2018-2019学年高中化学 第3章 物质在水溶液中的行为 第3节 沉淀溶解平衡学案 鲁科版选修4

第3节沉淀溶解平衡

学习目标：1.了解沉淀溶解平衡的建立过程及特点。2.理解溶度积的概念，能用溶度积

规则判断沉淀的产生和溶解。(重点)3.能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成和转化

进行分析，并能解释一些生活问题。(难点)

[自主预习·探新知]

1．沉淀溶解平衡与溶度积

(1)溶解平衡状态

①定义：在一定温度下的水溶液里，沉淀溶解速率和离子生成沉淀速率相等，固体的量

和溶液中各离子浓度不再改变时的状态。

②表示方法：如PbI的沉淀溶解平衡可表示为

2

PbI(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)。

2

③特点：沉淀溶解平衡符合化学平衡的特点。

“动”——动态平衡。

“等”——离子生成沉淀速率和沉淀溶解速率相等。

“定”——沉淀的量及溶液中离子浓度保持不变。

“变”——条件改变，平衡发生移动。

(2)溶度积

①定义：沉淀溶解平衡的平衡常数叫溶度积常数或溶度积，通常用符号K来表示。

sp

②表达式：当难溶强电解质AB溶于水形成饱和溶液时，建立沉淀溶解平衡：

mn

AB(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，其溶度积的表达式为K＝[An＋]m[Bm－]n。

mnsp

③影响因素：K只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关。

sp

④意义：K反映了难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式表示的组成中阴、阳离子

sp

个数比相同时，K数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。

sp

微点拨：(1)溶液中离子浓度的变化只能使平衡发生移动，并不改变溶度积。

(2)K与溶解度(S)都可用来表示物质的溶解能力，但是K小的物质溶解度不一定也小。

spsp

2．沉淀的溶解与生成

(1)原理：通过改变条件使溶解平衡移动，最终使溶液中的离子转化为沉淀或沉淀转化

为溶液中的离子。

(2)判断：在难溶电解质溶液中，

①当Q＞K时，就会有沉淀生成。

sp

②当Q＝K时，处于平衡状态。

sp

③当Q＜K时，就会使沉淀溶解。

sp

(3)应用

①利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。

1

②用来解释某些生活现象。如溶洞中石笋、钟乳石的形成，所涉及的化学反应有

CaCO＋CO＋HO===Ca(HCO)，

32232

△

Ca(HCO)====CaCO↓＋HO＋CO↑。

32322

3．沉淀的转化

(1)实质：是沉淀溶解平衡的移动。

(2)特点

①通常一种沉淀可以转化为另一种更难溶的沉淀。

②两种难溶物的溶解能力差别越大，越容易转化。

(3)应用

除去废水中的Cu2＋、Hg2＋、Pb2＋等，常用FeS、MnS等难溶物作沉淀剂。如可用FeS等

难溶杂质作为沉淀剂除去废水中的重金属离子Cu2＋，沉淀转化反应为FeS(s)＋Cu2＋

(aq)===Fe2＋(aq)＋CuS(s)。

微点拨：沉淀转化虽然是利用的沉淀溶解平衡的移动，但是因为沉淀能够完全转化，所

以反应方程式用“===”，不用“”。

[基础自测]

1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)

(1)当溶液中阴、阳离子浓度相等时，沉淀溶解达到平衡状态。()

(2)外界条件发生变化，沉淀溶解平衡不一定发生移动。()

(3)K越大的难溶物其溶解能力越强。()

sp

(4)难溶物只能转化为溶解度更小的物质。()

(5)加热时，沉淀溶解平衡一定向沉淀溶解的方向移动。()

[提示](1)×溶液中阴、阳离子浓度相等时，沉淀溶解不一定达到平衡状态。

(2)√

(3)×同种类型的难溶电解质K越小，溶解度越小。

sp

(4)×当Q＞K时，难溶物可以转化为溶解度更大的物质。

sp

(5)×升高温度，沉淀溶解平衡向吸热方向移动，但有些沉淀溶解时放热，如Ca(OH)。

2

2．下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的是()

