專題13沉淀溶解平衡（教材深度精講）高二化學(xué)知識(shí)整合講練（人教版2019選擇性必修1）（原卷版）

專題13沉淀溶解平衡（教材深度精講）【核心素養(yǎng)分析】1.變化觀念與平衡思想：認(rèn)識(shí)難溶電解質(zhì)的溶解平衡有一定限度，是可以調(diào)控的。能多角度、動(dòng)態(tài)地分析難溶電解質(zhì)的溶解平衡，并運(yùn)用難溶電解質(zhì)的溶解平衡原理解決實(shí)際問題。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:知道可以通過分析、推理等方法認(rèn)識(shí)難溶電解質(zhì)的溶解平衡的本質(zhì)特征、建立模型。能運(yùn)用模型解釋難溶電解質(zhì)的溶解平衡的移動(dòng)，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。3．科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：能發(fā)現(xiàn)和提出有關(guān)難溶電解質(zhì)的溶解平衡的問題；能從問題和假設(shè)出發(fā)，確定探究目的，設(shè)計(jì)探究方案，進(jìn)行沉淀轉(zhuǎn)化等實(shí)驗(yàn)探究?！局R(shí)導(dǎo)圖】【目標(biāo)導(dǎo)航】1.能用化學(xué)用語正確表示水溶液中的離子反應(yīng)與平衡，能通過實(shí)驗(yàn)證明水溶液中存在的離子平衡，能舉例說明離子反應(yīng)與平衡在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。2.能進(jìn)行溶液pH的簡單計(jì)算，能正確測定溶液pH，能調(diào)控溶液的酸堿性。能選擇實(shí)例說明溶液pH的調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要作用。3.能綜合運(yùn)用離子反應(yīng)、化學(xué)平衡原理，分析和解決生產(chǎn)、生活中有關(guān)電解質(zhì)溶液的實(shí)際問題?！局仉y點(diǎn)精講】一、沉淀溶解平衡【思考與討論】p79參考答案：（1）通常說的難溶物是指在常溫下，其溶解度小于0.01g,并不是完全不溶。（2）生成AgCI沉淀的離子反應(yīng)是指進(jìn)行到一定限度，并不能完全進(jìn)行到底，此時(shí)溶液中還有Ag+和Cl。1.難溶、可溶、易溶界定：20℃時(shí)，電解質(zhì)在水中的溶解度與溶解性存在如下關(guān)系：2.沉淀溶解平衡(1)沉淀溶解平衡的概念:在一定溫度下，當(dāng)難溶電解質(zhì)溶于水形成飽和溶液時(shí)，溶解速率和生成沉淀速率相等的狀態(tài)。(2)沉淀溶解平衡的建立固體溶質(zhì)eq\o(,\s\up8(溶解),\s\do5(沉淀))溶液中的溶質(zhì)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(v溶解>v沉淀，固體溶解,v溶解＝v沉淀，溶解平衡,v溶解<v沉淀，析出晶體))(3)沉淀溶解平衡的特點(diǎn):逆、等、定、動(dòng)、變(適用平衡移動(dòng)原理)二、影響沉淀溶解平衡的因素1．內(nèi)因：難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)，這是決定因素。2．外因①濃度：加水稀釋，平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)；②溫度：絕大多數(shù)難溶電解質(zhì)的溶解是吸熱過程，升高溫度，平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)；③同離子效應(yīng)：向平衡體系中加入難溶電解質(zhì)溶解產(chǎn)生的離子，平衡向生成沉淀的方向移動(dòng)；④其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或更難電離或氣體的離子時(shí)，平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)。3．實(shí)例：外因：以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)ΔH>0為例外界條件移動(dòng)方向平衡后c(Ag＋)平衡后c(Cl－)Ksp升高溫度正向增大增大增大加水稀釋正向不變不變不變加入少量AgNO3逆向增大減小不變通入HCl逆向減小增大不變通入H2S正向減小增大不變?nèi)⑷芏确e常數(shù)及其應(yīng)用1．溶度積和離子積以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)為例：溶度積離子積概念沉淀溶解的平衡常數(shù)溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積符號(hào)KspQc表達(dá)式Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的濃度都是平衡濃度Qc(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的濃度是任意時(shí)刻的濃度應(yīng)用判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解(1)Qc>Ksp：溶液過飽和，有沉淀析出(2)Qc＝Ksp：溶液飽和，處于平衡狀態(tài)(3)Qc<Ksp：溶液未飽和，無沉淀析出2.Ksp的影響因素(1)內(nèi)因：難溶物質(zhì)本身的性質(zhì)，這是主要決定因素。(2)外因①濃度：加水稀釋，平衡向溶解方向移動(dòng)，但Ksp不變。