高考化学第一轮复习必修第七单元的讲义
第七单元第4讲难溶电解质的溶解平衡
解读与阐释
考纲要求 权威解读
1.了解难溶电解质的溶解平衡。
2．了解难溶电解质的沉淀转化的本质。 本部分是新课标新增内容，是高考的重点，常见的考查形式：①结合图像考查溶解平衡的建立、溶度积常数在生产、科研、环保中的应用；②根据物质的溶度积常数判断沉淀的溶解及转化；③溶解平衡的影响因素。
梳理与整合
一、沉淀溶解平衡的建立
导学诱思
(1)0.1 molL－1的盐酸与0.1 molL－1的AgNO3溶液等体积混合完全反应后溶液中含有的微粒有：__________________。
(2)下列方程式①AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)、②AgCl===Ag＋＋Cl－、③CH3COOH CH3COO－＋H＋各表示什么意义？
答：________________________________________________________________________。
教材回归
1．AgCl溶解平衡的建立
在AgCl的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＋和Cl－脱离AgCl的表面而溶于水中；另一方面，溶液中的Ag＋和Cl－受AgCl表面正、负离子的吸引，回到AgCl的表面而析出沉淀。在一定温度下当沉淀溶解和生成的速率相等时，得到AgCl的饱和溶液。
2．溶解平衡
固体溶质 溶液中的溶质
(1)v溶解____v沉淀，固体溶解。
(2)v溶解____v沉淀，溶解平衡。
(3)v溶解____v沉淀，析出固体。
二、溶度积
导学诱思
AgCl的Ksp＝1.80×10－10，将0.002 molL－1的NaCl和0.002 molL－1的AgNO3溶液等体积混合，是否有AgCl沉淀生成？答：____________________________________________。
教材回归
1．表达式
化学平衡均有平衡常数，所以沉淀溶解平衡也有平衡常数——溶度积，符号为______。对于沉淀溶解平衡MmAn(s) mMn＋(aq)＋nAm－(aq)，Ksp＝______。Ksp只受______影响。
2．Ksp的意义
反映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：AgCl>AgBr>AgI。
3．Ksp的应用
某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc与Ksp的关系：
Qc____Ksp，溶液过饱和，____沉淀析出，直至溶液达到新的平衡；
Qc＝______，溶液饱和，沉淀与溶解处于______状态；
Qc____Ksp，溶液____饱和，____沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直到溶液______。
三、沉淀反应的应用
导学诱思
(1)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2?
答：________________________________________________________________________。
(2)怎样除去AgI中的AgCl?
答：________________________________________________________________________。
教材回归
1．沉淀的生成
(1)调节pH法：如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可首先加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为：__________________________。
(2)加沉淀剂法：如用CO2－3沉淀Ca2＋，离子方程式为______________________。
2．沉淀的溶解
(1)酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为____________________________。
如Cu(OH)2溶于稀硫酸，离子方程式为________________________________。
(2)盐溶液溶解法：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。
3．沉淀的转化
(1)实质：______________的移动。
(2)特征
①一般说来，溶解度小的沉淀转化为溶解度______的沉淀容易实现。
②沉淀的溶解度差别______，越容易转化。
例如：AgNO3――→NaCl______(白色沉淀)――→NaBr________(淡黄色沉淀)――→NaI______(黄色沉淀)――→Na2SAg2S(黑色沉淀)。
(3)应用
①锅炉除垢
将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为________________________________________。
②矿物转化
CuSO4溶液遇ZnS(闪锌矿)转化为CuS(铜蓝)的离子方程式为__________________________。
理解与深化
一、沉淀溶解平衡的影响因素
1．内因
难溶电解质本身的性质，这是决定因素。
2．外因
以AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq) ΔH>0为例
外界条件 移动方向 平衡后
c(Ag＋) 平衡后
c(Cl－) Ksp
升高温度 正向 增大 增大 增大
加水稀释 正向 不变 不变 不变
加入少量AgNO3 逆向 增大 减小 不变
通入HCl 逆向 减小 增大 不变
通入H2S 正向 减小 增大 不变
【例1】 (2011天津一中月考)已知溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq) ΔH＜0，下列有关该平衡体系的说法正确的是( )。
A．升高温度，平衡逆向移动
B．溶液中c(Ca2＋)c2(OH－)恒为定值
C．向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度
D．除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的氢氧化钠溶液
