(讲义)第3章 第3节 新知探究课19 沉淀溶解平衡-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1(鲁科版2019)

第3节　沉淀溶解平衡 新知探究课19　沉淀溶解平衡 1．认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，了解沉淀溶解平衡的建立过程，能运用化学平衡理论描述沉淀溶解平衡。 2．知道溶度积常数，能运用溶度积规则判断沉淀的产生、溶解；了解沉淀溶解平衡在生产生活中的应用。 一、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PbI2的沉淀溶解平衡可表示为PbI2(s)⥫⥬Pb2+(aq)＋2I－(aq)。 (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作溶度积常数或溶度积，通常用Ksp来表示。 (2)表达式：当难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时，建立沉淀溶解平衡：AmBn(s)⥫⥬mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，其溶度积的表达式为Ksp＝(Bm－)。 (3)影响因素：Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关。 (4)意义：Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解程度。通常，对于相同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr和AgI)，Ksp越大，难溶电解质在水中的溶解程度就越高。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)沉淀溶解达到平衡状态时，溶液中阴、 阳离子浓度相等，且保持不变。 (　　) (2)外界条件发生变化，沉淀溶解平衡不一定发生移动。 (　　) (3)Ksp越大的难溶电解质在水中的溶解程度越高。 (　　) (4)加热时，沉淀溶解平衡一定向沉淀溶解的方向移动。 (　　) [答案]　(1)×　(2)√　(3)×　(4)× 二、沉淀溶解平衡的应用 1．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)： Q与Ksp关系 溶液性质 沉淀溶解或生成 Q＞Ksp 过饱和 有沉淀析出 Q＝Ksp 饱和 沉淀溶解平衡 Q＜Ksp 不饱和 沉淀溶解 (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。 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CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2 CaCO3↓＋H2O＋CO2↑。 2．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Hg2+，沉淀转化反应为FeS(s)＋Hg2+(aq)===Fe2+(aq)＋HgS(s)。 　(1)BaCO3和BaSO4都难溶于水，在医学上常用BaSO4作钡餐透视，而不能用BaCO3的原因是什么？ (2)家用水壶、暖水瓶里长了水垢，将醋倒入壶中烧煮，可以有效去除水垢。 ①水垢的主要成分是碳酸钙、氢氧化镁等，如何形成的？ ②将醋倒入壶中烧煮，可以有效去除水垢。原理是什么？ 提示：(1)原因是BaCO3能溶于胃酸(主要成分为盐酸)，反应原理为BaCO3(s)⥫⥬Ba2+(aq)+(aq)；C＋2H＋⥫⥬CO2＋H2O。可见，胃酸消耗C，使溶液中C的浓度降低，则Q＜Ksp，从而使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使Ba2+浓度增大而引起人体重金属中毒。 (2)①水垢的形成：水中溶解的碳酸氢镁和碳酸氢钙等，在沸腾的水中分解，释放出二氧化碳，变成难溶解的碳酸钙沉淀，持续加热可以使水中部分溶解的MgCO3转化为更难溶的Mg(OH)2。②难溶解的沉淀能溶于醋酸可以有效去除水垢，如2CH3COOH＋CaCO3=== (CH3COO)2Ca＋H2O＋CO2↑。 影响沉淀溶解平衡的因素及Ksp的应用 已知PbI2(s)(黄色)⥫⥬Pb2+(aq)＋2I－(aq)　ΔH＞0，实验操作如下： 1．将观察到试管中出现什么现象？请你用平衡移动的理论和Ksp与Q之间的关系，解释出现该现象的原因。 提示：产生黄色沉淀。平衡移动理论方面：滴加 KI浓溶液，I－的浓度增大，使平衡PbI2(s)⥫⥬Pb2+(aq)＋ 2I－(aq)向左移动，产生 PbI2沉淀；利用Ksp与Q之间的关系：Ksp＝c平(Pb2+)·I－，滴加 KI浓溶液，I－的浓度增大，Q>Ksp，平衡向左移动，产生 PbI2沉淀。 2．若直接加热试管Ⅰ将会观察到什么现象