②溫度：絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過程，升高溫度，平衡向溶解方向移動(dòng)，Ksp增大。③其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶物質(zhì)或更難電離物質(zhì)或氣體的離子時(shí)，平衡向溶解方向移動(dòng)，但Ksp不變?！疽族e(cuò)提醒】(1)Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，與沉淀的量無關(guān)。(2)溶液中離子濃度的變化只能使溶解平衡移動(dòng)，并不能改變?nèi)芏确e。(3)沉淀的生成和溶解相互轉(zhuǎn)化的條件是離子濃度的大小，改變反應(yīng)所需的離子濃度，可使反應(yīng)向著所需的方向轉(zhuǎn)化。(4)Ksp小的難溶電解質(zhì)也能向Ksp大的難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化，需看溶液中生成沉淀的離子濃度的大小。四、沉淀溶解平衡的應(yīng)用1．沉淀的生成(1)調(diào)節(jié)pH法如除去CuCl2溶液中的雜質(zhì)FeCl3，可以向溶液中加入CuO，調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而除去。離子方程式為Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋、CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O。(2)沉淀劑法：工業(yè)廢水中以Na2S沉淀劑，使廢水中的某些金屬離子Cu2＋、Hg2，離子方程式為S2＋Cu2＋CuS↓、S2＋Hg2HgS↓?！舅伎寂c討論】p82參考答案：(1)選擇鋇鹽，因?yàn)镵sp(BaSO4)<Ksp(CaSO4)；(2)可以增大所用沉淀劑的濃度。2．沉淀的溶解(1)酸溶解法如CaCO3溶于鹽酸，離子方程式為CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑。(2)鹽溶液溶解法【實(shí)驗(yàn)33】p82實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)原理氫氧化鎂難溶于水，但與酸反應(yīng)，溶于酸性溶液。NH4C1水解顯酸性，能溶解氫氧化鎂。Mg(OH)2+2H+=Mg2++H2O，Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3?H2O實(shí)驗(yàn)用品蒸餾水、鹽酸、氯化銨溶液、氫氧化鎂固體；試管、膠頭滴管實(shí)驗(yàn)步驟分別向三支試管盛有少量Mg(OH)2固體的試管中分別滴加適量蒸餾水、鹽酸和氯化銨溶液，充分振蕩，觀察并記錄現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象氫氧化鎂中加入蒸餾水沉淀量無明顯減少；氫氧化鎂中加入鹽酸溶液，沉淀迅速完全溶解，得無色溶液；氫氧化鎂中加入氯化銨溶液，沉淀完全溶解，得無色溶液。實(shí)驗(yàn)結(jié)論①氫氧化鎂溶于酸和酸性溶液。實(shí)驗(yàn)說明在含有難溶物氫氧化鎂的溶液中存在溶解平衡，加入酸或酸性溶液能促進(jìn)沉淀的溶解。加入能與沉淀溶解所產(chǎn)生的離子發(fā)生反應(yīng)的試劑，生成揮發(fā)性物質(zhì)或弱電解質(zhì)而使溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)。Mg(OH)2溶于鹽酸和NH4Cl溶液，離子方程式為Mg(OH)2+2H+=Mg2++H2O、Mg(OH)2＋2NHeq\o\al(＋,4)=Mg2＋＋2NH3·H2O?！舅伎寂c討論】p82參考答案：（1）Mg(OH)2+2H+=Mg2++H2O、Mg(OH)2＋2NHeq\o\al(＋,4)=Mg2＋＋2NH3·H2O（2）Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+20H(aq),向其中加入鹽酸，中和OH,使該沉淀溶解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，促進(jìn)Mg(OH)2(s)的溶解;向其中加入NH4Cl溶液，NHeq\o\al(＋,4)和OH,反應(yīng)使該沉淀溶解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，促進(jìn)Mg(OH)2(s)的溶解。(3)配位溶解法如AgCl溶于氨水，離子方程式為AgCl＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。3．沉淀的轉(zhuǎn)化（1）氯化銀、碘化銀、硫化銀沉淀的轉(zhuǎn)化【實(shí)驗(yàn)34】p83實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)原理Ag++Cl=AgCl↓，AgCl+I=AgI+Cl，2AgI+S2==Ag2S+2I實(shí)驗(yàn)用品32S溶液；試管、滴管。實(shí)驗(yàn)步驟①向盛有2mL的試管中滴加2滴3溶液，②振蕩試管，然后向其中滴加4滴③振蕩試管，然后再向其中滴加8滴2S溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①NaCl溶液和AgNO3溶液混合產(chǎn)生白色沉淀。②向所得固液混合物中滴加KI溶液，沉淀顏色逐漸變成黃色。③再向所得固液混合物中滴加Na2S溶液，沉淀顏色逐漸變成黑色。實(shí)驗(yàn)結(jié)論①溶解度由大到小的順序?yàn)椋篈gCl>AgI>Ag2S[或Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)，因沉淀類型不同通常不能比較Ksp(AgCl)、Ksp(AgI)與Ksp(Ag2S)的大小]。