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高中化学学习材料唐玲出品专题3 溶液中的离子反应第四单元沉淀溶解平衡温故知新新知预习一、沉淀溶解平衡1.在有AgCl沉淀生成的溶液中存在着如下平衡：________________________。
上述平衡存在两个过程：一方面，在水分子的作用下，少量的___________和___________脱离AgCl表面进入水中；另一方面___________和___________受AgCl表面___________的吸引，回到AgCl表面析出。
在一定温度下，当___________的速率与___________的速率相等时，形成___________，达到平衡状态，人们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。
2.描述难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡的平衡常数称为___________或简称___________，用___________表示。
3.一定___________下，K sp为一常数。
难溶电解质的K sp的大小反映了难溶电解质在水中的___________。
二、沉淀溶解平衡的应用1.沉淀溶解平衡是一个___________平衡，当条件发生改变时，平衡也会相应地发生。
2.如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应尽快用___________给患者洗胃。
3.精制食盐水时，可加入适量的___________除去氯化钠溶液中的镁离子。
4.除去CuSO4溶液中的少量铁离子，可向溶液中加入___________或___________调节溶液的pH至3—4，铁离子即可转化为氢氧化铁除去。
5.20世纪50年代，流行病学研究发现___________具有防治龋齿的作用。
含氟牙膏的重要功能之一是防治___________。
6.当糖粘在牙齿上后，在酶的作用下产生了一种有机弱酸——______________________，而___________是造成龋齿的主要原因。
7.AgNO3溶液和NaCl溶液反应，生成___________沉淀。
沉淀的生成、溶解、转化【考点精讲】1. 沉淀的生成①调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O＝Fe（OH）3↓＋3NH＋4。
②沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为H2S＋Cu2＋＝CuS↓＋2H＋。
2. 沉淀的溶解①酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋H2O＋CO2↑。
②盐溶液溶解法如Mg（OH）2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg（OH）2＋2NH＋4＝Mg2＋＋2NH3·H2O。
③氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。
④配位溶解法如AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O＝[Ag（NH3）2]＋＋Cl－＋2H2O。
3. 沉淀的转化①实质：沉淀溶解平衡的移动（沉淀的溶解度差别越大，越容易转化）。
②应用：锅炉除垢、矿物转化等。
【典例精析】例题1 [浙江理综]某酸性CuCl 2溶液中含有少量的FeCl 3，为得到纯净的CuCl 2·2H 2O 晶体，加入_________，调至pH ＝4，使溶液中的Fe 3＋转化为Fe （OH ）3沉淀，此时溶液中的c （Fe 3＋）＝_____________。
过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl 2·2H 2O 晶体。
思路导航：Fe （OH ）3、Cu （OH ）2的K sp 分别为2.6×10－39、2.2×10－20，则Fe 3＋、Cu2＋开始产生沉淀时c （OH －）分别为2.97×10－10mol·L －1、3.53×10－7mol·L －1。
除去酸性CuCl 2溶液中的少量FeCl 3，可加入Cu （OH ）2或Cu 2（OH ）2CO 3或CuO 或CuCO 3调节溶液的pH ，使Fe 3＋先转化为沉淀析出。
【考点精讲】1. 沉淀的生成①调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O＝Fe（OH）3↓＋3NH＋4。
②沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为H2S＋Cu2＋＝CuS↓＋2H＋。
2. 沉淀的溶解①酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋H2O＋CO2↑。
②盐溶液溶解法如Mg（OH）2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg（OH）2＋2NH＋4＝Mg2＋＋2NH3·H2O。
③氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。
④配位溶解法如AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O＝[Ag（NH3）2]＋＋Cl－＋2H2O。
3. 沉淀的转化①实质：沉淀溶解平衡的移动（沉淀的溶解度差别越大，越容易转化）。
②应用：锅炉除垢、矿物转化等。
【典例精析】例题1 [浙江理综]已知相关物质的溶度积常数见下表：某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体，加入_________，调至pH＝4，使溶液中的Fe3＋转化为Fe（OH）3沉淀，此时溶液中的c（Fe3＋）＝_______ ______。
过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl2·2H2O晶体。
