第3章 第4节 第1课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡-【创新教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1五维课堂同步Word教案（人教版2019）

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 课标要点 核心素养 1.通过实验探究，认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡 2．能够根据化学平衡原理分析沉淀溶解平衡的影响因素 3．能够利用离子积与溶度积常数的关系判断溶液中难溶电解质的沉淀和溶解情况 1.宏观辨识与微观探析 2.变化观念与平衡思想 3.证据推理与模型认知 从宏观角度(溶解度)认识沉淀溶解平衡的存在 运用化学平衡原理分析，理解沉淀溶解平衡的建立过程，学会运用控制变量的方法研究化学反应 理解掌握溶度积常数的概念，建立认知模型(离子积与溶度积常数的关系与沉淀溶解和沉淀的关联)，并能利用该模型判断溶液中难溶电解质的沉淀和溶解情况 [知识梳理] [知识点一]　沉淀溶解平衡　 1．含义 在一定温度下，当　沉淀　和　溶解　速率相等时所达到的平衡状态，称为沉淀溶解平衡。 2．建立 以AgCl溶解平衡为例，表达式：　AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　。 3．特征 4．生成难溶电解质的离子反应的限度 (1)25℃时，溶解性与溶解度的关系 (2)反应完全的标志 一般情况下，当溶液中剩余离子的浓度小于　1×10－5_mol·L－1　时，反应就达到完全。 [知识点二]　溶度积常数　 1．表示方法 对MmAnmMn＋＋nAm－来说 Ksp＝　cm(Mn＋)·cn(Am－)　。 2．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。 3．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)而言，Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越　强　。 4．应用 (1)离子积：难溶电解质溶液在任意时刻离子浓度的乘积，用Q表示，如Ag2S的Q＝c2(Ag＋)·c(S2－)。 (2)根据Q与Ksp的关系判断溶液状态： ①Q>Ksp，溶液中有沉淀析出； ②Q＝Ksp，沉淀与溶解处于平衡状态； ③Q<Ksp，溶液中无沉淀析出。 [自我评价] 1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”) (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)对于“AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)”，说明AgCl部分电离，是弱电解质。( × ) (4)溶解度小的物质，Ksp一定小，溶解度大的物质，Ksp也一定大。( × ) (5)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变。( √ ) (6)溶度积常数Ksp只受温度的影响，温度升高Ksp增大。( × ) 2．想一想 (1)常温下，分别将AgCl溶于水和0.1 mol·L－1的NaCl溶液中，其溶解度相同吗？为什么？ 提示：不同。在NaCl溶液中，Cl－的存在会导致AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)向左移动，使AgCl溶解度更小。 (2)溶度积常数除与物质本身的溶解性有关外，还受外界哪些因素影响？ 提示：Ksp只与温度有关。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 沉淀溶解平衡的建立与移动 (素养养成——宏观辨识与微观探析) [情境素材] 物质的溶解度只有大小之分，没有在水中绝对不溶解的物质。所谓难溶电解质是指溶解度小于0.01克的物质。它可以是强电解质如BaSO4、AgCl等，也可以是弱电解质如Fe(OH)3、Mg(OH)2等。但由于它们的溶解度都很小，溶解的极少部分，在水溶液中都可以认为是100%的电离，所以我们不区分其强弱，统称为难溶电解质。 [思考探究] 1．在AgCl溶于水的起始阶段，v溶解和v沉淀怎样变化？当v溶解＝v沉淀时，可逆过程达到一种什么样的状态？画出v－t图。 