摘要：精品学习网整理了高二化学教案：沉淀溶解平衡教案，供大家参考，希望对大家有帮助。

[目标要求]　1.能描述沉淀溶解平衡。2.了解溶度积和离子积的关系，并由此学会判断反应进行的方向。

一、沉淀溶解平衡的建立

1.生成沉淀的离子反应之所以能够发生的原因

生成沉淀的离子反应之所以能够发生，在于生成物的溶解度小。

尽管生成物的溶解度很小，但不会等于0。

2.溶解平衡的建立

以AgCl溶解为例：

从固体溶解平衡的角度，AgCl在溶液中存在下述两个过程：一方面，在水分子作用下，少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面溶于水中;另一方面，溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面正、负离子的吸引，回到AgCl的表面析出——沉淀。

溶解平衡：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即得到AgCl的饱和溶液，如AgCl沉淀体系中的溶解平衡可表示为AgCl(s) Cl-(aq)+Ag+(aq)。由于沉淀、溶解之间的这种动态平衡的存在，决定了Ag+和Cl-的反应不能进行到底。

3.生成难溶电解质的离子反应的限度

不同电解质在水中的溶解度差别很大，例如AgCl和AgNO3;但难溶电解质与易溶电解质之间并无严格的界限，习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解质。对于常量的化学反应来说，0.01 g是很小的，因此一般情况下，相当量的离子互相反应生成难溶电解质，可以认为反应完全了。

化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol•L-1时，沉淀就达完全。

二、溶度积

1.表达式

对于下列沉淀溶解平衡：

MmAn(s)??mMn+(aq)+nAm-(aq)

Ksp=[c(Mn+)]m•[c(Am-)]n。

2.意义

Ksp表示难溶电解质在溶液中的溶解能力。

3.规则

通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc的相对大小，可以判断在给定条件下沉淀能否生成或溶解：

Qc>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出;

Qc=Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态;

Qc

知识点一　沉淀的溶解平衡

1.下列有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是(　　)

A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行

B.AgCl难溶于水，溶液中没有Ag+和Cl-

C.升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大

D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变

答案　C

解析　难溶物达到溶解平衡时沉淀的生成和溶解都不停止，但溶解和生成速率相等;没有绝对不溶的物质;温度越高，一般物质的溶解度越大;向AgCl沉淀中加入NaCl固体，使溶解平衡左移，AgCl的溶解度减小。

2.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是(　　)

A.反应开始时，溶液中各离子的浓度相等

B.沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等

C.沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等且保持不变

D.沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解

答案　B

3.在一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列溶解平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)，当向此悬浊液中加入少量生石灰时，若温度不变，下列说法正确的是(　　)

A.溶液中Ca2+数目减少 B.c(Ca2+)增大

C.溶液中c(OH-)减小 D.c(OH-)增大

答案　A

知识点二　溶度积

4.在100 mL 0.01 mol•L-1 KCl溶液中，加入1 mL 0.01 mol•L-1 AgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl的Ksp=1.8×10-10 mol2•L-2)(　　)

A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀

C.无法确定 D.有沉淀但不是AgCl

答案　A

解析　c(Ag+)=0.01×1101 mol•L-1=9.9×10-5 mol•L-1，c(Cl-)=0.01×100101 mol•L-1=9.9×10-3 mol•L-1，所以Q c=c(Ag+)•c(Cl-)=9.8×10-7 mol2•L-2>1.8×10-10 mol2•L-2=Ksp，故有AgCl沉淀析出。

5.下列说法正确的是(　　)

A.在一定温度下的AgCl水溶液中，Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数

B.AgCl的Ksp=1.8×10-10 mol2•L-2，在任何含AgCl固体的溶液中，c(Ag+)=c(Cl-)且Ag+与Cl-浓度的乘积等于1.8×10-10 mol2•L-2

C.温度一定时，当溶液中Ag+和Cl-浓度的乘积等于Ksp值时，此溶液为AgCl的饱和溶液

D.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp值变大

答案　C

解析　在AgCl的饱和溶液中，Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数，故A错;只有在饱和AgCl溶液中c(Ag+)•c(Cl-)才等于1.8×10-10 mol2•L-2，故B项叙述错误;当Qc=Ksp，则溶液为饱和溶液，故C项叙述正确;在AgCl水溶液中加入HCl只会使溶解平衡发生移动，不会影响Ksp，所以D错。

6.对于难溶盐MX，其饱和溶液中M+和X-的物质的量浓度之间的关系类似于c(H+)•c(OH-)=KW，存在等式c(M+)•c(X-)=Ksp。一定温度下，将足量的AgCl分别加入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是(　　)