思路导航：Fe（OH）3、Cu（OH）2的K sp分别为2.6×10－39、2.2×10－20，则Fe3＋、Cu2＋开始产生沉淀时c（OH－）分别为2.97×10－10mol·L－1、3.53×10－7 mol·L－1。
除去酸性CuCl2溶液中的少量FeCl3，可加入Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3或CuO 或CuCO3调节溶液的pH，使Fe3＋先转化为沉淀析出。
pH＝4时，c（H＋）＝10－4mol·L－1，c（OH－）＝1×10－1410－4mol·L－1＝1×10－10mol·L－1，此时答案：Cu（OH）2[或Cu2（OH）2CO3或CuO或CuCO3]2.6×10－9 mol·L－1例题2 已知常温下反应：①NH3＋H＋NH＋4（平衡常数为K1），②Ag＋＋Cl－AgCl（平衡常数为K2），③Ag＋＋2NH3Ag（NH3）＋2（平衡常数为K3）。
第四单元难溶电解质的沉淀溶解平衡『问题探究1』难溶电解质的沉淀溶解平衡与难电离物质的电离平衡有什么联系和区别？难溶电解质可以是强电解质也可以是弱电解质，而难电离物质只能是弱电解质。
再从变化的过程来看，溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成的沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化达到平衡状态。
『问题探究2』影响沉淀溶解平衡的因素内因：难溶物质本身性质——主要决定因素外因：（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（3）同离子效应—向平衡体系中加入相同的离子使平衡向沉淀方向移动（4）其他—向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或气体时，平衡正移。
「特别提醒」沉淀溶解平衡是针对与难溶电解质而言的，其状态为形成饱和溶液，特征是固体溶解的速率和离子沉淀的速率相等，固体的质量和离子的浓度不再变化。
应该注意到：沉淀溶解平衡同化学平衡相似，也是一个动态平衡，平衡移动原理同样也适用于沉淀溶解平衡体系。
规律 方法 技巧沉淀反应的应用1.沉淀的生成（1）沉淀生成的应用：在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
（2）沉淀的方法：调节pH法、加沉淀剂法、氧化还原沉淀法。
2.沉淀溶解的方法（1）酸碱溶解法。
加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离子反应，降低离子浓度，使平衡向溶解方向移动。
（2）用某些盐溶解：如Mg（OH）2可溶于NH4Cl溶液中，方程式为：Mg（OH）2（s）+2NH4Cl（aq）= MgCl2（aq）+2NH3·H2O3.沉淀的转化（1）一般地，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现；两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。
（2）锅炉除水垢：反应方程式为：CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+NaSO4，CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（3）各种原生铜的硫化物经氧化、淋漓作用后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿（ZnS）和方铅矿（PbS），便慢慢地使之转变为铜蓝（CuS）。
第一课时 沉淀溶解平衡原理[课标要求]1．知道沉淀溶解平衡建立的过程。
2．了解溶度积和离子积的关系，知道溶度积的含义，并由此学会判断反应进行的方向。
1．难溶电解质在水中的溶解性 (1)实验探究以AgCl(s) 溶解沉淀, Ag ＋(aq)＋Cl －(aq)为例：2．沉淀溶解平衡 (1)含义在一定的温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成饱和溶液，达到平衡状态。
(2)特征1.在一定的温度下，难溶电解质的溶解速率和沉淀速率相等时，形成饱和溶液，达到平衡状态，称为沉淀溶解平衡，其特征是一种动态平衡。
2．难溶电解质的沉淀溶解平衡常数称为溶度积常数，简称溶度积，对于M m A nm M n ＋＋n A m －，K sp ＝c m (M n ＋)·c n (A m －)。
K sp 反映了难溶电解质在水中的溶解能力，相同类型的难溶电解质，K sp 越小，其在水中溶解能力越小。
K sp 只受温度影响。
3．若难溶电解质的离子积为Q c ，当Q c >K sp 时有沉淀生成，Q c ＝K sp 为饱和溶液，当Q c <K sp 无沉淀生成。
沉淀溶解平衡原理(3)影响因素1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)难溶物质在水中绝对不溶( )(2)物质溶于水达到饱和时，溶解过程就停止了( )(3)某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0( )(4)溶度积K sp只与难溶电解质的性质和温度有关( )解析：绝对不溶的物质是不存在的；溶解平衡是动态平衡；通常在离子浓度小于10－5 mol·L－1时，认为沉淀完全；对于某一物质，其K sp只与温度有关。
答案：(1)×(2)×(3)×(4)√2．对＋＋Cl－的理解正确的是( )A．说明AgCl没有完全电离，AgCl是弱电解质B．说明溶解的AgCl已完全电离，AgCl是强电解质C．说明Ag＋与Cl－的反应不能完全进行到底D．说明Ag＋与Cl－的反应可以完全进行到底解析：选C ＋＋Cl－，此式表示的是AgCl的沉淀溶解平衡，说明AgCl 固体和溶液中的Ag＋和Cl－之间始终存在一个平衡体系中，C项正确，D项错误。
- 1 - 第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡 目标与素养：1.知道难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，并能结合实例进行描述。(宏观辨识与微观探析)2.能描述沉淀溶解平衡，能写出溶度积的表达式，知道溶度积的含义。(宏观辨识与微观探析)3.能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化进行分析，并能解释一些生活问题。(科学态度与社会责任)
