2024-2025学年新教材高中化学第3章水溶液中的离子反应与平衡第四节沉淀溶解平衡第1课时难溶电解质的沉淀溶解平衡课件新人教版选择性必修1

第三章

第四节第1课时难溶电解质的沉淀溶解平衡素养目标学习要点1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡,应用化学平衡理论分析外界条件对沉淀溶解平衡的影响,发展变化观念与平衡思想的核心素养。2.能通过实验证明难溶电解质沉淀溶解平衡的存在,发展科学探究与创新意识的核心素养。两个概念:沉淀溶解平衡、溶度积。五个特征:沉淀溶解平衡的特征(逆、等、定、动、变)。三种因素:影响沉淀溶解平衡的外界条件(温度、浓度、同离子效应)。一种符号:溶度积常数的表达式。一种关系:溶度积(Ksp)与离子积(Q)的关系。知识点一难溶电解质的沉淀溶解平衡基础落实•必备知识全过关1.沉淀溶解平衡的定义在一定温度下,当难溶电解质的

和

的速率相等时,建立

平衡,人们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。类似于电离平衡、水解平衡

沉淀

溶解动态2.沉淀溶解平衡的建立20℃时,AgCl有三种粒子在体系中共存:Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)。(1)溶解:在水分子作用下,少量

脱离AgCl固体表面进入溶液。

(2)沉淀:溶液中的

受AgCl表面阴、阳离子的吸引,回到AgCl固体表面析出。当两个过程的速率相等时,建立动态平衡,如图所示。

Ag+和Cl-Ag+和Cl-3.沉淀溶解平衡的表示(1)难溶电解质AmBn的沉淀溶解平衡一般表示为:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),难溶电解质的聚集状态用“s”表示,溶解产生的离子用“aq”表示。(2)示例:CaCO3的沉淀溶解平衡可表示为

。

4.沉淀溶解平衡的五个特征

5.影响沉淀溶解平衡的因素

依据勒夏特列原理分析

溶解

溶解

沉淀溶解

名师点拨(1)对于易溶电解质(如NaCl等),若是饱和溶液,也存在沉淀溶解平衡。(2)示例:饱和NaCl溶液中存在沉淀溶解平衡:NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq),加入形状不规则的NaCl晶体,过一段时间,NaCl晶体外形不断变化,但其质量不变。辨析比较沉淀溶解平衡与电离方程式(1)沉淀溶解平衡中标出物质的存在形态,且用“”表示;(2)沉淀的电离方程式不标出物质的存在形态,且一般用“===”表示。例如,正误判断(1)只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程。(

)(2)达到沉淀溶解平衡时,v(溶解)=v(沉淀)=0。(

)(3)达到沉淀溶解平衡的溶液不一定是饱和溶液。(

)(4)沉淀溶解平衡的建立是有条件的,外界条件改变时,平衡也会发生移动。(

)(5)相同温度下,AgCl在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度。(

)×××√√重难突破•能力素养全提升探究角度沉淀溶解平衡及影响因素例题(2024·北京第二中学模拟)已知溶液中存在平衡: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,能增大溶液中c(Ca2+)③除去氯化钠溶液中混有的少量Ca2+,可以向溶液中加入适量的NaOH溶液④恒温下,向悬浊液中加入CaO,溶液的c(Ca2+)变大⑤给溶液加热,溶液的pH升高⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加⑦向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变A.①⑥