提示：AgCl溶于水的起始阶段，v溶解开始最大，后逐渐减小，v沉淀开始为0，后逐渐增大，直到v溶解＝v沉淀，说明溶解达到平衡状态。v－t图如下： 2．向AgCl饱和溶液中加水，AgCl的溶解度增大吗？溶解平衡移动吗？Ksp是否增大？升高温度Ksp如何变化？ 提示：向AgCl饱和溶液中加水，AgCl溶解平衡向正向移动，但是AgCl的溶解度不增大，Ksp不变。升高温度，AgCl的Ksp将增大。 3．对于平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，当分别加入固体NaCl和NaBr时，试讨论平衡移动的情况。 提示：加入固体NaCl时，溶液中c(Cl－)增大，平衡向生成沉淀的方向移动；加入固体NaBr时，Br－与Ag＋生成了更难溶的AgBr使溶液中c(Ag＋)减小，平衡向溶解的方向移动。 [核心突破] 1．沉淀溶解平衡与难溶电解质的电离 (1)沉淀溶解平衡是指固体沉淀与溶液中相关离子间的平衡关系，包含了沉淀的溶解和溶解后电解质的电离两个过程。如： BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq) 包含了BaSO4(s)BaSO4(aq)和BaSO4===Ba2＋＋SO两个过程。 (2)难溶电解质的电离仅仅是沉淀溶解平衡的后一个过程。 总过程 沉淀溶解平衡(可逆) 分过程 沉淀的溶解(可逆) 电解质的电离(可逆或不可逆) 沉淀溶解平衡也用电离方程式表示，①须标明状态(s)、(aq)，②一律用“”。 Al(OH)3(s)Al3＋(aq)＋3OH－(aq)　(沉淀溶解平衡) Al(OH)3Al3＋＋3OH－　(电离平衡) 2．影响沉淀溶解平衡的因素 (1)内因 溶质本身的性质。绝对不溶的物质是没有的；同是微溶物质，溶解度差别也很大；易溶溶质只要是饱和溶液也存在溶解平衡。 (2)外界条件改变对溶解平衡的影响 ①温度升高，多数溶解平衡向溶解的方向移动。 ②加水稀释，浓度减小，溶解平衡向溶解的方向移动。 ③加入与难溶电解质构成粒子相同的物质，溶解平衡向生成沉淀的方向移动。 ④加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，溶解平衡向溶解的方向移动。 [典例示范] [典例1]　除了酸以外，某些盐也能溶解沉淀。利用下表三种试剂进行实验，相关分析不正确的是(　　) 编号 ① ② ③ 分散质 Mg(OH)2 HCl NH4Cl 备注 悬浊液 1 mol·L－1 1 mol·L－1 A.向①中加入酚酞显红色，说明物质的“不溶性”是相对的 B．分别向少量Mg(OH)2沉淀中加入适量等体积②③均能快速彻底溶解 C．①、③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NH(aq)Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(aq) D．向①中加入②，c(OH－)减小，Mg(OH)2溶解平衡正向移动 [解题指南]　解答本题要注意两点： (1)减小溶解平衡中离子浓度，可促进沉淀溶解； (2)溶解平衡是可逆的，故溶液中离子浓度不能为0。 解析：B　[Mg(OH)2是难溶电解质，在水中有少量的溶解，而且电离出OH－，溶液显弱碱性，所以没有绝对不溶的物质，故A正确；Mg(OH)2沉淀与HCl发生中和反应，反应较快；Mg(OH)2沉淀电离出来的OH－与NH4Cl电离的铵根离子结合生成弱电解质，反应较慢，故B错误；NH能结合Mg(OH)2电离出的OH－，生成弱电解质NH3·H2O，所以①、③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NH(aq)Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(aq)，故C正确；在Mg(OH)2的悬浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，所以向①中加入②，c(OH－)减小，Mg(OH)2溶解平衡正向移动，故D正确。] [刨根问底] (1)向上述悬浊液中加入少量浓氢氧化钠溶液，平衡如何移动？ 提示：加入少量浓氢氧化钠溶液，c(OH－)增大，平衡左移。 (2)有人认为加入NH4Cl溶液，沉淀溶解，是由于NH4Cl水解显酸性，你认为对吗？ 提示：不对。水解很微弱，氢离子浓度很小，与OH－的作用远远小于NH。 [学以致用] 1．将一定量的硫酸钡放入水中，对此有关的叙述正确的是(　　) A．硫酸钡不溶于水，硫酸钡固体质量不会改变 B．