第四节 沉淀溶解平衡
一、学习点拨
1．目标要求
（1）了解难溶电解质在水中的溶解情况。
（2）理解难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，正确理解和掌握溶度积KSP的概念。
（3）掌握运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。
（4）掌握简单的利用KSP的表达式，计算溶液中相关离子的浓度。
2．知识要点
（1）难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，运用溶度积KSP简单计算溶液中相关离子的浓度
（2）运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。
3．学习方法
难溶电解质在水中也会建立一种动态平衡，这种动态平衡和化学平衡、电离平衡一样合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。难溶电解质溶解程度大小可以用沉淀溶解平衡常数--溶度积KSP来进行判断，因此我们就可以运用溶度积KSP计算溶液中相关离子的浓度。对难溶电解质的溶解平衡常数的正确的理解，一方面要运用前面的影响化学平衡、电离平衡的因素知识进行牵移和类比以达到强化和内化的目标；另一方面要用溶度积KSP知识来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。本节内容的核心知识点就是溶度积KSP
二、学习训练
第一课时
[知识技能]
1．一些电解质如BaSO4在水中只能溶解很少、可以说是难以溶解，所以称为______________。尽管这些电解质难以溶解于水中，但在水中也会建立一种________ _____。
2．难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律，其基本特征为：（1）________ ____（2）__ ______ ____
（3）________ ____（4）________ ____
3．难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常数称为_______ __，简称_______ __。请写出PbI2 Cu(OH)2 BaSO4 CaCO3 Al(OH)3 CuS的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式
4．溶度积KSP反映了难溶电解质在水中的__ ______ ___，KSP的大小和溶质的溶解度不同，它只与__ ______ 有关，与__ ______ 无关。利用溶度积KSP可以判断__ ______ __、__ ______ __以及__ _____ _ __。
5．沉淀的转化是__ _____ _ __的过程，其实质是__ _____ _ __。
当Qc 大于 Ksp时，情况为：__ _____ _ __
当Qc 等于 Ksp时，情况为：__ _____ _ __
当Qc 小于 Ksp时，情况为：__ _____ _ __
6．将AgNO3溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都会出现不同颜色的沉淀，沉淀的颜色变化是 _ ____ → _ _ ___ → ____ _。出现这种颜色变化的原因是：
_ _____ _
7．将足量BaCO3分别加入：① 30mL 水 ②10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液 ③50mL 0.01mol/L 氯化钡溶液 ④100mL 0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为： _____
8．已知在室温时，Cu(OH)2的溶度积Ksp=2.2×10－20 mol3?L－3，求室温下Cu(OH)2饱和溶液中Cu2+和OH-的物质的量浓度。
[能力方法]
1．铝和镓的性质相似，如M(OH)3都是难溶的两性氢氧化物。在自然界镓常以极少量分散于铝矿，如Al2O3中。用NaOH溶液处理铝矿（Al2O3）时，生成NaAlO2、NaGaO2；而后通入适量CO2，得Al(OH)3沉淀，而NaGaO2留在溶液中（循环多次后成为提取镓的原料）。发生后一步反应是因为
A、镓酸酸性强于铝酸 B、铝酸酸性强于镓酸
C、镓浓度小，所以不沉淀 D、Al(OH)3是难溶物
2．己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)2(固) Ca2+＋2OH－，CaCO3(固) Ca2+＋CO32－。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2，CO2等，为了除去有害气体SO2变废为宝，常常见粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气，反应产物为石膏。
（1）写山上述两个反应的化学方程式：
①S02与CaCO3悬浊液反应
②S02与Ca(OH)2悬浊液反应
（2）试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由
