结晶的速率，就达到了沉淀溶解平衡状态，故A错误；
B．难溶电解质在溶液中存在水的电离平衡，故B错误；
C．电解质溶于其它溶剂时，也能建立溶解平衡，故C错误；
D．达到沉淀溶解平衡时，溶解的速率和结晶的速率相等，故D正确；
故选D。
6．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
B．沉淀溶解平衡是可逆的
C．在平衡状态时v溶解=v沉淀=0
D．达到沉淀溶解平衡的溶液不一定是饱和溶液
【答案】B
【解析】A．易溶电解质作溶质时，如果是饱和溶液，也存在沉淀溶解平衡，A错误；
B．沉淀溶解平衡也属于动态平衡，是可逆过程，B正确；
C．沉淀溶解平衡为动态平衡，则在平衡状态时v溶解=v沉淀≠0，C错误；
D．达到沉淀溶解平衡的溶液，沉淀溶解和生成的速率相等，则一定是饱和溶液，D错误；
故选B。
7．饱和硫酸铜溶液中放入一块不规则胆矾晶体，保持温度不变，胆矾晶体形状逐渐变为规则。下列有关描述正确的是( )
A．此过程中，胆矾晶体质量发生改变
B．比过程中，溶解速率大于结晶速率
C．此过程中，溶解速率小于结晶速率
D．此过程中，始终保持溶解平衡状态
【答案】D
【解析】向饱和硫酸铜溶液中放入一块不规则胆矾晶体，硫酸铜晶体和硫酸铜溶液形成溶解平衡，此过程中始终保持溶解平衡状态，溶解速率等于结晶速率，晶体和溶液的质量都是不变的，但硫酸铜晶体的形状会变得规则，故选D。
8．对“AgCl(s) ⇌Ag＋(aq)＋Cl－(aq)”的理解正确的是
①说明AgCl没有完全电离，AgCl是弱电解质
②说明溶解的AgCl已完全电离，是强电解质
③说明Cl－与Ag＋的反应不能完全进行到底
④说明Cl－与Ag＋的反应可以完全进行到底
A．③④B．②③C．①③D．②④
【答案】B
【解析】氯化银在水溶液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)，其完整过程为AgCl(s)⇌AgCl(aq)=Ag+(aq)+Cl-(aq)，说明AgCl完全电离，是强电解质，故①错误，②正确；由于存在沉淀溶解平衡，说明Ag+与Cl-的反应不能完全进行到底，故③正确，④错误；所以只有②③正确；B正确；
综上所述，本题选B。
9．溶解是吸热的过程，其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是
从a点到d点，可通过加入Na3PO4溶液实现
AlPO4在b点对应的溶解度大于c点
T1>T2
D．图中四个点的KSP：a=c=d＜b
【答案】C
【解析】A．加入Na3PO4溶液，溶液中PO- 3的浓度增大，Al3+浓度减小，由a点移动到d点，故A正确；
B．与c点相比，b点时，c(Al3+)、c(PO- 3)都较大，则A1PO4在b点对应的溶解度大于c点，故B正确；
C．AlPO4溶解是吸热的过程，温度越高，A1PO4的溶解度大，A1PO4在b点对应的溶解度大于c点，所以T2>T1，故C错误；
D．AlPO4溶解是吸热的过程，温度相同，Ksp相同，温度越高，Ksp越大，则图像中四个点的Ksp为a=d=c故选C。
10．硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，其在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。下列说法错误的是
A．图中p和q分别为T1、T2温度下CdS达到沉淀溶解平衡
B．图中各点对应的KSP的关系为：Ksp(m)=Ksp(n)C．向m点的溶液中加入少量Na2S固体，溶液中Cd2+浓度降低
D．温度降低时，q点饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
【答案】B
【解析】A．根据图中信息，图中p和q分别为T1、T2温度下CdS达到沉淀溶解平衡，故A正确；
温度相同，KSP相同，温度越高，KSP越大，因此图中各点对应的KSP的关系为：Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p)C．向m点的溶液中加入少量Na2S固体，硫离子浓度增大，平衡逆向移动，因此溶液中Cd2+浓度降低，故C正确；
D．温度降低时，KSP减小，则q点饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动，故D正确；
综上所述，答案为B。
外界条件
移动、方向
平衡后c(Ba2＋)
平衡后c(CO2- 4)
升高温度
正向
增大
增大
加水稀释
正向
不变
不变
加入少量BaCl2(s)
逆向
增大
减小
加入少量Na2CO3(s)
逆向
减小
增大
加入Na2SO4(s)
正向
减小
增大