B.①⑤⑦C.②③④⑥

D.①②⑥⑦答案

A解析

Ca(OH)2(s)的溶解是放热过程,升高温度,平衡逆向移动,①正确;向溶液中加入少量碳酸钠粉末,与Ca2+结合形成CaCO3沉淀,平衡正向移动,但溶液中c(Ca2+)减小,②错误;向溶液中加入适量的NaOH溶液,有Ca(OH)2生成,但Ca(OH)2的溶解度较大,应将其转化为更难溶的CaCO3沉淀,③错误;恒温下,向悬浊液中加入CaO,溶解的Ca(OH)2达到饱和状态,溶液的c(Ca2+)不变,④错误;给溶液加热,该过程为放热反应,平衡逆向移动,c(OH-)减小,溶液的pH下降,⑤错误;向溶液中加入Na2CO3溶液,生成CaCO3沉淀,固体质量增加,⑥正确;向溶液中加入少量NaOH固体,平衡逆向移动,Ca(OH)2固体质量增加,⑦错误。[对点训练]一定温度下,Mg(OH)2固体在水溶液中达到平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)。若使固体Mg(OH)2的量减少,而且c(Mg2+)不变,则可采取的措施是(

)A.加入少量MgCl2(s)B.加入少量H2OC.加入少量NaOH(s)D.通入少量HCl(g)B解析

加入少量MgCl2(s)和NaOH(s)均能使Mg(OH)2(s)溶解平衡逆移,固体Mg(OH)2的量增加;通入少量HCl(g),平衡正移,c(Mg2+)增大;加入少量H2O,能使平衡正移,固体Mg(OH)2的量减少,但仍为Mg(OH)2的饱和溶液,c(Mg2+)不变。知识点二溶度积常数及计算基础落实•必备知识全过关1.溶度积常数(Ksp)(1)定义与电离平衡、水解平衡一样,难溶电解质的沉淀溶解平衡也存在平衡常数,称为溶度积常数,简称

,符号为Ksp。

用沉淀溶解产生离子的浓度幂之积表示

溶度积

(2)表达式难溶电解质AmBn的沉淀溶解平衡:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),则溶度积常数可表示为Ksp=

。

例如,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)的溶度积Ksp=

。

(3)影响因素与其他化学平衡常数一样,Ksp只与难溶电解质的性质和

有关,而与沉淀的量无关,并且溶液中离子浓度的变化只能使平衡移动,并不能改变Ksp。

(4)意义Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。通常,对于相同类型的难溶电解质,Ksp数值越大,其在水中的溶解能力

。

cm(An+)·cn(Bm-)c(Ag+)·c(Cl-)温度

越强2.溶度积规则(1)根据某温度下难溶电解质的溶度积与该溶液中离子积(符号为Q)的相对大小,可以判断该温度下的溶液中难溶电解质的沉淀或溶解情况:(2)Q和Ksp的相对大小与沉淀的溶解和溶液中离子生成沉淀之间的关系如图所示:易错警示利用溶度积比较难溶电解质在水中的溶解能力名师点拨离子积与溶度积(1)离子积(Q)与溶度积(Ksp)的表达式相同,但意义不同。(2)离子积(Q)的表达式中,离子浓度是任意时刻的,故Q的数值是可变的。(3)溶度积(Ksp)的表达式中离子浓度是指平衡时的离子浓度,温度一定时,Ksp为定值。正误判断(1)难溶电解质的溶度积(Ksp)越小,则它的溶解度越小。(

)(2)任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡,其溶解度大小都可以用Ksp表示。(

)(3)溶度积(Ksp)与温度有关,但温度越高,Ca(OH)2的溶度积反而越小。(

)(4)T

℃时,加入少量MgCl2,Mg(OH)2的溶解平衡逆向移动,但其Ksp不变。(

)××√√重难突破•能力素养全提升探究角度1溶度积常数及计算例1(2024·山东烟台模拟)常温下,Ksp(CaCO3)=3.36×10-9,Ksp(CaF2)=3.45×10-11。下列关于CaCO3和CaF2两悬浊液说法错误的是(

