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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 沉淀溶解平衡优秀学案
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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 沉淀溶解平衡优秀学案，共2页。学案主要包含了难溶电解质的沉淀溶解平衡，沉淀溶解平衡的应用等内容，欢迎下载使用。
（一）常温下，物质溶解性与溶解度的关系
（二）难溶电解质
1、定义：溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质
2、举例：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) AgCl的溶解度为1.5×10-4
（三）难溶电解质的溶解平衡
1、定义：在一定温度下，当沉淀和溶解的速率相等时，形成溶质的饱和溶液，各离子的浓度保持不变，达到平衡状态，这种平衡称为沉淀溶解平衡。
溶解
沉淀
例：AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
2、建立：
沉淀
溶解
固体溶质溶液中的溶质
3、特点：逆——沉淀溶解平衡是一个可逆过程
等——动态平衡、溶解速率和沉淀速率不等于零
动——溶解速率和沉淀速率相等
定——平衡状态时，溶液中的离子浓度保持不变
变——当改变外界条件时，溶解平衡发生移动
注：（1）生成沉淀的离子反应不能进行到底（即离子浓度≠0），一般情况下，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5ml/L时，化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了
（2）易溶的饱和溶液中也存在溶解平衡。例：NaCl饱和溶液中存在溶解和结晶平衡
4、影响因素
（1）内因：难溶电解质本身的性质
（2）外因：①浓度：加水，平衡向溶解方向移动
②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动（原因：溶解吸热）；但少数向沉淀方向移动（例：Ca(OH)2）
③同离子效应：加入相同的离子，平衡向沉淀方向移动
④加入与体系中某些离子反应的物质，产生气体或更难溶的物质，导致平衡向溶解的方向移动
5、溶度积常数（简称溶度积）——Ksp
（1）表达式：对于溶解平衡：MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq) 反应， Ksp=[c(Mn+)]m·[c(Am-)]n
例：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)
（2）意义：对于同类型（阴、阳离子个数相同）的难溶电解质，在相同温度下，Ksp越大→S(溶解度)越大
例：Ksp（AgCl）=1.8×10-10 Ksp（AgBr）=6.3×10-15 说明S(AgCl)> S(AgBr)
（3）影响因素：KSP只与难溶电解质的性质和温度有关
（4）应用：判断有无沉淀生成
Q(离子积)= [c(Mn+)]m·[c(Am-)]n（任意时刻的浓度）
Q>KSP时，溶液中有沉淀析出
Q=KSP时，沉淀与溶解处于平衡状态
Q二、沉淀溶解平衡的应用
（一）沉淀的生成
方法：1、调节pH法：除去NH4Cl中的FeCl3Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
2、加沉淀法：以Na2S、H2S做沉淀剂除去Cu2+和Hg2+
注：选择沉淀剂的原则：
（1）要能除去溶液中指定的离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去，如沉淀NaNO3溶液中的Ag+，可用NaCl作沉淀剂
（2）溶液中沉淀物的溶解度越小，离子沉淀越完全，例如，除去SO42-，选择Ba2+比Ca2+好
（3）要注意沉淀剂的电离程度，如欲使Mg2+沉淀为Mg(OH)2，用NaOH作沉淀剂比用氨水的效果要好
+H+
+H+
（二）沉淀的溶解
方法：1、酸碱溶解法：CaCO3(s)Ca2++ CO32-HCO3-H2CO3→H2O+CO2↑
FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2也可溶于强酸
2、盐溶解法：Mg(OH)2中加入NH4Cl， Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)→OH-+NH4+NH3·H2O
NH4Cl=Cl-+NH4+
3、氧化还原法：CuS、HgS等可溶于HNO3。3CuS+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2O
4、生成配合物法：AgCl可溶于NH3·H2O。 AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
（三）沉淀的转化
1、实质：沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。
2、原则：（1）一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。两者的溶解度差别越大，转化越容易。
（2）当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀时所需试剂离子浓度越小的越先沉淀。
（3）如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能实现分步沉淀，从而达到提纯、分离的目的。
3、常见转化：Ag2CrO4（砖红色）AgCl↓（白）AgBr↓(浅黄色)AgI↓(黄色)Ag2S↓(黑色)
4、应用：（1）锅炉除水垢：CaSO4CaCO3CaCl2
（2）水垢的生成：硬水中MgHCO3MgCO3Mg(OH)2
（3）自然界中矿物的转化：
原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝（CuS）
(CuSO4+ZnS=CuS+ZnSO4)
(CuSO4+PbS=CuS+PbSO4)
（4）氟化物防止龋齿
（四）沉淀溶解平衡图像类题的解题步骤
1、明确图像中纵轴、横轴的含义
纵轴、横轴通常是难溶电解质溶解后电离出的离子浓度。
