高中化學【沉淀溶解平衡】

第3節(jié)沉淀溶解平衡

-------------------------------1學習目標導航?---------------------

i.了解沉淀溶解平衡的建立過程及特點。

2.理解溶度積的概念，能用溶度積規(guī)則判斷沉淀的產生和溶解。(重點)

3.能夠運用平衡移動的觀點對沉淀的溶解、生成和轉化進行分析，并能解

釋一些生活問題。(難點)

asaac沉淀溶解平衡與溶度積

［基礎?初探］

教材整理1沉淀溶解平衡

1.概念

在一定條件下，當難溶固體溶解的速率與離子結合成難溶固體的速率相等

時，溶液中離子濃度、固體的量保持不變的狀態(tài)。

2.特點

(1)動：沉淀溶解平衡是一種動態(tài)平衡。

(2)等：。(沉淀)三。(溶解)三0。

(3)定：平衡時，離子濃度不變,固體的量不變。

(4)變：改變影響平衡的條件，平衡被破壞，會發(fā)生沉淀的渣解、生成或轉

化。

3.表示方法

如Pbb的沉淀溶解平衡，可表示為PbL(s)『4)b2+(aq)+2「(叫)。

教材整理2溶度積常數(shù)

1.定義

在一定條件下，難溶物質的飽和溶液中,存在沉淀溶解平衡,其平衡常數(shù)叫

做溶度積常數(shù)或溶度積，符號為之。

2.表達式

2+2

以Pbb沉淀溶解平衡為例：Pbh(s)=^Pb2+(aq)+2「(叫)，K<P=［Pbirrio

3.意義

溶度積(Km)反映了難溶電解質在水中的溶解能力。對于陰陽離子個數(shù)比相同

的弱電解質，Kp的數(shù)值越大，電解質在水中的溶解能力越強。

4.影響因素：

品只與難溶電解質的性質和溫度有關,與沉淀的量和溶液中離子的濃度無

關。

［探究.升華］

［思考探究］

影響Pbl2(s)=Pb2'(aq)+2「(aq)平衡的因素：

L滴加幾滴

rKI濃溶液

靜置，待上層

液體變澄清

PH：溶液

問題思考：

(1)利用平衡移動原理，預測將觀察到什么現(xiàn)象？

【提示】上層清液滴入KI濃溶液后，有黃色沉淀產生。

(2)若用氯水代替KI濃溶液，預測將觀察到什么現(xiàn)象？

【提示】黃色固體逐漸溶解。

(3)一定溫度下，在氯化銀懸濁液中，存在著如下平衡：AgCl(s)『±Ag+(aq)

+C「(叫)，判斷下表中加入不同物質時的平衡移動情況及溶液中各項的變化:

平衡移AgCl

加入物質c(Ag+)c(cr)

動方向溶解度

鹽酸————

AgNCh溶液————

NaCl固體————

NaBr固體————

氨水————

水————

【答案】向左減小減小增大向左減小增大減小向左減

小減小增大向右增大減小增大向右增大減小增大向右

2

不變不變不變

(4)改變溶解平衡可改變溶解度，但溶度積一定被改變嗎？

【提示】不一定。溶解平衡受多種因素的影響，而溶度積只受溫度的影響,

只要溫度不變，溶度積就不變。

［認知升華］

影響沉淀溶解平衡的因素

1.內因：物質本身的溶解性大小。

2.外因：遵循勒?夏特列原理。

影響因素平衡移動方向Ksp變化

向吸熱方向移動，多數(shù)為溶解

升高溫度多數(shù)增大

方向

溫

向放熱方向移動，多數(shù)為沉淀

度降低溫度多數(shù)減小

方向

濃加水向溶解方向移動不變

度加入相同離子向生成沉淀方向移動不變

加入與體系中離子發(fā)生反應的

向溶解方向移動不變

離子

［題組?沖關］

題組1沉淀溶解平衡

1.下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是()

A.BaSCU屬于難溶物，它在水中完全不能溶解

B.沉淀溶解達到平衡時，沉淀的速率和溶解的速率相等

C.沉淀溶解達到平衡時，溶液中溶質的離子濃度相等，且保持不變

D.沉淀溶解達到平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進溶解

【解析】雖然難溶電解質的溶解度很小，但在水中仍有極少量的溶解，A

項不正確；沉淀溶解達到平衡時，溶液中溶質的離子濃度保持不變，但不一定相

等，如Ag2s。4沉淀溶解達到平衡時，c(Ag+)=2c(S0K),C項不正確；沉淀溶解

達到平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物，由于固體的濃度為常數(shù)，故平衡不

發(fā)生移動，D項不正確；0(沉淀)=。(溶解)是溶解平衡的特征，B項正確。

【答案】B

3

2.有關AgCl的沉淀溶解平衡的說法中，不正確的是()