)A.CaCO3和CaF2两悬浊液中前者的c(Ca2+)较大B.分别滴加稀硫酸,CaCO3和CaF2的溶度积常数不变A归纳总结

溶度积计算的三种常见设问方式(1)已知溶度积,求溶液中的某种离子的浓度,如Ksp=a的饱和AgCl溶液中,(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中的另一种离子的浓度,如某温度下AgCl的Ksp=a,在0.1

mol·L-1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后c(Ag+)≈10a

mol·L-1。[对点训练1](2024·湖北黄冈调研)25℃时,Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。下列有关说法正确的是(

)A.25℃时,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度B.25℃时,饱和CuS溶液中Cu2+的浓度为6.3×10-36mol·L-1C.向等物质的量浓度FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S,只有FeS沉淀生成D.ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)的平衡常数约为2.5×1011D探究角度2沉淀溶解平衡曲线及分析例2(2024·陕西安康模拟)常温下,Ksp(CaSO4)=4.9×10-5。常温下,CaSO4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Na2SO4(s)可使溶液由a点变到b点B.b点将有沉淀生成,平衡后溶液中c()一定等于3×10-3mol·L-1C.a点对应的Ksp等于c点对应的KspD.d点溶液通过蒸发可以变到c点C思维建模

分析沉淀溶解平衡曲线的方法(1)注意图中横、纵坐标代表的物理量,看清是c、lg

c还是-lg

c,利用图中关键点(能准确判断横、纵坐标)计算溶度积(Ksp)。(2)理解图像中线上点、线外点的含义(横、纵坐标分别代表溶解产生两种离子的浓度)。①在沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到沉淀溶解平衡状态,此时Q=Ksp。②曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时Q>Ksp,析出沉淀。③曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Q<Ksp。(3)加入某可溶性强电解质,使沉淀溶解产生的某种离子浓度增大,沉淀溶解平衡逆向移动,溶解产生的另一离子浓度减小,可实现曲线上的点沿曲线移动。[对点训练2](2024·山东烟台模拟)秦俑彩绘中含有难溶的PbCO3和PbI2。常温下,PbCO3和PbI2达到沉淀溶解平衡时,阳离子浓度的负对数(pM)与阴离子浓度的负对数(pR)的关系如图所示,下列说法错误的是(

)A.L1代表PbI2的沉淀溶解平衡B.反应PbI2(s)+===PbCO3(s)+2I-(aq)的化学平衡常数K=105.1C.向z点对应溶液中加入PbI2(s),可以继续溶解D.向y点对应溶液中加入对应阴离子的固态钠盐,y点向w点移动D学以致用·随堂检测全达标1234题组1沉淀溶解平衡及影响因素1.(2024·河北邢台名校联考)BaSO4又叫重晶石,可用作胃肠道造影剂,下列关于BaSO4的说法错误的是(

)A.BaSO4属于强电解质C123412342.(2024·江西九江七校联考)某校实验小组进行如下实验。

下列说法不正确的是(

)A.①中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)B.③中溶液又变红的原因:沉淀溶解平衡正向移动C.c(OH-):③=①D.③中存在:2c(Mg2+)>c(Cl-)C1234解析

向Mg(OH)2悬浊液中滴加酚酞,溶液变红说明①中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),A正确;加入盐酸消耗OH-,使Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)正向移动,过一段时间又补充OH-,溶液又变红,B正确;温度不变Ksp不变,①变为②加入了浓盐酸,c(Mg2+)增大,根据Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-),c(Mg2+)增大,c(OH-)减小,C错误;根据电荷守恒可得2c(Mg2+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),③中溶液显碱性c(OH-)>c(H+),故有2c(Mg2+)>c(Cl-),D正确。1234题组2溶度积及沉淀溶解平衡曲线3.(2024·广东惠州模拟)某温度时,AgCl悬浊液中沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是(

)A.加入NaCl,可以使溶液由a点变到c点B.加入少量水,平衡不移动,Ag+浓度不变C.b点对应溶液中Q>KspD.a、c点对应的Ksp相等B1234解析

加入NaCl,溶液中c(Cl-)增大,由于Ksp不变