考点20. 沉淀溶解平衡

沉淀溶解平衡

一、学习点拨

1．目标要求

（1）了解难溶电解质在水中的溶解情况。

（2）理解难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，正确理解和掌握溶度积KSP的概念。 （3）掌握运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。 （4）掌握简单的利用KSP的表达式，计算溶液中相关离子的浓度。 [知识技能]

难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，运用溶度积KSP简单计算溶液中相关离子的浓度 1．一些电解质如BaSO4在水中只能溶解很少、可以说是难以溶解，所以称为______________。尽管这些电解质难以溶解于水中，但在水中也会建立一种________ _____。

2．难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律，其基本特征为：（1）________ ____（2）__ ______ ____ （3）________ ____（4）________ ____

3．难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常数称为_______ __，简称_______ __。请写出PbI2 Cu(OH)2 BaSO4 CaCO3 Al(OH)3 CuS的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式 4．溶度积KSP反映了难溶电解质在水中的__ ______ ___，KSP的大小和溶质的溶解度不同，它只与__ ______ 有关，与__ ______ 无关。利用溶度积KSP可以判断__ ______ __、__ ______ __以及__ _____ _ __。 5．沉淀的转化是__ _____ _ __的过程，其实质是__ _____ _ __。

当Qc 大于 Ksp时，情况为：__ _____ _ __ 当Qc 等于 Ksp时，情况为：__ _____ _ __ 当Qc 小于 Ksp时，情况为：__ _____ _ __ 6．将AgNO3溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都会出现不同颜色的沉淀，沉淀的颜色变化是 _ ____ → _ _ ___ → ____ _。出现这种颜色变化的原因是： _ _____ _ 7．将足量BaCO3分别加入：① 30mL 水 ②10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液 ③50mL 0.01mol/L 氯化钡溶液 ④100mL 0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为： _____

－－

8．已知在室温时，Cu(OH)2的溶度积Ksp=2.2×1020 mol3·L3，求室温下Cu(OH)2饱和溶液中Cu2+和OH-的物质的量浓度。 [能力方法]

1．铝和镓的性质相似，如M(OH)3都是难溶的两性氢氧化物。在自然界镓常以极少量分散于铝矿，如Al2O3中。用NaOH溶液处理铝矿（Al2O3）时，生成NaAlO2、NaGaO2；而后通入适量CO2，得Al(OH)3沉淀，而NaGaO2留在溶液中（循环多次后成为提取镓的原料）。发生后一步反应是因为 A、镓酸酸性强于铝酸 B、铝酸酸性强于镓酸

C、镓浓度小，所以不沉淀 D、Al(OH)3是难溶物

－

2．己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)2(固)Ca2+＋2OH，

－

CaCO3(固) Ca2+＋CO32。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2，CO2等，为了除去有害气体SO2变废为宝，常常见粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气，反应产物为石膏。

（1）写山上述两个反应的化学方程式：

①S02与CaCO3悬浊液反应

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②S02与Ca(OH)2悬浊液反应

（2）试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由 3．8H2O的过程是：BaS与HCl反应，以BaS为原料制备Ba(OH)2·所得溶液在70℃～90C时与过量NaOH溶液作用，除杂，冷却后得到Ba(OH)2·8H2O晶体。据最新报道，生产效率高、成本低的Ba(OH)2·8H2O晶体的新方法是使BaS与CuO反应……

1．新方法的反应方程式为： 2．该反应反应物CuO是不溶物，为什么该反应还能进行：

3．简述新方法生产效率高、成本低的原因。

4．牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡： Ca5(PO4)3OH(固)5C

2+

+3PO43-+OH-

进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是 已知Ca5(PO4)3F（固）的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。主动脉用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：

根据以上原理，请你提出一种其它促进矿化的方法：

[拓展体验] 一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数，这个常数称为该难溶电解质的溶度积，用符号Ksp表示。

－－

即：AmBn(s)mAn+(aq)＋nBm(aq) [An+]m·[Bm]n＝Ksp

－－

已知：某温度时，Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl] ＝1.8×1010

－12

Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2- 4] ＝1.1×10试求：

（1）此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度，并比较两者的大小。

（2）此温度下，在0.010mo1·L-1的AgNO3溶液中，AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度，并比较两者的大小。 [学习小结] 参考答案 [知识技能]

1．难溶电解质 动态平衡 2．可逆过程 沉积和溶解速率相等 各离子浓度不变 改变温度、浓度等条件平衡移动 3．溶度积常数 溶度积 （略）

4．溶解能力 温度 浓度 沉淀的生成 溶解情况 沉淀溶解平衡移动方向 5．一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质 沉淀溶解平衡的移动 此时有沉淀析出 直至沉积与溶解达到平衡 沉积与溶解处于平衡状态 若溶液中存在难溶电解质，则难溶电解质会溶解，直至沉积与溶解达到平衡状态

6．白→淡黄→黄色 AgCl AgBr AgI的Ksp逐渐减小，白色AgCl沉淀转化成难溶的淡黄色的AgBr，然后淡黄色的AgBr再转变成更难溶的黄色AgI沉淀。 7．③④①② 8． 略 [能力方法] 1．A

2．(1)①2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4·H2O)+2CO2或

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2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4·H2O)+2CO2

②2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2(CaSO4·2H2O)或2SO2+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4+2H2O (2) Ca(OH)2微溶于水，石灰水中Ca(OH)2浓度小，不利于吸收SO2

3．（1）BaS＋CuO＋9H2O＝Ba(OH)2·8H2O＋CuS［也可写Ba(OH)2］ （2）CuS的溶度积比CuO小得多（更难溶），有利于该反应正向进行。 （3）CuS为难溶物（未反应的CuO也不溶），过滤后，将滤液浓缩、冷却，就可在溶液中析出Ba(OH)2·8H2O晶体，故生产效率高；CuS在空气中焙烧氧化可得CuO与SO2，故CuO可反复使用（SO2可用于制硫的化合物），因而成本低。

3?4．．H++OH-=H2O，使平衡向脱矿方向移动 5Ca2++3PO4+F-=Ca5（PO4）3F↓

3?加Ca2+（或加PO4等）

[拓展体验]

＋－

①AgCl(s)Ag(aq)＋Cl(aq)

c(AgCl)?Ksp(AgCl)?1.8?10?10?1.3?10?5mol?L?1Ag2CrO4(s)

2Ag＋(aq)＋CrO42(aq)

2x x (2x)2·x=Ksp

－

3c(Ag2CrO4)?Ksp(Ag2CrO4)41.1?10?12??6.5?10?5mol?L?1

43 ∴ c(AgCl)＜c(Ag2CrO4)

②在0.010 mol·L-1 AgNO3溶液中，c(Ag+)=0.010 mol·L-1 AgCl(s) Ag＋(aq) ＋ Cl－(aq) 溶解平衡时： 0.010＋x x

－

(0.010＋x)·x＝1.8×1010 ∵ x很小，∴ 0.010＋x ≈0.010

－8

x＝1.8×10(mol·L－1)

－

c(AgCl)= 1.8×108(mol·L－1)

－

Ag2CrO4(s) 2Ag＋(aq) ＋ CrO24(aq) 溶解平衡时： 0.010＋x x

－

(0.010＋2x)2·x＝1.1×1012 ∵ x很小，∴ 0.010＋2x≈0.010

－8－1－

x＝1.1×10(mol·L) ∴ c(Ag2CrO4)＝1.1×10-8 (mol·L1) ∴ c(AgCl)＞c(Ag2CrO4)

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