A.AgCl的沉淀生成和溶解不斷進行，但速率相等

B.AgCl難溶于水，溶液中沒有Ag+和C「

C.升高溫度，AgCl沉淀的溶解度增大

D.向AgCl沉淀中加入NaCl固體，AgCl沉淀的溶解度降低

【解析】AgCl固體在溶液中達到溶解平衡后，溶解與沉淀速率相等，但

不為0,A項正確；AgCl難溶于水，但溶解的部分電離出Ag+和C「，B項錯誤；

一般來說，升高溫度有利于固體物質的溶解，C項正確：向AgCl沉淀中加入NaCl

固體，增大了C「濃度，促使溶解平衡向左移動，降低了AgCl的溶解度，D項

正確。

【答案】B

3.向含有MgCCh固體的溶液中滴加少許濃鹽酸(忽略體積變化)，下列數(shù)值

變小的是()

A.c(CODB.c(Mg2+)

C.c(H+)D.Ksp(MgCCh)

【解析】MgCO3固體的溶液中存在溶解平衡：MgCO3(s)=^Mg2+(aq)

+CO歹(叫)，加入少量稀鹽酸可與CO歹促使溶解平衡正向移動，故溶液中c(COF)

減小，c(Mg2+)及c(H+)增大，Kp(MgCO3)只與溫度有關。

【答案】A

題組2溶度積常數(shù)

4.下列關于沉淀溶解平衡的說法中不正確的是()

A.難溶電解質在水中存在沉淀溶解平衡，且是一種動態(tài)平衡

B.Ksp只與難溶電解質的性質和溫度有關，而與沉淀的量和溶液中離子的濃

度無關

C.Kp反映了物質在水中的溶解能力，可直接根據(jù)K’p的數(shù)值大小比較電解

質在水中的溶解能力大小

D.可通過。和Ksp的相對大小，來判斷沉淀溶解平衡的移動方向

【解析】在一定溫度下，Ksp為一常數(shù)，Ksp數(shù)值大小只能用于同種類型物

質(即組成的陰、陽離子個數(shù)比相同)溶解能力大小的比較，C項錯誤。

【答案】C

4

5.在BaSCU飽和溶液中加入少量氯化鋼溶液時產生沉淀，若以Kp表示

BaS04的溶度積常數(shù)，則平衡后溶液中()

2+

A.[Ba]=[SOi-]=(/Csp)2

2+2+

B.fBa][SOF]>^sP>[Ba]=[SOF]

2+2+

C.rBa][SOF]=^sP,[Ba]>[SOF]

D.[Ba2+][SOr][Ba2+]<[SOI]

【解析】因加入BaCb溶液，使Ba?+濃度增大,SOE濃度減?。篬Ba2+][SOri

=椅，但[Ba2+]>[SOn。

【答案】C

6.下列難溶鹽的飽和溶液中，Ag+濃度最大的是()

A.AgCl(ATsp=1.8XIO-10mol2L-2)

B.Ag2co3(Kp=8.1X10-12moPL-3)

C.Ag2CrO4(Ksp=9.0X10-12mol3-L3)

-1322

D.AgBr(ATSp=5.0XIOmolL-)

【解析】難溶物的Ksp可以衡量溶解能力，AgCl和AgBr,Ag2cO3和

Ag2CrO4的組成和結構分別相似，可以直接通過Ksp數(shù)值的大小來比較它們的溶

解能力。故A、D項相比較，A中的[Ag+]大；B、C項相比較，C中的[Ag+]大。

對于組成和結構不同的物質應通過計算確定[Ag+]的大小；在AgCl飽和溶液中

+-10-l-5_1

[Ag]=V^=^/1.8XIOmolL^1.3X10molL,在Ag2CrO4飽和溶液中，

設Ag+的濃度x,則CrO廠的濃度為0.5x,由溶度積常數(shù)的表達式可知Ksp(Ag2CrO4)