最终会得到BaSO4的极稀的饱和溶液 C．因为Ba2＋＋SO===BaSO4↓很容易发生，所以不存在BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)的反应 D．因为BaSO4难溶于水，所以改变外界条件也不会改变BaSO4的溶解性 解析：B　[BaSO4不溶于水并不是绝对不溶，它存在溶解平衡，当沉淀和溶解的速率相等时，得到了BaSO4的饱和溶液即建立了动态平衡BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，A、C项错误，B项正确；升高温度，BaSO4溶解度增大，D项错误。] 2．现向含AgBr的饱和溶液中： (1)加入固体AgNO3，则c(Ag＋)　________　(填“变大”“变小”或“不变”，下同)。 (2)加入更多的AgBr固体，则c(Ag＋)　________　。 (3)加入AgCl固体，则c(Br－)　________　，c(Ag＋)　________　。 (4)加入Na2S固体，则c(Br－)　________　，c(Ag＋)　________　。 解析：(1)向AgBr饱和溶液中加入AgNO3，溶解平衡逆向移动，但c(Ag＋)变大；(2)加入AgBr固体，对溶解平衡无影响，c(Ag＋)不变；(3)因AgCl溶解度大于AgBr，加入AgCl固体时，c(Ag＋)变大，溶解平衡向左移动，c(Br－)变小；(4)因Ag2S溶解度小于AgBr，加入Na2S固体时，生成Ag2S，溶解平衡向右移动，c(Br－)变大，但c(Ag＋)变小。 答案：(1)变大　(2)不变　(3)变小　变大　(4)变大　变小 　 　溶度积曲线的理解与应用 (素养养成——宏观辨识与微观探析) [思考探究] 在T ℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知T ℃时AgCl的Ksp＝4×10－10。 1．T ℃时，Ksp(AgBr)等于多少？ 提示：Ksp(AgBr)＝c(Ag＋)·c(Br－)＝7×10－7×7×10－7＝4.9×10－13。 2．相同温度下，AgCl和AgBr的溶解度相对大小关系如何？ 提示：S(AgCl)>S(AgBr) 3．a点是否有沉淀析出？b点是否有沉淀析出？ 提示：a点：Q<Ksp，溶液不饱和，故无沉淀析出。b点：Q＞Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出。 4．采取什么措施可以使溶液由c点到d点？该过程中Ksp(AgBr)是否变化？ 提示：增大c(Br－)；不变化。 [核心突破] 溶度积的意义及应用 (1)Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。 (2)同温条件时，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，Cu(OH)2＜Mg(OH)2。 (3)不同类型的物质，Ksp差距不大时不能直接作为比较依据。如(25 ℃)： AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　Ksp＝1.8×10－10 Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)　Ksp＝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。 [典例示范] [典例2]　绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是(　　) A．图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度 B．图中各点对应的Ksp的关系为Ksp(m)＝Ksp(n)<Ksp(p)<Ksp(q) C．向m点的溶液中加入少量Na2S固体，溶液组成由m沿mpn线向p方向移动 D．温度降低时，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动 解析：B　[图中p、q对应纵横坐标数值相等，即c(Cd2＋)＝c(S2－)，则a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度，A正确；图中m、n、p点对应的温度相同，小于q点对应的温度，对应的Ksp的关系为Ksp(m)＝Ksp(n)＝Ksp(p)<Ksp(q)，B错误；向m点的溶液中加入少量Na2S固体，c(S2－)增大，而Ksp不变，c(Cd2＋)减小，溶液组成由m沿mpn线向p方向移动，C正确；温度降低时，CdS在水中的溶解度逐渐减小，饱和溶液降温后离子浓度减小，但仍为饱和溶液，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动，D正确。] [刨根问底] (1)若T2>T1，由图像分析CdS的溶解过程是吸热的还是放热的？ 