2012届高考化学第一轮复习必修部分讲义
第七单元第4讲难溶电解质的溶解平衡
解读与阐释
考纲要求权威解读
1.了解难溶电解质的溶解平衡。
2．了解难溶电解质的沉淀转化的本质。 本部分是新课标新增内容，是高考的重点，常见的考查形式：①结合图像考查溶解平衡的建立、溶度积常数在生产、科研、环保中的应用；②根据物质的溶度积常数判断沉淀的溶解及转化；③溶解平衡的影响因素。
梳理与整合
一、沉淀溶解平衡的建立
导学诱思
(1)0.1 mol?L－1的盐酸与0.1 mol?L－1的AgNO3溶液等体积混合完全反应后溶液中含有的微粒有：__________________。
(2)下列方程式①AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)、②AgCl===Ag＋＋Cl－、③CH3COOH CH3COO－＋H＋各表示什么意义？
答：________________________________________________________________________。
教材回归
1．AgCl溶解平衡的建立
在AgCl的溶液中存在下述两个过程：一方面，在水分子的作用下，少量Ag＋和Cl－脱离AgCl的表面而溶于水中；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的表面而析出沉淀。在一定温度下当沉淀溶解和生成的速率相等时，得到AgCl的饱和溶液。
2．溶解平衡
固体溶质 溶液中的溶质
(1)v溶解____v沉淀，固体溶解。
(2)v溶解____v沉淀，溶解平衡。
(3)v溶解____v沉淀，析出固体。
二、溶度积
导学诱思
AgCl的Ksp＝1.80×10－10，将0.002 mol?L－1的NaCl和0.002 mol?L－1的AgNO3溶液等体积混合，是否有AgCl沉淀生成？答：____________________________________________。
教材回归
1．表达式
化学平衡均有平衡常数，所以沉淀溶解平衡也有平衡常数??溶度积，符号为______。对于沉淀溶解平衡MmAn(s) mMn＋(aq)＋nAm－(aq)，Ksp＝______。Ksp只受______影响。
2．Ksp的意义
反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
(1)用溶度积直接比较时，物质的类型(如AB型、A2B型、AB2型等)必须相同。
(2)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。
3．Ksp的应用
某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度幂的乘积??离子积Qc与Ksp的关系：
Qc____Ksp，溶液过饱和，____沉淀析出，直至溶液达到新的平衡；
Qc＝______，溶液饱和，沉淀与溶解处于______状态；
Qc____Ksp，溶液____饱和，____沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直到溶液______。
三、沉淀反应的应用
导学诱思
(1)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2?
答：________________________________________________________________________。
(2)怎样除去AgI中的AgCl?
答：________________________________________________________________________。
教材回归
1．沉淀的生成
(1)调节pH法：如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可首先加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为：__________________________。
(2)加沉淀剂法：如用CO2－3沉淀Ca2＋，离子方程式为______________________。
2．沉淀的溶解
(1)酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为____________________________。
如Cu(OH)2溶于稀硫酸，离子方程式为________________________________。
(2)盐溶液溶解法：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。
3．沉淀的转化
(1)实质：______________的移动。
(2)特征
①一般说来，溶解度小的沉淀转化为溶解度______的沉淀容易实现。
②沉淀的溶解度差别______，越容易转化。
例如：AgNO3??→NaCl______(白色沉淀)??→NaBr________(淡黄色沉淀)??→NaI______(黄色沉淀)??→Na2SAg2S(黑色沉淀)。
(3)应用
①锅炉除垢
将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为________________________________________。
②矿物转化
CuSO4溶液遇ZnS(闪锌矿)转化为CuS(铜蓝)的离子方程式为__________________________。
理解与深化
一、沉淀溶解平衡的影响因素
1．内因
难溶电解质本身的性质，这是决定因素。
2．外因
以AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq) ΔH>0为例
外界条件移动方向平衡后
c(Ag＋)平衡后
c(Cl－)Ksp
升高温度正向增大增大增大
加水稀释正向不变不变不变