3．以BaS为原料制备Ba(OH)2?8H2O的过程是：BaS与HCl反应，所得溶液在70℃～90C时与过量NaOH溶液作用，除杂，冷却后得到Ba(OH)2?8H2O晶体。据最新报道，生产效率高、成本低的Ba(OH)2?8H2O晶体的新方法是使BaS与CuO反应……
1．新方法的反应方程式为：
2．该反应反应物CuO是不溶物，为什么该反应还能进行：
3．简述新方法生产效率高、成本低的原因。
4．牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：
Ca5(PO4)3OH(固) 5Ca2++3PO43-+OH-
进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是
已知Ca5(PO4)3F（固）的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。主动脉用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：
根据以上原理，请你提出一种其它促进矿化的方法：
[拓展体验]
一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数，这个常数称为该难溶电解质的溶度积，用符号Ksp表示。
即：AmBn(s) mAn+(aq)＋nBm－(aq) [An+]m?[Bm－]n＝Ksp
已知：某温度时，Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl－] ＝1.8×10－10
Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2- 4] ＝1.1×10－12
试求：
（1）此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度，并比较两者的大小。
（2）此温度下，在0.010mo1?L-1的AgNO3溶液中，AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度，并比较两者的大小。
[学习小结]
参考答案
[知识技能]
1．难溶电解质 动态平衡
2．可逆过程 沉积和溶解速率相等 各离子浓度不变 改变温度、浓度等条件平衡移动
3．溶度积常数 溶度积 （略）
4．溶解能力 温度 浓度 沉淀的生成 溶解情况 沉淀溶解平衡移动方向
5．一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质 沉淀溶解平衡的移动 此时有沉淀析出 直至沉积与溶解达到平衡 沉积与溶解处于平衡状态 若溶液中存在难溶电解质，则难溶电解质会溶解，直至沉积与溶解达到平衡状态
6．白→淡黄→黄色 AgCl AgBr AgI的Ksp逐渐减小，白色AgCl沉淀转化成难溶的淡黄色的AgBr，然后淡黄色的AgBr再转变成更难溶的黄色AgI沉淀。
7．③④①②
8． 略
[能力方法]
1．A
2．(1)①2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4?H2O)+2CO2或
2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4?H2O)+2CO2
②2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2(CaSO4?2H2O)或2SO2+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4+2H2O
(2) Ca(OH)2微溶于水，石灰水中Ca(OH)2浓度小，不利于吸收SO2
3．（1）BaS＋CuO＋9H2O＝Ba(OH)2?8H2O＋CuS［也可写Ba(OH)2］
（2）CuS的溶度积比CuO小得多（更难溶），有利于该反应正向进行。
（3）CuS为难溶物（未反应的CuO也不溶），过滤后，将滤液浓缩、冷却，就可在溶液中析出Ba(OH)2?8H2O晶体，故生产效率高；CuS在空气中焙烧氧化可得CuO与SO2，故CuO可反复使用（SO2可用于制硫的化合物），因而成本低。
4．．H++OH-=H2O，使平衡向脱矿方向移动 5Ca2++3PO +F-=Ca5（PO4）3F↓
加Ca2+（或加PO 等）
[拓展体验]
①AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
Ag2CrO4(s) 2Ag＋(aq)＋CrO42－(aq)
2xx
(2x)2?x=Ksp
∴ c(AgCl)＜c(Ag2CrO4)
②在0.010 mol?L-1 AgNO3溶液中，c(Ag+)=0.010 mol?L-1
AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
溶解平衡时：0.010＋xx
(0.010＋x)?x＝1.8×10－10∵ x很小，∴ 0.010＋x≈0.010
x＝1.8×10－8(mol?L－1)
c(AgCl)= 1.8×10－8(mol?L－1)
Ag2CrO4(s) 2Ag＋(aq)＋CrO2－4(aq)
溶解平衡时：0.010＋x x
(0.010＋2x)2?x＝1.1×10－12∵ x很小，∴ 0.010＋2x≈0.010
x＝1.1×10－8(mol?L－1)∴ c(Ag2CrO4)＝1.1×10-8 (mol?L－1)
∴ c(AgCl)＞c(Ag2CrO4)