①热纯碱溶液洗涤油污的能力强②误将钡盐[BaCl、Ba(NO)]当作食盐食用后，常用

232

0.5%的NaSO溶液解毒③溶洞的形成④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能⑤泡沫灭

24

火器灭火

A．②③④B．①②③

C．③④⑤D．全部

A[①利用的是水解原理，⑤利用两种离子水解的相互促进作用，②③④体现的均是沉

淀溶解平衡原理。]

2

3．在含有Mg(OH)沉淀的饱和溶液中加入固体NHCl后，则Mg(OH)沉淀()

242

A．溶解B．增多

C．不变D．无法判断

A[Mg(OH)沉淀的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)(s)Mg2＋(aq)＋2OH－

22

(aq)，加入NHCl固体后，NH＋＋OH－===NH·HO，使[OH－]减小，平衡正向移动。]

4432

[合作探究·攻重难]

外界条件对沉淀溶解平衡的影响

探究影响PbI(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)平衡的因素：

2

[思考交流]

1．利用勒·夏特列原理，预测上述实验将观察到什么现象？

[提示]上层清液滴入KI浓溶液后，有黄色沉淀产生。

2．若用氯水代替KI浓溶液，预测将观察到什么现象？

[提示]黄色固体逐渐溶解。

3．已知在氯化银悬浊液中存在如下平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)ΔH＞0，试

分析外界条件对上述平衡的影响。

加入物质平衡移动方向AgCl溶解度[Ag＋][Cl－]

盐酸________________________

AgNO溶液________________________

3

NaCl固体________________________

NaBr固体________________________

氨水________________________

加热________________________

[提示]向左减小减小增大向左减小增大减小向左减小减小

增大向右增大减小增大向右增大减小增大向右增大增大增大

4．沉淀溶解平衡移动时，沉淀的溶解度一定改变，沉淀的溶度积一定改变吗？

[提示]不一定。溶解平衡受多种因素的影响，而溶度积只受温度的影响，只要温度不

变，溶度积就不变。

[对点训练]

题组1沉淀溶解平衡

3

1．下列对AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)的理解正确的是()

①说明AgCl没有完全电离，AgCl是弱电解质②说明溶解的AgCl已完全电离，AgCl

是强电解质③说明Cl－与Ag＋的反应不能完全进行④说明Cl－与Ag＋的反应可以完全进

行

A．③④B．②③

C．①③D．②④

B[关于沉淀溶解平衡的表达式，其完整的书写形式为AgCl(s)AgCl(aq)===Ag＋(aq)

＋Cl－(aq)，故对于难溶物质来说，是先溶解，再电离。]

[教师备选]

在下列各种液体中，CaCO的溶解度最大的是()

3

A．HOB．NaCO溶液

223

C．CaCl溶液D．乙醇

2

A[B、C项的溶液中分别含有CO2－和Ca2＋，均会抑制CaCO的溶解，而CaCO在乙醇中

333

是不溶的。]

2．把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)(s)Ca2＋(aq)＋2OH

2

－(aq)。下列叙述不正确的是()

A．给溶液加热，溶液的pH升高

B．恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高

C．向溶液中加入NaCO溶液，Ca(OH)固体增多

232

D．向溶液中加入少量的NaOH固体，Ca(OH)固体增多

2

D[A项，加热时Ca(OH)溶解度减小，平衡逆向移动，c(OH－)减小，pH减小；B项，

2

CaO＋HO===Ca(OH)，由于保持恒温，Ca(OH)溶解度不变，c(OH－)不变，因此pH不变；C

222

项CO2－＋Ca2＋===CaCO↓，使平衡正向移动，Ca(OH)固体减少；D项，加入NaOH固体时，

332

c(OH－)增大，平衡逆向移动，因此Ca(OH)固体增多。]

2

影响沉淀溶解平衡的外界因素

影响因素平衡移动方向K变化

sp

温升高温度向吸热方向移动，多数为溶解方向多数增大

度降低温度向放热方向移动，多数为沉淀方向多数减小

加水向溶解方向移动不变

浓度

加入相同离子向生成沉淀方向移动不变

加入与体系中离子发生反

向溶解方向移动不变

应的离子

4

题组2溶度积常数及其应用

3．溶度积常数表达式符合K＝[Ax＋]2[By－]的是()

sp

A．AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)

B．NaS2Na＋＋S2－

2

C．AgS(s)2Ag＋(aq)＋S2－(aq)

2

D．PbI(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)