加入少量AgNO3逆向增大减小不变
通入HCl逆向减小增大不变
通入H2S正向减小增大不变
【例1】 (2011?天津一中月考)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( )。
A．升高温度，平衡逆向移动
B．溶液中c(Ca2＋)?c2(OH－)恒为定值
C．向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度
D．除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的氢氧化钠溶液
二、溶度积有关计算及应用
1．判断沉淀的生成、溶解及转化
通过比较溶液中有关离子浓度幂的乘积??离子积Qc与Ksp的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成、溶解或转化。
两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能会产生多种沉淀时，判断产生沉淀先后顺序问题，均可利用溶度积的计算公式或离子积与溶度积的关系加以判断。
2．溶度积的计算
(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c(Ag＋)＝a。
(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。
【例2】 在25 ℃时，FeS的Ksp＝6.3×10－18，CuS的Ksp＝1.3×10－36，ZnS的Ksp＝1.3×10－24。下列有关说法中正确的是( )。
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1.3×10－36 mol?L－1
C．向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S，只有FeS沉淀生成
D．除去某溶液中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂
实验与探究
溶度积在实验与生产中的应用
难溶电解质的溶解平衡是新课标的新增内容，由于在生产、生活、科研等领域应用较为广泛，所以近几年高考中频繁出现，常结合物质的分离提纯等实验知识进行考查。做题时，我们要牢牢抓住溶度积常数的意义，理清沉淀的生成、溶解、转化之间的关系。
实验典例
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，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)]见下页图。
(1)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH为______(填序号)。
①pH＜1 ②pH＝4左右 ③pH＞6
难溶金属氢氧化物的SpH图
(2)在Ni(NO3)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。
(3)下表是一些难溶物的溶度积常数：
难(微)溶物溶度积常数(Ksp)
BaSO41×10－10
BaCO32.6×10－9
CaSO47×10－5
CaCO35×10－9
工业中常将BaSO4转化为BaCO3后，再将其制成各种可溶性的钡盐(如：BaCl2)。具体做法是用饱和的纯碱溶液浸泡BaSO4粉末，并不断补充纯碱，最后BaSO4转化为BaCO3。现有足量的BaSO4悬浊液，在该悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌，为使SO2－4物质的量浓度达到0.01 mol?L－1以上，则溶液中CO2－3物质的量浓度应≥______ mol?L－1。
答案与解析
梳理与整合
一、
导学诱思
(1)H2O、H＋、OH－、Ag＋、Cl－、NO－3 (2)①AgCl的溶解平衡；②AgCl是强电解质，溶于水的AgCl完全电离；③CH3COOH的电离平衡
教材回归
2．(1)＞ (2)＝ (3)<
二、
导学诱思
c(Cl－)?c(Ag＋)＝0.001 mol?L－1×0.001 mol?L－1＝10－6mol2?L－2＞Ksp，有沉淀生成
教材回归
1．Ksp cm(Mn＋)?cn(Am－) 温度
3．＞ 有 Ksp 平衡 < 未 无 饱和
三、
导学诱思
(1)向溶液中加入过量的Na2CO3充分反应过滤，向滤液中加适量盐酸
(2)把混合物与饱和KI溶液混合，振荡静置，溶度积大的AgCl就慢慢转化为溶度积小的AgI
教材回归
1．(1)Fe3＋＋3NH3?H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4
(2)CO2－3＋Ca2＋===CaCO3↓
2．(1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
(2)Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
3．(1)沉淀溶解平衡
(2)更小 越大 AgCl AgBr AgI
(3)CaSO4(s)＋CO2－3(aq)===CaCO3(s)＋SO2－4(aq)
Cu2＋(aq)＋ZnS(s)===CuS(s)＋Zn2＋(aq)
理解与深化
【例1】A 解析：Ksp＝c(Ca2＋)?c2(OH－)是溶度积常数的表达式，溶度积常数随温度变化而变化，B错误；C会生成CaCO3，使Ca2＋浓度减小，错误；加入氢氧化钠溶液会使平衡左移，有Ca(OH)2沉淀生成，但Ca(OH)2的溶度积较大，要除去Ca2＋，应把Ca2＋转化为更难溶的CaCO3，D错误。
【例2】D 解析：1 L水中溶解的CuS的质量为1.3×10－18×96 g，同理1 L水中溶解的ZnS的质量为1.3×10－12×97 g，所以CuS的溶解度小于ZnS的溶解度，A、B错误；FeS的Ksp大于ZnS，所以C选项应只有ZnS生成；D选项依据沉淀的转化，溶度积大的FeS可以转化为溶度积小的CuS。