提示：吸热。由图像知CdS的Ksp(T2)>Ksp(T1)，即温度越高，Ksp越大，则CdS的溶解过程是吸热的。 (2)若由n点变到p点，应采取什么措施？ 提示：增大c(Cd2＋)。增大c(Cd2＋)，由于Ksp不变，c(S2－)减小，符合图像。 [学以致用] 3．某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是(　　) A．Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH)2] B．加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点 C．c、d两点代表的溶液中c(H＋)与c(OH－)乘积相等 D．Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和 解析：B　[在曲线上的任意一点，c(Fe3＋)·c3(OH－)＝Ksp[Fe(OH)3]，c(Cu2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Cu(OH)2]，D对；比较b、c两点，金属离子的浓度相同，Fe(OH)3溶液中氢离子浓度大，即氢氧根离子浓度小，因此氢氧化铁的Ksp小于氢氧化铜的Ksp，A对；加入NH4Cl，氯化铵水解，使溶液的酸性增加，pH降低，由图可以看出，Fe3＋应增大，B错；Kw只与温度有关，与溶液的酸碱性无关，C对。] 4．20 ℃时，PbCl2(s)在不同浓度盐酸中的最大溶解量(单位：g·L－1)如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．盐酸浓度越大，Ksp(PbCl2)越大 B．PbCl2能与一定浓度的盐酸反应 C．x、y两点对应的溶液中c(Pb2＋)相等 D．往含Pb2＋的溶液中加入过量浓盐酸，可将Pb2＋完全转化为PbCl2(s) 解析：B　[Ksp(PbCl2)的影响因素为温度，温度不变，Ksp(PbCl2)不变，A错误；根据图像可知当盐酸的浓度大于1 mol·L－1时PbCl2的溶解度随盐酸浓度的增大而增大，则PbCl2能与一定浓度的盐酸反应，B正确；y点铅元素的存在形式不是Pb2＋，x、y两点对应的溶液中c(Pb2＋)不相等，C错误；往含Pb2＋的溶液中加入浓盐酸至过量，可将Pb2＋先转化为PbCl2(s)(存在沉淀溶解平衡，溶液中含有Pb2＋)，然后转化为其他形式，D错误。] [素养提升] 某牙膏广告中的那句著名的广告语“牙好，嘿！胃口就好。身体倍儿棒，吃嘛嘛香。”可见牙齿与人体健康的密切关系。 牙齿表面有一层硬的成分为Ca5(PO4)3OH的物质保护，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH5Ca2＋＋3PO＋OH－。 (1)饮用纯净水能否保护牙齿？为什么？ 提示：不能。饮用纯净水，对Ca2＋或PO的浓度没有影响，起不到保护牙齿的作用。 (2)在牙膏中添加适量的Ca2＋或PO，能否保护牙齿？为什么？ 提示：能，牙膏中添加适量的Ca2＋或PO会促使Ca5(PO4)3OH的溶解平衡向左进行，有利于牙齿的保护。 (3)已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比Ca5(PO4)3OH(s)更小，在饮用水、牙膏中加入适量氟化物添加剂，可以防止龋齿，从而起到保护牙齿的作用，请分析原因。 提示：在饮用水或牙膏中加入适量氟化物会在牙齿表面生成溶解度更小的Ca5(PO4)3F而保护牙齿。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中正确的是(　　) A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等 B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－ C．升高温度，AgCl沉淀的溶解度减小 D．