=x2X0.5x=0.5x3=9.0XIO-12,x3=1.8X10-11,即x=卬1.8X10一1捻3X10,

故溶液中[Ag+]最大的是Ag2CrO40

【答案】C

【規(guī)律總結】Kp的數(shù)值反映了難溶電解質的溶解能力，但只有相同類型的難溶

電解質才可以直接通過Kp的數(shù)值比較離子濃度的大?。粚Σ煌愋偷碾y溶電解

質要通過Kp與溶解度的關系式，求出溶液中的離子濃度，然后去比較。

沉淀溶解平衡的應用

[基礎?初探]

5

1.沉淀的溶解與生成

通過比較溶度積與溶液中有關離子濃度幕的乘積——濃度商。的相對大小,

可以判斷難溶電解質在給定條件下沉淀能否生成或溶解。

(1)當Q〉Kp時，溶液中有沉淀析出,直至沉淀溶解與離子生成沉淀達到壬

衡狀態(tài)。

(2)當Q=&p時，溶液中沉淀溶解與離子生成沉淀處于生衡狀態(tài)。

⑶當。<K‘p時，溶液中無沉淀析出,若加入過量難溶電解質，則固體溶解,

直至沉淀溶解與離子生成沉淀達到平衡狀態(tài)。

2.沉淀的轉化

⑴沉淀轉化的實質是沉淀溶解平衡的移動。通常，一種沉淀可以轉化為更

難溶的沉淀,兩種難溶物的溶解能力差別越大,這種轉化的趨勢就越大。

(2)沉淀轉化的應用

①除去廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等，常用FeS.MnS及H2S,Na2S.NaHS、

(NH4)2S等。

②硬水中的Mg(HCO3)2煮沸時分解為MgCO3,繼續(xù)煮沸過程中，MgCO3

轉化為Mg(OH)2o

［探究.升華］

［思考探究］

重晶石(主要成分為BaSCM是制備專貝的化合物的重要原料，由重晶石制備

BaCb的大致流程如圖。

運多國著颼朝

問題思考：

(1)由重晶石一BaC03時，所加試劑a是什么物質？該步轉化為什么能實

現(xiàn)？

【提示】選用的是飽和Na2co3溶液。BaSCU⑸+Na2co3(aq)=iBaC03(s)

2+

+Na2s。4(叫)，若要使BaC03形成沉淀，應使溶液中c(Ba)-c(COF)>/rsp(BaCO3)0

雖然BaSCU溶液中c(Ba2+)很小，但可通過增大c(C0「)來達到目的。

(2)由BaCCh-BaCb轉化過程中，試劑b是什么物質？操作②具體指什么

操作？

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【提示】BaCO3+2HCl=BaCl2+C02f+H20,所以試齊Ub為稀鹽酸。

從BaCh溶液中獲得BaCh固體可采用蒸發(fā)濃縮、降溫結晶、過濾的操作。

(3)能否用BaCCh代替BaSCU用作領餐？說明理由。

【提示】不能。BaCO3(s)-^Ba2+(叫)+C01(aq),在胃酸(鹽酸)作用下，

BaC03沉淀溶解平衡正向移動，生成Ba2+使人體中毒。

(4)若誤食Ba2，(BaCb等)引起重金屬鹽中毒，如何處理？

【提示】盡快用5.0%的Na2s。4溶液洗胃，隨后導瀉使領鹽盡快排出。

［認知升華］

1.沉淀的生成

(1)條件：離子濃度積(。)大于溶度積(Kp)。

(2)應用:

①分離離子：同一類型的難溶電解質，如AgChAgBr、AgL溶度積小的

物質先析出，溶度積大的物質后析出。

②控制溶液的pH來分離物質，如除去CuCl2中的FeCL就可向溶液中加入

CuO或CU(OH)2等物質，將Fe3+轉化為Fe(OH)3而除去。

2.沉淀的溶解

當溶液中溶度積。小于Ksp時，沉淀可以溶解，其常用的方法有：

(1)酸堿溶解法：加入酸或堿與沉淀溶解平衡體系中的相應離子反應，降低

離子濃度，使平衡向溶解的方向移動，如CaCCh可溶于鹽酸。

(2)鹽溶解法：加入鹽溶液，與沉淀溶解平衡體系中某種離子反應生成弱電

解質，從而減小離子濃度使沉淀溶解，如Mg(OH)2溶于NH4C1溶液。

(3)氧化還原溶解法：

如不溶于鹽酸的硫化物Ag2s溶于稀硝酸，離子方程式為3Ag2s+8H++

+

2NO3=6Ag+3Si+2NOt+4H2Oo

(4)配位溶解法：

+

如AgCl溶于氨水，離子方程式為AgCl+2NH3-H2O=rAg(NH3)2］+CF+

2H2OO

3.沉淀轉化

(1)沉淀轉化的實質是沉淀溶解平衡的移動。一般是溶解度小的沉淀會轉化

生成溶解度更小的沉淀。

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KI

AgNO3--AgCl（白色沉淀）--AgBr(淡黃色沉淀)Agl(黃色沉

淀)3/Ag2s(黑色沉淀)。

(2)溶解度較小的沉淀在一定條件下也可以轉化成溶解度較大的沉淀，如在

BaSO4的飽和溶液中加入高濃度的Na2co3溶液，也可以轉化成溶解度較大的

BaCCh沉淀。

[題組沖關]

題組1溶度積規(guī)則及應用

1.在100mL0.01mol-L-1KC1溶液中，加入1mL0.01mol-L-1的AgNCh

溶液，下列說法正確的是(已知AgCl的Ksp=L8X10T°moPL-2)()

A.有AgCl沉淀析出

B.無A1C1沉淀析出

C.無法確定

D.有沉淀但不是AgCl

100mL1mL

【解析】Q=[C「HAg+]=0.01molL-'XioimLXO.OlmolL'XioimL

-62-2-102-2

10molL>1.8X10mol-L=Ksp,故有AgCl沉淀生成。

【答案】A

2.已知Ksp(AgCl)=1.8X10%Ksp(AgBr)=50X10-13,^sp(Ag2CrO4)=

9.0X10-12。某溶液中含有C「、Br和CrO1，濃度均為0.010molL1向該溶

液中逐滴加入0.010mol-L1的AgNCh溶液中，三種陰離子產生沉淀的先后順序

為()

A.C「、Br，CrOlB.CrO/、Br，Cl-

C.Br",Cl、CrOtD.Br，CrO王、Cl-

【解析】設加入一定體積的AgNCh溶液時，溶液中C「、Br」和CrOT的

濃度均為cmol-L-1,則形成AgCl、AgBr、AgzCrCU沉淀所需Ag+濃度分別是

Ksp(AgQ)Ksp(AgBr)/Ksp(Ag2Cr5

cmol-L\cmol-Lycmol-L比較Kp數(shù)

值可知，B「形成沉淀時所需Ag+濃度最小，即最先產生沉淀；CrOK形成沉淀

時所需Ag+濃度最大，即最后產生沉淀。

【答案】C

8

3.某溫度時，BaS04在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示，下列說法正確

的是()

A.加入Na2so4可以使溶液由a點變到b點

B.通過蒸發(fā)可以使溶液由d點變到c點

C.d點無BaSCM沉淀生成

D.a點對應的小大于c點對應的Ksp

【解析】A項溫度不變，加入Na2s。4會導致溶解平衡向左移動，但兩離

子濃度的乘積仍不變，仍在曲線上，不會由a點變到b點；B項通過蒸發(fā)，水量

減小，Ba?+和S0T濃度都增大，不可能由d點變到c點；C項d點還沒有形成

飽和溶液，因此無BaSCU沉淀生成；D項從圖像中看出溫度相同，a點與c點的

%相等。

【答案】C

題組2沉淀的轉化

4.向ZnSCU溶液中加入Na2s溶液時，得到白色沉淀，然后向白色沉淀上

滴加CuS04溶液，發(fā)現(xiàn)沉淀變?yōu)楹谏瑒t下列說法不正確的是()

A.白色沉淀為ZnS,而黑色沉淀為CuS

B.上述現(xiàn)象說明ZnS的溶解度小于CuS

C.利用該原理可實現(xiàn)一種沉淀轉化為更難溶的沉淀

D.該過程破壞了ZnS的溶解平衡

【解析】因Zn2++S2-=ZnSI,ZnS在水溶液中存在平衡ZnS(s)^=^Zn2

+(aq)+S2-(aq),加入CuSCU溶液后，Cu2++S2-=CuS；,使ZnS逐漸溶解，

并轉化為黑色CuS沉淀，說明CuS的溶解度小于ZnS的溶解度，B錯。

【答案】B

5.實驗：①0.1mo卜L」AgNCh溶液和0.1moU