①20 mL 0.01 mol•L-1 KCl;

②30 mL 0.02 mol•L-1 CaCl2溶液;

③40 mL 0.03 mol•L-1 HCl溶液;

④10 mL蒸馏水;

⑤50 mL 0.05 mol•L-1 AgNO3溶液

A.①>②>③>④>⑤

B.④>①>③>②>⑤

C.⑤>④>②>①>③

D.④>③>⑤>②>①

答案　B

解析　AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)，由于c(Ag+)•c(Cl-)=Ksp，溶液中c(Cl-)或c(Ag+)越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解度就越小。AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag+或Cl-的浓度有关，而与溶液的体积无关。①c(Cl-)=0.01 mol•L-1;②c(Cl-)=0.04 mol•L-1;③c(Cl-)=0.03 mol•L-1;④c(Cl-)=0 mol•L-1;⑤c(Ag+)=0.05 mol•L-1。Ag+或Cl-浓度由小到大的排列顺序：④<①<③<②<⑤，故AgCl的溶解度由大到小的排列顺序：④>①>③>②>⑤。

练基础落实

1.25℃时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s) Pb2+(aq)+2I-(aq)，加入KI溶液，下列说法正确的是(　　)

A.溶液中Pb2+和I-浓度都增大

B.溶度积常数Ksp增大

C.沉淀溶解平衡不移动

D.溶液中Pb2+浓度减小

答案　D

2.CaCO3在下列哪种液体中，溶解度最大(　　)

A.H2O B.Na2CO3溶液 C.CaCl2溶液 D.乙醇

答案　A

解析　在B、C选项的溶液中，分别含有CO2-3、Ca2+，会抑制CaCO3的溶解，而CaCO3在乙醇中是不溶的。

3.下列说法正确的是(　　)

A.溶度积就是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的乘积

B.溶度积常数是不受任何条件影响的常数，简称溶度积

C.可用离子积Qc判断沉淀溶解平衡进行的方向

D.所有物质的溶度积都是随温度的升高而增大的

答案　C

解析　溶度积不是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的简单乘积，还与平衡式中化学计量数的幂指数有关，溶度积受温度的影响，不受离子浓度的影响。

4.AgCl和Ag2CrO4的溶度积分别为1.8×10-10 mol2•L-2和2.0×10-12 mol3•L-3，若用难溶盐在溶液中的浓度来表示其溶解度，则下面的叙述中正确的是(　　)

A.AgCl和Ag2CrO4的溶解度相等

B.AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度

C.两者类型不同，不能由Ksp的大小直接判断溶解能力的大小

D.都是难溶盐，溶解度无意义

答案　C

解析　AgCl和Ag2CrO4阴、阳离子比类型不同，不能直接利用Ksp来比较二者溶解能力的大小，所以只有C对;其余三项叙述均错误。比较溶解度大小，若用溶度积必须是同类型，否则不能比较。

5.已知HF的Ka=3.6×10-4 mol•L-1，CaF2的Ksp=1.46×10-10 mol2•L-2。向1 L 0.1 mol•L-1的HF溶液中加入11.1 g CaCl2，下列有关说法正确的是(　　)

A.通过计算得知，HF与CaCl2反应生成白色沉淀

B.通过计算得知，HF与CaCl2不反应

C.因为HF是弱酸，HF与CaCl2不反应

D.如果升高温度，HF的Ka、CaF2的Ksp可能增大，也可能减小

答案　A

解析　该题可采用估算法。0.1 mol•L-1的HF溶液中c(HF)=0.1 mol•L-1，因此，c2(F-)=c(H+)•c(F-)≈3.6×10-4 mol•L-1×0.1 mol•L-1=3.6×10-5 mol2•L-2，又c(Ca2+)=11.1 g÷111 g/mol÷1 L=0.1 mol•L-1，c2(F-)×c(Ca2+)=3.6×10-6>Ksp，显然，A是正确的;D项，由于HF的电离是吸热的，升高温度，Ka一定增大，D错误。

练方法技巧

6.