②溶解度小的沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀，且兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。實(shí)驗(yàn)說明利用沉淀的轉(zhuǎn)化探究沉淀的溶解度大小時(shí)，與多個(gè)沉淀均相關(guān)的離子(如Ag+)不能過量。（2）氫氧化鎂、氫氧化鐵沉淀的轉(zhuǎn)化【實(shí)驗(yàn)35】p83實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)原理Mg2++2OH=Mg(OH)2↓，3Mg(OH)2+2Fe3+=3Mg2++2Fe(OH)3實(shí)驗(yàn)用品23溶液、2mol/LNaOH溶液；試管、量筒、膠頭滴管。實(shí)驗(yàn)步驟（1）向盛有22溶液的試管中滴加2?4滴2mol/LNaOH溶液觀察并記錄現(xiàn)象。（2）向上述試管中4滴FeCl3溶液，靜置，觀察并記錄現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象MgCl2溶液中加入NaOH得到白色沉淀，再加入FeCl3后，沉淀逐漸變?yōu)榧t褐色。實(shí)驗(yàn)結(jié)論①溶解度由大到小的順序?yàn)椋篗g(OH)2>Fe(OH)3(因沉淀類型不同通常不能比較兩者Ksp的大小)。②溶解度小的沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀，且兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。實(shí)驗(yàn)說明利用沉淀的轉(zhuǎn)化探究沉淀的溶解度大小時(shí)，與多個(gè)沉淀均相關(guān)的離子(如OH)不能過量。(3)實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)。①NaCl溶液eq\o(→,\s\up11(加入AgNO3（少量）),\s\do4())AgCleq\o(→,\s\up11(加入KI),\s\do4())AgIeq\o(→,\s\up11(加入Na2S),\s\do4())Ag2S，則溶解度：AgCl>AgI>Ag2S。②MgCl2溶液eq\o(→,\s\up11(加入NaOH（少量）),\s\do4())Mg(OH)2eq\o(→,\s\up11(加入FeCl3),\s\do4())Fe(OH)3，則溶解度：Mg(OH)2>Fe(OH)3。(4)規(guī)律一般說來，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)，沉淀的溶解度差別越大，越容易轉(zhuǎn)化。(5)應(yīng)用鍋爐除垢：將CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3，離子方程式為CaSO4＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3＋SOeq\o\al(2－,4)。礦物轉(zhuǎn)化：CuSO4溶液遇ZnS轉(zhuǎn)化為CuS，離子方程式為ZnS＋Cu2＋=CuS＋Zn2＋?！疽族e(cuò)提醒】(1)沉淀溶解平衡移動(dòng)過程是固體溶解和析出的相互轉(zhuǎn)化過程，屬于物理變化，但遵循勒夏特列原理。(2)沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，再加入該難溶物對(duì)平衡無影響。(3)用沉淀法除雜不可能將雜質(zhì)離子全部通過沉淀除去。一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10－5mol·L－1時(shí)，沉淀已經(jīng)完全。(4)對(duì)于化學(xué)式中陰、陽離子個(gè)數(shù)比不同的難溶物，不能直接根據(jù)Ksp的大小來確定其溶解能力的大小，需通過計(jì)算轉(zhuǎn)化為溶解度。【典題精練】考點(diǎn)1、考查沉淀溶解平衡的特點(diǎn)及其影響因素例1．（2023秋·甘肅金昌·高二永昌縣第一高級(jí)中學(xué)?？计谀┫铝杏嘘P(guān)沉淀溶解平衡的說法正確的是A．平衡時(shí)沉淀生成和溶解的速率都等于零B．難溶于水，溶液中不存在和C．向沉淀溶解平衡體系中加入固體，的不變D．升高溫度，的溶解度不變考點(diǎn)2、考查溶度積常數(shù)的概念及影響因素例2．（2023秋·高二課時(shí)練習(xí)）下列說法中，正確的是A．難溶電解質(zhì)在水溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)，沉淀和溶解均停止B．Ksp越小，難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力一定越弱C．Ksp的大小與離子濃度無關(guān)，只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)D．溶度積常數(shù)是不受任何條件影響的常數(shù)，簡稱溶度積考點(diǎn)3、考查沉淀溶解平衡的應(yīng)用例3．（2023秋·高二課時(shí)練習(xí)）往鍋爐注入Na2CO3溶液浸泡，將水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3，再用鹽酸去除，下列敘述中正確的是A．溫度升高，Na2CO3溶液的Kw和c(H+)均會(huì)增大B．CaSO4能轉(zhuǎn)化為CaCO3，說明Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)C．CaCO3溶解于