2

C[由表达式可知，对应的沉淀溶解平衡方程式为AB(s)2Ax＋(aq)＋By－(aq)。本题

2

选C。]

4．已知：K(AgCl)＝1.8×10－10mol2·L－2，K(AgI)＝1.5×10－16mol2·L－2，K(AgBr)

spspsp

＝7.7×10－13mol2·L－2，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag＋浓度大小顺序正确的是()

【导学号：41722173】

A．AgCl＞AgI＞AgBrB．AgCl＞AgBr＞AgI

C．AgBr＞AgCl＞AgID．AgBr＞AgI＞AgCl

B[同类型的难溶电解质的K值越大，其溶解性越强，由K(AgCl)＞K(AgBr)＞K(AgI)

spspspsp

可知饱和溶液中[Ag＋]：AgCl＞AgBr＞AgI。]

[教师备选]

在难溶电解质AB的饱和溶解中，[A2＋]＝xmol·L－1，[B－]＝ymol·L－1，则K(AB)

2sp2

为()

1

A.xymol2·L－2B．xymol2·L－2

2

C．xy2mol3·L－3D．4xy2mol3·L－3

C[AB的溶解平衡方程式为AB(s)A2＋(aq)＋2B－(aq)，结合溶度积的概念可知

22

K(AB)＝[A2＋][B－]2＝xy2mol3·L－3。]

sp2

沉淀溶解平衡的应用

重晶石(主要成分为BaSO)是制备钡的化合物的重要原料，由重晶石制备

4

BaCl的大致流程如图。

2

多次重复加入试剂a试剂b

重晶石――――――――――→BaCO――――→BaCl

32

操作①操作②

[思考交流]

1．由重晶石生成BaCO时，所加试剂a是什么物质？该步转化为什么能实现？

3

[提示]试剂a是饱和NaCO溶液。BaSO(s)＋NaCO(aq)BaCO(s)＋NaSO(aq)，

23423324

5

若要使BaCO形成沉淀，应使溶液中[Ba2＋]·[CO2－]>K(BaCO)。虽然BaSO溶液中[Ba2＋]很

33sp34

小，但可通过增大[CO2－]来达到目的。

3

2．由BaCO―→BaCl转化过程中，试剂b是什么物质？操作②具体指什么操作？

32

[提示]试剂b为稀盐酸，BaCO＋2HCl===BaCl＋CO↑＋HO。从BaCl溶液中获得BaCl

322222

固体可采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤的操作。

3．能否用BaCO代替BaSO用作钡餐？说明理由。

34

[提示]不能。BaCO(s)Ba2＋(aq)＋CO2－(aq)，在胃酸(盐酸)作用下，BaCO沉淀溶

333

解平衡正向移动，生成Ba2＋使人体中毒。

4．若误食Ba2＋(BaCl等)引起重金属盐中毒，如何处理？

2

[提示]尽快用5.0%的NaSO溶液洗胃，随后导泻使钡盐尽快排出。

24

[对点训练]

题组1沉淀溶解平衡的应用

1．向ZnSO溶液中加入NaS溶液，得到白色沉淀，然后向白色沉淀中滴加CuSO溶液，

424

发现沉淀变为黑色，则下列说法不正确的是()

A．白色沉淀为ZnS，黑色沉淀为CuS

B．上述现象说明ZnS的K小于CuS的K

spsp

C．利用该原理可实现一种沉淀转化为更难溶的沉淀

D．该过程破坏了ZnS的溶解平衡

B[由题意可知ZnS转化为CuS，则K(ZnS)＞K(CuS)。]

spsp

2．要使工业废水中的重金属离子Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，

已知Pb2＋与某些离子形成的化合物的溶解度如下：

化合物PbSOPbCOPbS

43

溶解度/g1.03×10－41.81×10－71.84×10－14

由上述数据可知，选用的沉淀剂最好为()

A．硫化物B．硫酸盐

C．碳酸盐D．以上沉淀剂均可

A[要将Pb2＋沉淀，就要使其形成溶解度较小的物质，由表中数据可知，PbS的溶解度

最小，故所用沉淀剂最好为硫化物。]

[教师备选]

许多马路两旁的树干上都均匀地涂抹了石灰水。下列有关说法不正确的是()