已知Ag2SO4的Ksp为2.0×10-5 mol3•L-3，将适量Ag2SO4固体溶于100 mL水中至刚好饱和，该过程中Ag+和SO2-4浓度随时间变化关系如图所示[饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034 mol•L-1]。若t1时刻在上述体系中加入100 mL 0.020 mol•L-1 Na2SO4溶液，下列示意图中，能正确表示t1时刻后Ag+和SO2-4浓度随时间变化关系的是(　　)

答案　B

解析　已知Ag2SO4的Ksp=2.0×10-5 mol3•L-3=[c(Ag+)]2•c(SO2-4)，则饱和溶液中c(SO2-4)=Ksp[cAg+]2=2.0×10-50.0342 mol•L-1=0.017 mol•L-1，当加入100 mL 0.020 mol•L-1 Na2SO4溶液时，c(SO2-4)=0.017 mol•L-1+0.020 mol•L-12=0.018 5 mol•L-1，c(Ag+)=0.017 mol•L-1(此时Q c

7.已知：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12 mol3•L-3，Ksp[MgF2]=7.42×10-11 mol3•L-3。下列说法正确的是(　　)

A.25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2+)大

B.25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2+)增大

C.25℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol•L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol•L-1 NH4Cl溶液中的Ksp小

D.25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后， Mg(OH)2不可能转化为MgF2

答案　B

解析　Mg(OH)2与MgF2均为AB2型难溶电解质，故Ksp越小，其溶解度越小，前者c(Mg2+)小，A错误;因为NH+4+OH-===NH3•H2O，所以加入NH4Cl后促进Mg(OH)2的溶解平衡向右移动，c(Mg2+)增大，B正确;Ksp只受温度的影响，25℃时，Mg(OH)2的溶度积Ksp为常数，C错误;加入NaF溶液后，若Qc=c(Mg2+)•[c(F-)]2>Ksp(MgF2)，则会产生MgF2沉淀，D错误。

8.Mg(OH)2难溶于水，但它溶解的部分全部电离。室温下时，饱和Mg(OH)2溶液的pH=11，若不考虑KW的变化，则该温度下Mg(OH)2的溶解度是多少?(溶液密度为1.0 g•cm-3)

答案　0.002 9 g

解析　根据Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)，c(OH-)=10-3 mol•L-1，则1 L Mg(OH)2溶液中，溶解的n[Mg(OH)2]=1 L×12×10-3 mol•L-1=5×10-4 mol，其质量为58 g•mol-1×5×10-4 mol=0.029 g，再根据S100 g=0.029 g1 000 mL×1.0 g•cm-3可求出S=0.002 9 g。

凡是此类题都是设溶液的体积为1 L，根据1 L溶液中溶解溶质的质量，计算溶解度。

练综合拓展

9.金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，以达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol•L-1)如下图。

(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是______。

(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+，应该控制溶液的pH为______。

A.<1　　 　　B.4左右　　 　　C.>6

(3)在Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2+杂质，______(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是

________________________________________________________________________。

(4)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水，生成[Cu(NH3)4]2+，写出反应的离子方程式_________________________________________________________。

(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：

物质 FeS MnS CuS PbS HgS ZnS

Ksp 6.3×10-18 2.5×

10-13 1.3×10-36 3.4×10-28 6.4×10-53 1.6×10-24

某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+，最适宜向此工业废水中加入过量的______除去它们。(选填序号)

A.NaOH 　　　B.FeS 　　　　C.Na2S

答案　(1)Cu2+　(2)B

(3)不能　Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小

(4)Cu(OH)2+4NH3•H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O

(5)B

解析　(1)据图知pH=4～5时，Cu2+开始沉淀为Cu(OH)2，因此pH=3时，铜元素主要以Cu2+形式存在。

(2)若要除去CuCl2溶液中的Fe3+，以保证Fe3+完全沉淀，而Cu2+还未沉淀，据图知pH应为4左右。

(3)据图知，Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小，无法通过调节溶液pH的方法除去Ni(OH)2溶液中的Co2+。

(4)据已知条件结合原子守恒即可写出离子方程式：

Cu(OH)2+4NH3•H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。

(5)因为在FeS、CuS、PbS、HgS四种硫化物中只有FeS的溶度积最大，且与其他三种物质的溶度积差别较大，因此应用沉淀的转化可除去废水中的Cu2+、Pb2+、Hg2+，且因FeS也难溶，不会引入新的杂质。

第2课时　沉淀溶解平衡原理的应用

[目标要求]　1.了解沉淀溶解平衡的应用。2.知道沉淀转化的本质。

一、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

(1)调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：

Fe3++3NH3•H2O===Fe(OH)3↓+3NH+4。

(2)加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。反应如下：

Cu2++S2-===CuS↓，

Cu2++H2S===CuS↓+2H+，

Hg2++S2-===HgS↓，

Hg2++H2S===HgS↓+2H+。