一、学习点拨
1．目标要求
（1）了解难溶电解质在水中的溶解情况。
（2）理解难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，正确理解和掌握溶度积KSP的概念。
（3）掌握运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。
（4）掌握简单的利用KSP的表达式，计算溶液中相关离子的浓度。
2．知识要点
（1）难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，运用溶度积KSP简单计算溶液中相关离子的浓度
（2）运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。
3．学习方法
难溶电解质在水中也会建立一种动态平衡，这种动态平衡和化学平衡、电离平衡一样合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。难溶电解质溶解程度大小可以用沉淀溶解平衡常数--溶度积KSP来进行判断，因此我们就可以运用溶度积KSP计算溶液中相关离子的浓度。对难溶电解质的溶解平衡常数的正确的理解，一方面要运用前面的影响化学平衡、电离平衡的因素知识进行牵移和类比以达到强化和内化的目标；另一方面要用溶度积KSP知识来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。本节内容的核心知识点就是溶度积KSP
二、学习训练
第一课时
[知识技能]
1．一些电解质如BaSO4在水中只能溶解很少、可以说是难以溶解，所以称为______________。尽管这些电解质难以溶解于水中，但在水中也会建立一种________ _____。
2．难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律，其基本特征为：（1）________ ____（2）__ ______ ____
（3）________ ____（4）________ ____
3．难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常数称为_______ __，简称_______ __。请写出PbI2 Cu(OH)2 BaSO4 CaCO3 Al(OH)3 CuS的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式
4．溶度积KSP反映了难溶电解质在水中的__ ______ ___，KSP的大小和溶质的溶解度不同，它只与__ ______ 有关，与__ ______ 无关。利用溶度积KSP可以判断__ ______ __、__ ______ __以及__ _____ _ __。
5．沉淀的转化是__ _____ _ __的过程，其实质是__ _____ _ __。
当Qc 大于 Ksp时，情况为：__ _____ _ __
当Qc 等于 Ksp时，情况为：__ _____ _ __
当Qc 小于 Ksp时，情况为：__ _____ _ __
6．将AgNO3溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都会出现不同颜色的沉淀，沉淀的颜色变化是 _ ____ → _ _ ___ → ____ _。出现这种颜色变化的原因是：
_ _____ _
7．将足量BaCO3分别加入：① 30mL 水 ②10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液 ③50mL 0.01mol/L 氯化钡溶液 ④100mL 0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为： _____
8．已知在室温时，Cu(OH)2的溶度积Ksp=2.2×10－20 mol3?L－3，求室温下Cu(OH)2饱和溶液中Cu2+和OH-的物质的量浓度。
[能力方法]
1．铝和镓的性质相似，如M(OH)3都是难溶的两性氢氧化物。在自然界镓常以极少量分散于铝矿，如Al2O3中。用NaOH溶液处理铝矿（Al2O3）时，生成NaAlO2、NaGaO2；而后通入适量CO2，得Al(OH)3沉淀，而NaGaO2留在溶液中（循环多次后成为提取镓的原料）。发生后一步反应是因为
A、镓酸酸性强于铝酸 B、铝酸酸性强于镓酸
C、镓浓度小，所以不沉淀 D、Al(OH)3是难溶物
2．己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)2(固) Ca2+＋2OH－，CaCO3(固) Ca2+＋CO32－。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2，CO2等，为了除去有害气体SO2变废为宝，常常见粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气，反应产物为石膏。
（1）写山上述两个反应的化学方程式：
①S02与CaCO3悬浊液反应
②S02与Ca(OH)2悬浊液反应
（2）试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由