一、沉淀溶解平衡 1．沉淀溶解平衡原理 (1)概念 在一定温度下，当溶解速率和沉淀速率相等时所达到的平衡状态，称为沉淀溶解平衡。 (2)溶解平衡的建立 以AgCl溶解平衡为例，表达式：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。
(3)溶解平衡的特征
2．溶度积常数 (1)含义 描述难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡的平衡常数称为溶度积常数或简称溶度积，符号为Ksp。 (2)表示方法 对MmAnmMn＋＋nAm－来说 Ksp＝[c(Am－)]n·[c(Mn＋)]m。
(3)影响因素 Ksp与难溶电解质的性质和温度有关，与浓度无关，与沉淀量无关。
(4)意义 溶度积(Ksp)反映了物质在水中的溶解能力。对同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr、AgI) - 2 -
而言，Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。 二、沉淀溶解平衡的应用 1．沉淀的生成 (1)调节pH法 除去CuSO4溶液中少量Fe3＋，可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，调节pH至3～4，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去。 (2)加沉淀剂法 误食可溶性钡盐，可用Na2SO4解毒，其化学方程式为Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓；除去食盐溶液中的MgCl2，可加入少量NaOH，其化学方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。 (3)利用平衡原理法 向饱和Na2CO3溶液中加入BaSO4，可将BaSO4转化为BaCO3，反应的离子方程式：BaSO4＋CO2－3
===BaCO3↓＋SO2－4。
2．沉淀的转化实验探究
实验 步骤
实验现象 A中产生白色沉淀，B中变为黄色沉淀，C中变为黑色沉淀 离子方 程式 Ag＋＋Cl－=== AgCl↓ AgCl＋I－===AgI↓＋Cl－ 2AgI＋S2－===Ag2S↓＋2I－ 实验结论 溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀 3．沉淀转化的实质 沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般说来，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。 (1)同温条件下，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强，这种认识对吗？为什么？ (2)如何利用Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10计算BaSO4在水中的溶解度？ (3)锅炉水垢中含有CaSO4，能否用水或酸除去CaSO4呢？ 提示：(1)不对。对于同类型物质而言，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强，如AgCl>AgBr>AgI；而对于不同类型的物质，则不能直接比较，如Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，不能认为Mg(OH)2比AgCl更难溶，需转化为溶解度进行比较。
(2)由于沉淀的饱和溶液浓度很小，其密度可近似认为是 1 g·mL－1。根据Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，得c(Ba2＋)＝c(SO2－4)＝Ksp＝1.1×10－5 mol·L－1，则1 L溶液中(即1 L水中)溶解的BaSO4为1.1×10－5 mol。S(BaSO4)＝ - 3 -
1.1×10－5 mol×233 g·mol－11 000 g×100 g≈ 2.4×10－4 g。
(3)不能。因为CaSO4微溶于水且难与酸反应。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)难溶电解质的溶解度为0。( ) (2)等物质的量的AgNO3和NaCl混合后，溶液中不存在Ag＋和Cl－。( ) (3)当改变外界条件时，沉淀溶解平衡会发生移动，直至达到新的平衡。( ) (4)溶解度小的物质，Ksp一定小，溶解度大的物质，Ksp也一定大。( ) 答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× 2．已知Ca(OH)2饱和溶液中存在平衡：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( ) ①升高温度，平衡逆向移动 ②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度 ③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NaOH溶液 ④恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高 ⑤给溶液加热，溶液的pH升高 ⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增大 ⑦向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变 A．①⑥ B．①⑥⑦ C．②③④⑥ D．①②⑥⑦ A [ΔH<0，正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，①正确；②会生成CaCO3，使Ca2＋浓度减小，错误；加入NaOH溶液会使平衡向左移动，有Ca(OH)2沉淀生成，但Ca(OH)2的溶度积不变，要除去Ca2＋，应把 Ca2＋转化为更难溶的CaCO3，③错误；恒温下Ksp不变，加入CaO后，溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液，pH不变，④错误；加热，Ca(OH)2的溶解度减小，溶液的pH降低，⑤错误；加入Na2CO3