二、溶度积有关计算及应用
1．判断沉淀的生成、溶解及转化
通过比较溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc与Ksp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、溶解或转化。
两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能会产生多种沉淀时，判断产生沉淀先后顺序问题，均可利用溶度积的计算公式或离子积与溶度积的关系加以判断。
2．溶度积的计算
(1)已知溶度积求溶液中的`某种离子的浓度，如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝a。
(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度，如某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1 molL－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝10a molL－1。
【例2】 在25 ℃时，FeS的Ksp＝6.3×10－18，CuS的Ksp＝1.3×10－36，ZnS的Ksp＝1.3×10－24。下列有关说法中正确的是( )。
A．25 ℃时，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
B．25 ℃时，饱和CuS溶液中Cu2＋的浓度为1.3×10－36 molL－1
C．向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S，只有FeS沉淀生成
D．除去某溶液中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂
实验与探究
溶度积在实验与生产中的应用
难溶电解质的溶解平衡是新课标的新增内容，由于在生产、生活、科研等领域应用较为广泛，所以近几年高考中频繁出现，常结合物质的分离提纯等实验知识进行考查。做题时，我们要牢牢抓住溶度积常数的意义，理清沉淀的生成、溶解、转化之间的关系。
实验典例
金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度[S/(molL－1)]见下页图。
(1)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH为______(填序号)。
①pH＜1 ②pH＝4左右 ③pH＞6
难溶金属氢氧化物的SpH图
(2)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2＋杂质，__________(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去。
(3)下表是一些难溶物的溶度积常数：
难(微)溶物 溶度积常数(Ksp)
BaSO4 1×10－10
BaCO3 2.6×10－9
CaSO4 7×10－5
CaCO3 5×10－9
工业中常将BaSO4转化为BaCO3后，再将其制成各种可溶性的钡盐(如：BaCl2)。具体做法是用饱和的纯碱溶液浸泡BaSO4粉末，并不断补充纯碱，最后BaSO4转化为BaCO3。现有足量的BaSO4悬浊液，在该悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌，为使SO2－4物质的量浓度达到0.01 molL－1以上，则溶液中CO2－3物质的量浓度应≥______ molL－1。
答案与解析
梳理与整合
一、
导学诱思
(1)H2O、H＋、OH－、Ag＋、Cl－、NO－3 (2)①AgCl的溶解平衡；②AgCl是强电解质，溶于水的AgCl完全电离；③CH3COOH的电离平衡
教材回归
2．(1)＞ (2)＝ (3)<
二、
导学诱思
c(Cl－)c(Ag＋)＝0.001 molL－1×0.001 molL－1＝10－6mol2L－2＞Ksp，有沉淀生成
教材回归
1．Ksp cm(Mn＋)cn(Am－) 温度
3．＞ 有 Ksp 平衡 < 未 无 饱和
三、
导学诱思
(1)向溶液中加入过量的Na2CO3充分反应过滤，向滤液中加适量盐酸
(2)把混合物与饱和KI溶液混合，振荡静置，溶度积大的AgCl就慢慢转化为溶度积小的AgI
教材回归
1．(1)Fe3＋＋3NH3H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4
(2)CO2－3＋Ca2＋===CaCO3↓
2．(1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
(2)Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
3．(1)沉淀溶解平衡
(2)更小 越大 AgCl AgBr AgI
(3)CaSO4(s)＋CO2－3(aq)===CaCO3(s)＋SO2－4(aq)
Cu2＋(aq)＋ZnS(s)===CuS(s)＋Zn2＋(aq)
理解与深化
【例1】A 解析：Ksp＝c(Ca2＋)c2(OH－)是溶度积常数的表达式，溶度积常数随温度变化而变化，B错误；C会生成CaCO3，使Ca2＋浓度减小，错误；加入氢氧化钠溶液会使平衡左移，有Ca(OH)2沉淀生成，但Ca(OH)2的溶度积较大，要除去Ca2＋，应把Ca2＋转化为更难溶的CaCO3，D错误。
【例2】D 解析：1 L水中溶解的CuS的质量为1.3×10－18×96 g，同理1 L水中溶解的ZnS的质量为1.3×10－12×97 g，所以CuS的溶解度小于ZnS的溶解度，A、B错误；FeS的Ksp大于ZnS，所以C选项应只有ZnS生成；D选项依据沉淀的转化，溶度积大的FeS可以转化为溶度积小的CuS。
实验与探究
答案：(1)② (2)不能 (3)0.26
解析：(1)由图像可知Fe3＋在pH约为2.5时，沉淀完全，而Cu2＋在pH约为5时，开始生成沉淀，所以控制溶液的pH为2.5～5时，Fe3＋沉淀完全，Cu2＋不生成沉淀；(2)因为Ni(OH)2、Co(OH)2的曲线很近，所以不能用调节溶液pH的方法来除杂。
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