3．以BaS为原料制备Ba(OH)2?8H2O的过程是：BaS与HCl反应，所得溶液在70℃～90C时与过量NaOH溶液作用，除杂，冷却后得到Ba(OH)2?8H2O晶体。据最新报道，生产效率高、成本低的Ba(OH)2?8H2O晶体的新方法是使BaS与CuO反应……
1．新方法的反应方程式为：
2．该反应反应物CuO是不溶物，为什么该反应还能进行：
3．简述新方法生产效率高、成本低的原因。
4．牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：
Ca5(PO4)3OH(固) 5Ca2++3PO43-+OH-
进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是
已知Ca5(PO4)3F（固）的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。主动脉用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：
根据以上原理，请你提出一种其它促进矿化的方法：
[拓展体验]
一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数，这个常数称为该难溶电解质的溶度积，用符号Ksp表示。
即：AmBn(s) mAn+(aq)＋nBm－(aq) [An+]m?[Bm－]n＝Ksp
已知：某温度时，Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl－] ＝1.8×10－10
Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2- 4] ＝1.1×10－12
试求：
（1）此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度，并比较两者的大小。
（2）此温度下，在0.010mo1?L-1的AgNO3溶液中，AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度，并比较两者的大小。
[学习小结]
参考答案
[知识技能]
1．难溶电解质 动态平衡
2．可逆过程 沉积和溶解速率相等 各离子浓度不变 改变温度、浓度等条件平衡移动
3．溶度积常数 溶度积 （略）
4．溶解能力 温度 浓度 沉淀的生成 溶解情况 沉淀溶解平衡移动方向
5．一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质 沉淀溶解平衡的移动 此时有沉淀析出 直至沉积与溶解达到平衡 沉积与溶解处于平衡状态 若溶液中存在难溶电解质，则难溶电解质会溶解，直至沉积与溶解达到平衡状态
6．白→淡黄→黄色 AgCl AgBr AgI的Ksp逐渐减小，白色AgCl沉淀转化成难溶的淡黄色的AgBr，然后淡黄色的AgBr再转变成更难溶的黄色AgI沉淀。
7．③④①②
8． 略
[能力方法]
1．A
2．(1)①2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4?H2O)+2CO2或
2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4?H2O)+2CO2
②2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2(CaSO4?2H2O)或2SO2+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4+2H2O
(2) Ca(OH)2微溶于水，石灰水中Ca(OH)2浓度小，不利于吸收SO2
3．（1）BaS＋CuO＋9H2O＝Ba(OH)2?8H2O＋CuS［也可写Ba(OH)2］
（2）CuS的溶度积比CuO小得多（更难溶），有利于该反应正向进行。
（3）CuS为难溶物（未反应的CuO也不溶），过滤后，将滤液浓缩、冷却，就可在溶液中析出Ba(OH)2?8H2O晶体，故生产效率高；CuS在空气中焙烧氧化可得CuO与SO2，故CuO可反复使用（SO2可用于制硫的化合物），因而成本低。
4．．H++OH-=H2O，使平衡向脱矿方向移动 5Ca2++3PO +F-=Ca5（PO4）3F↓
加Ca2+（或加PO 等）
[拓展体验]
①AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
Ag2CrO4(s) 2Ag＋(aq)＋CrO42－(aq)
2xx
(2x)2?x=Ksp
∴ c(AgCl)＜c(Ag2CrO4)
②在0.010 mol?L-1 AgNO3溶液中，c(Ag+)=0.010 mol?L-1
AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
溶解平衡时：0.010＋xx
(0.010＋x)?x＝1.8×10－10∵ x很小，∴ 0.010＋x≈0.010
x＝1.8×10－8(mol?L－1)
c(AgCl)= 1.8×10－8(mol?L－1)
Ag2CrO4(s) 2Ag＋(aq)＋CrO2－4(aq)
溶解平衡时：0.010＋x x
(0.010＋2x)2?x＝1.1×10－12∵ x很小，∴ 0.010＋2x≈0.010
x＝1.1×10－8(mol?L－1)∴ c(Ag2CrO4)＝1.1×10-8 (mol?L－1)
∴ c(AgCl)＞c(Ag2CrO4)