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。
溶解性
易溶
可溶
微溶
难溶
溶解度
>10g
1-10g
0.01-1g
<0.01g
（一）常温下，物质溶解性与溶解度的关系
（二）难溶电解质
1、定义：溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质
2、举例：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) AgCl的溶解度为1.5×10-4
（三）难溶电解质的溶解平衡
1、定义：在一定温度下，当沉淀和溶解的速率相等时，形成溶质的饱和溶液，各离子的浓度保持不变，达到平衡状态，这种平衡称为沉淀溶解平衡。
溶解
沉淀
例：AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
2、建立：
沉淀
溶解
固体溶质溶液中的溶质
3、特点：逆——沉淀溶解平衡是一个可逆过程
等——动态平衡、溶解速率和沉淀速率不等于零
动——溶解速率和沉淀速率相等
定——平衡状态时，溶液中的离子浓度保持不变
变——当改变外界条件时，溶解平衡发生移动
注：（1）生成沉淀的离子反应不能进行到底（即离子浓度≠0），一般情况下，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5ml/L时，化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了
（2）易溶的饱和溶液中也存在溶解平衡。例：NaCl饱和溶液中存在溶解和结晶平衡
4、影响因素
（1）内因：难溶电解质本身的性质
（2）外因：①浓度：加水，平衡向溶解方向移动
②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动（原因：溶解吸热）；但少数向沉淀方向移动（例：Ca(OH)2）
③同离子效应：加入相同的离子，平衡向沉淀方向移动
④加入与体系中某些离子反应的物质，产生气体或更难溶的物质，导致平衡向溶解的方向移动
5、溶度积常数（简称溶度积）——Ksp
（1）表达式：对于溶解平衡：MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq) 反应， Ksp=[c(Mn+)]m·[c(Am-)]n
例：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)
（2）意义：对于同类型（阴、阳离子个数相同）的难溶电解质，在相同温度下，Ksp越大→S(溶解度)越大
例：Ksp（AgCl）=1.8×10-10 Ksp（AgBr）=6.3×10-15 说明S(AgCl)> S(AgBr)
（3）影响因素：KSP只与难溶电解质的性质和温度有关
（4）应用：判断有无沉淀生成
Q(离子积)= [c(Mn+)]m·[c(Am-)]n（任意时刻的浓度）
Q>KSP时，溶液中有沉淀析出
Q=KSP时，沉淀与溶解处于平衡状态
Q
（一）沉淀的生成
方法：1、调节pH法：除去NH4Cl中的FeCl3Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
2、加沉淀法：以Na2S、H2S做沉淀剂除去Cu2+和Hg2+
注：选择沉淀剂的原则：
（1）要能除去溶液中指定的离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去，如沉淀NaNO3溶液中的Ag+，可用NaCl作沉淀剂
（2）溶液中沉淀物的溶解度越小，离子沉淀越完全，例如，除去SO42-，选择Ba2+比Ca2+好
（3）要注意沉淀剂的电离程度，如欲使Mg2+沉淀为Mg(OH)2，用NaOH作沉淀剂比用氨水的效果要好
+H+
+H+
（二）沉淀的溶解
方法：1、酸碱溶解法：CaCO3(s)Ca2++ CO32-HCO3-H2CO3→H2O+CO2↑
FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2也可溶于强酸
2、盐溶解法：Mg(OH)2中加入NH4Cl， Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)→OH-+NH4+NH3·H2O
NH4Cl=Cl-+NH4+
3、氧化还原法：CuS、HgS等可溶于HNO3。3CuS+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2O
4、生成配合物法：AgCl可溶于NH3·H2O。 AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
（三）沉淀的转化
1、实质：沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。
2、原则：（1）一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。两者的溶解度差别越大，转化越容易。
（2）当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀时所需试剂离子浓度越小的越先沉淀。
（3）如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能实现分步沉淀，从而达到提纯、分离的目的。
3、常见转化：Ag2CrO4（砖红色）AgCl↓（白）AgBr↓(浅黄色)AgI↓(黄色)Ag2S↓(黑色)
4、应用：（1）锅炉除水垢：CaSO4CaCO3CaCl2
（2）水垢的生成：硬水中MgHCO3MgCO3Mg(OH)2
（3）自然界中矿物的转化：
原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝（CuS）
(CuSO4+ZnS=CuS+ZnSO4)
(CuSO4+PbS=CuS+PbSO4)
（4）氟化物防止龋齿
（四）沉淀溶解平衡图像类题的解题步骤
1、明确图像中纵轴、横轴的含义
纵轴、横轴通常是难溶电解质溶解后电离出的离子浓度。
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Q
(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。
溶解性
易溶
可溶
微溶
难溶
溶解度
>10g
1-10g
0.01-1g
<0.01g
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