A．饱和石灰水中加入生石灰，若温度不变，则溶液中Ca2＋的物质的量不变

B．饱和石灰水中加入生石灰，若温度不变，则pH不变

C．升高饱和石灰水的温度时，Ca(OH)的溶度积常数K减小

2sp

D．石灰水显碱性，能使蛋白质变性，所以有防治树木病虫害的作用

6

A[饱和石灰水中加入生石灰，若温度不变，则所得溶液还是饱和溶液，各离子浓度不

变，但是生石灰与水反应，使溶剂的质量减小，溶液中Ca2＋的物质的量减小，故A项错误，

B项正确；升高温度，Ca(OH)的溶解度降低，K减小，C项正确；石灰水显碱性，能使蛋白

2sp

质变性，D项正确。]

题组2沉淀溶解平衡曲线及应用

3．某温度时，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下

列说法正确的是()

A．加入AgNO可以使溶液由c点变到d点

3

B．加入固体NaCl，则AgCl的溶解度减小，K也减小

sp

C．d点有AgCl沉淀生成

D．a点对应的K小于b点对应的K

spsp

C[A项，加入AgNO，[Cl－]减小，溶液在溶解平衡曲线上移动，不能由c点变到d点；

3

B项，虽然AgCl的溶解度减小，但K不改变；C项，d点时，[Ag＋]·[Cl－]＞K，即有沉

spsp

淀生成；D项，a、b两点温度相同，即对应的K相等。]

sp

4．硫酸锶(SrSO)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，下列说法正确的是()

4

【导学号：41722174】

A．温度一定时，K(SrSO)随[SO2－]的增大而减小

sp44

B．三个不同温度下，313K时K(SrSO)最大

sp4

C．283K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液

D．283K时的饱和SrSO溶液升温到363K后变为不饱和溶液

4

B[温度一定时，K(SrSO)不变，A项错误；由图可知，313K时[Sr2＋]·[SO2－]最大，

sp44

即K最大，B项正确；283K时，a点溶液的[Sr2＋]小于平衡时的[Sr2＋]，故溶液未达到饱

sp

和，C项错误；283K时的饱和SrSO溶液升温到363K时，有固体析出，溶液仍为饱和溶

4

7

液，D项错误。]

[当堂达标·固双基]

1．25℃时，在含有大量PbI的饱和溶液中存在着平衡PbI(s)Pb2＋(aq)＋2I－

22

(aq)，加入KI固体，下列说法正确的是()

A．溶液中Pb2＋和I－的浓度都增大

B．溶度积常数K增大

sp

C．沉淀溶解平衡向右移动

D．溶液中Pb2＋的浓度减小

D[加入KI固体时，溶液中[I－]增大，使PbI的沉淀溶解平衡逆向移动，因此溶液中

2

[Pb2＋]减小，但由于溶液的温度未发生改变，故PbI的溶度积常数K不变。]

2sp

2．已知CaCO的K＝2.8×10－9mol2·L－2，现将浓度为2×10－4mol·L－1的NaCO溶液

3sp23

与CaCl溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所用CaCl溶液的浓度至少应大于()

22

【导学号：41722175】

A．2.8×10－2mol·L－1

B．1.4×10－5mol·L－1

C．2.8×10－5mol·L－1

D．5.6×10－5mol·L－1

D[由沉淀形成的条件可知，要产生沉淀必须满足Q＝c(Ca2＋)·c(CO2－)＞2.8×10－

3

9mol2·L－2，因两种溶液等体积混合后[CO2－]＝1×10－4mol·L－1，故混合后溶液中[Ca2＋]应大

3

于2.8×10－5mol·L－1，则混合前[CaCl]至少应大于5.6×10－5mol·L－1。]

2

3．某温度时，AgSO在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是

24

()

A．含有大量SO2－的溶液中肯定不存在Ag＋

4

B．该温度下，AgSO的溶度积常数(K)为1×10－3mol3·L－3

24sp

C．该温度下，0.02mol·L－1的AgNO溶液与0.2mol·L－1的NaSO溶液等体积混合，

324

不会生成沉淀

D．a点可能表示AgSO的饱和溶液

24

C[AgSO在水溶液中存在溶解平衡：AgSO(s)2Ag＋(aq)＋SO2－(aq)，含有大

24244

8

量SO