在有AgCl沉淀生成的溶液中加入NaCl固体，AgCl沉淀溶解的量不变 解析：A　[沉淀溶解平衡是动态平衡，正、逆反应速率(或沉淀的生成、溶解速率)相等且大于0，A正确；难溶不等于不溶，溶解的AgCl能完全电离出Ag＋和Cl－，只是它们的浓度很小，B错误；通常难溶电解质的溶解度随温度升高而增大(氢氧化钙等除外)，C错误；加入NaCl固体，增大Cl－浓度，使AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)溶解平衡逆向移动，析出AgCl沉淀，因此溶解的AgCl减小，D错误。] 2．25 ℃时，已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2·L－2，Ksp(AgBr)＝7.8×10－13 mol2·L－2。现向等浓度NaCl和NaBr的混合溶液中逐滴加入稀AgNO3溶液，先沉淀的是(　　) A．AgCl　　　　　　　 B．AgBr C．同时沉淀 D．无法判断 解析：B　[由于25 ℃时，Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)，等浓度的NaCl和NaBr混合溶液中逐滴加入稀AgNO3溶液，先达到AgBr的溶度积，故先析出AgBr沉淀，B项正确。] 3．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10 mol2·L－2，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13 mol2·L－2，Ksp(Ag2CrO4)＝9×10－11 mol3·L－3。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为(　　) A．Cl－、Br－、CrO B．CrO、Br－、Cl－ C．Br－、Cl－、CrO D．Br－、CrO、Cl－ 解析：C　[设Cl－、Br－、CrO刚开始产生沉淀时，银离子的浓度分别为x mol·L－1、y mol·L－1、z mol·L－1，滴加少量AgNO3溶液时，对原溶液中阴离子浓度几乎无影响，则根据Ksp可得：0.01x＝1.56×10－10,0.01y＝7.7×10－13,0.01 z2＝9×10－11，可分别解出x＝1.56×10－8，y＝7.7×10－11，z＝3×10－4.5，可知y<x<z，开始沉淀时所需要的银离子浓度越小，则越先沉淀，因此产生沉淀的先后顺序为Br－、Cl－、CrO，C项正确。] 4．(双选)常温下，Ksp(CaSO4)＝9×10－6mol2·L－2，常温下CaSO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图。下列说法不正确的是(　　) A．CaSO4溶解在水中，c平(Ca2＋)＝c平(SO)＝3×10－3 mol·L－1 B．在d点溶液中加入一定量的CaCl2可能会有沉淀析出 C．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp D．b点将有沉淀生成，平衡后溶液中c平(SO)等于3×10－3 mol·L－1 解析：CD　[CaSO4溶解在水中形成的是饱和溶液，存在c平(Ca2＋)·c(SO)＝Ksp，所以c平(Ca2＋)＝c平(SO)＝＝3×10－3 mol·L－1，A对；d点与c点相比较，SO浓度相同，Ca2＋浓度较c点小，所以溶液未达到饱和，加入CaCl2后，如果c平(Ca2＋)·c平(SO)>Ksp就有可能有沉淀析出，B对；a点和c点在同一条线上，所以Ksp相等，C错误；b点与c点相比较，SO浓度相同，Ca2＋浓度偏大，相当于在CaSO4的平衡中增大Ca2＋浓度，平衡向生成沉淀方向进行，且Ca2＋浓度大于SO浓度，D错。] 5．已知常温下，AgCl的Ksp＝1.8×10－10 mol2·L－2，AgBr的Ksp＝5.0×10－13 mol2·L－2。 现向AgCl的悬浊液中： (1)加入AgNO3固体，则c平(Cl－)　________　(填“变大”“变小”或“不变”，下同)； (2)若改加更多的AgCl固体，则c平(Ag＋)　________　； (3)若改加更多的KBr固体，则c平(Ag＋)　________　；c平(Cl－)　________　。 解析：向AgCl悬浊液中加AgNO3固体，会增大c平(Ag＋)，使c平(Cl－)下降；加AgCl固体，c平(Ag＋)、c平(Cl－)都不会改变；若加KBr，因AgBr的Ksp小于AgCl的Ksp，会使AgCl转化为AgBr，c平(Ag＋)下降，c平(Cl－)增大。 答案：(1)变小　(2)不变　(3)变小　变大 [课堂小结] 学科网（北京）股份有限公司 $$