溶液，平衡向右移动，Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体，固体质量增加，⑥正确；加入NaOH固
体平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，⑦错误。] 3．难溶化合物的饱和溶液存在着溶解平衡。例如：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。[已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10] (1)向50 mL 0.018 mol·L－1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.02 mol·L－1的盐酸，沉淀生成后溶液中c(Ag＋)是________mol·L－1。 (2)如果向生成沉淀后的溶液中再加入50 mL 0.001 mol·L－1的盐酸，是否产生沉淀？______(填“是”或“否”)。 解析：(1)由Ag＋＋Cl－===AgCl， 可知沉淀后c(Cl－)＝(0.02－0.018)×50/(50＋50)＝ 0.001(mol·L－1)，所以c(Ag＋)＝1.8×10－10/0.001＝1.8×10－7(mol·L－1)。 - 4 -
(2)再加入50 mL盐酸后c(Ag＋)＝1.8×10－7×100/(100＋50)＝1.2×10－7(mol·L－1)，c(Cl－)＝0.001 mol·L－1，c(Ag＋)·c(Cl－)＝1.2×
10－7×10－3＝1.2×10－10＜1.8×10－10，所以不产生沉淀。 答案：(1)1.8×10－7 (2)否
溶度积的应用 1．比较难溶电解质在水中的溶解能力 (1)对于相同类型的难溶电解质，Ksp越大，在水中的溶解能力越强。 (2)对于不同类型的难溶电解质，Ksp差距不大时Ksp不能直接作为比较依据。如25 ℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，虽然Mg(OH)2的Ksp较小，但不能认为Mg(OH)2
比AgCl更难溶。
2．计算饱和溶液中某种离子的浓度 如已知25 ℃，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，可根据Ksp(AgCl)＝ c(Ag＋)·c(Cl－)＝1.8×10－10计算AgCl饱和溶液中的c(Ag＋)或c(Cl－)。
3．判断给定条件下沉淀能否生成或溶解 比较溶度积Ksp与溶液中有关离子的浓度幂之积Qc(离子积)的相对大小。 (1)Qc>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出； (2)Qc＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态； (3)Qc注意 离子积Qc与溶度积Ksp的表达式相同，但意义不同。Qc表达式中离子浓度是任意时刻的，所以其数值不定；但对某一难溶电解质，在一定温度下，Ksp为定值。 【例1】 一定温度下，卤化银AgX(X：Cl、Br、I)的沉淀溶解平衡曲线如图中甲、乙、丙所示。已知pAg＝－lg c(Ag＋)，pX＝－lg c(X－)。下列有关叙述正确的是( )
A．甲、乙、丙三种卤化银的溶度积Ksp依次增大 B．甲一定是AgI的沉淀溶解平衡曲线 C．对三种卤化银而言，a点均为饱和溶液 - 5 -
D．b、c两点均达到溶解平衡状态，且溶液中c(Ag＋)＝c(X－) C [根据题目信息中对于pAg和pX的定义可知，各点的坐标值越大，则其对应的离子浓度越小，根据图象信息可知，甲、乙、丙三种卤化银的溶度积Ksp依次减小，故甲、乙、丙分别为AgCl、AgBr、AgI的沉淀溶解平衡曲线，A项、B项错误；a点坐标值小，对三种卤化银而言，离子浓度较大，均达到饱和状态，C项正确；甲、乙、丙三条线上的点对于AgCl、AgBr、AgI而言，均达到溶解平衡状态，但c点的c(Ag＋)[规律方法] 1相同温度下，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。 2不同类型的物质，Ksp差距不大时不能直接作为比较依据。
1．用0.100 mol·L－1AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 mol·L－1 Cl－溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是( )
A．根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10－10 B．曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl) C．相同实验条件下，若改为0.040 0 mol·L－1Cl－，反应终点c移到a D．相同实验条件下，若改为0.050 0 mol·L－1 Br－，反应终点c向b方向移动 C [本题考查沉淀溶解平衡及溶度积常数。A项，根据滴定曲线知，当加入25 mL AgNO3
溶液时达到反应终点，此时c(Cl－)≈1×10－5 mol·L－1，Ag＋沉淀完全，则c(Ag＋)＝1×10－
5mol·L－1，故Ksp(AgCl)＝
c(Ag＋)·c(Cl－)，数量级为10－10，正确；B项，由溶度积常数的定义知，曲线上各点满足Ksp(AgCl)
＝c(Ag＋)·c(Cl－)，正确；C项，相同条件下，若改为0.040 0 mol·L－1 Cl－，达到反应终点时c(Cl－)不变，消耗V(AgNO3)＝20 mL，错误；D项，相同条件下，若改为0.050 0 mol·L－1 Br－，由于Ksp(AgBr)＜Ksp(AgCl)，达到反应终点时c(Br－)＜ c(Cl－)，消耗n(AgNO3)不变，反应终点c向b方向移动，正确。]
沉淀溶解平衡原理的应用 1．不同沉淀方法的应用