实验与探究
答案：(1)② (2)不能 (3)0.26
第七单元第4讲难溶电解质的溶解平衡
解读与阐释
考纲要求权威解读
1.了解难溶电解质的溶解平衡。
2．了解难溶电解质的沉淀转化的本质。 本部分是新课标新增内容，是高考的重点，常见的考查形式：①结合图像考查溶解平衡的建立、溶度积常数在生产、科研、环保中的应用；②根据物质的溶度积常数判断沉淀的溶解及转化；③溶解平衡的影响因素。
梳理与整合
一、沉淀溶解平衡的建立
导学诱思
(1)0.1 mol?L－1的盐酸与0.1 mol?L－1的AgNO3溶液等体积混合完全反应后溶液中含有的微粒有：__________________。
(2)下列方程式①AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)、②AgCl===Ag＋＋Cl－、③CH3COOH CH3COO－＋H＋各表示什么意义？
答：________________________________________________________________________。
教材回归
1．AgCl溶解平衡的建立
在AgCl的溶液中存在下述两个过程：一方面，在水分子的作用下，少量Ag＋和Cl－脱离AgCl的表面而溶于水中；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的表面而析出沉淀。在一定温度下当沉淀溶解和生成的速率相等时，得到AgCl的饱和溶液。
2．溶解平衡
固体溶质 溶液中的溶质
(1)v溶解____v沉淀，固体溶解。
(2)v溶解____v沉淀，溶解平衡。
(3)v溶解____v沉淀，析出固体。
二、溶度积
导学诱思
AgCl的Ksp＝1.80×10－10，将0.002 mol?L－1的NaCl和0.002 mol?L－1的AgNO3溶液等体积混合，是否有AgCl沉淀生成？答：____________________________________________。
教材回归
1．表达式
化学平衡均有平衡常数，所以沉淀溶解平衡也有平衡常数??溶度积，符号为______。对于沉淀溶解平衡MmAn(s) mMn＋(aq)＋nAm－(aq)，Ksp＝______。Ksp只受______影响。
2．Ksp的意义
反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
(1)用溶度积直接比较时，物质的类型(如AB型、A2B型、AB2型等)必须相同。
(2)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。
3．Ksp的应用
某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度幂的乘积??离子积Qc与Ksp的关系：
Qc____Ksp，溶液过饱和，____沉淀析出，直至溶液达到新的平衡；
Qc＝______，溶液饱和，沉淀与溶解处于______状态；
Qc____Ksp，溶液____饱和，____沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直到溶液______。
三、沉淀反应的应用
导学诱思
(1)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2?
答：________________________________________________________________________。
(2)怎样除去AgI中的AgCl?
答：________________________________________________________________________。
教材回归
1．沉淀的生成
(1)调节pH法：如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可首先加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为：__________________________。
(2)加沉淀剂法：如用CO2－3沉淀Ca2＋，离子方程式为______________________。
2．沉淀的溶解
(1)酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为____________________________。
如Cu(OH)2溶于稀硫酸，离子方程式为________________________________。
(2)盐溶液溶解法：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。
3．沉淀的转化
(1)实质：______________的移动。
(2)特征
①一般说来，溶解度小的沉淀转化为溶解度______的沉淀容易实现。
②沉淀的溶解度差别______，越容易转化。
例如：AgNO3??→NaCl______(白色沉淀)??→NaBr________(淡黄色沉淀)??→NaI______(黄色沉淀)??→Na2SAg2S(黑色沉淀)。
(3)应用
①锅炉除垢
将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为________________________________________。
②矿物转化
CuSO4溶液遇ZnS(闪锌矿)转化为CuS(铜蓝)的离子方程式为__________________________。
理解与深化
一、沉淀溶解平衡的影响因素
1．内因
难溶电解质本身的性质，这是决定因素。
2．外因
以AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq) ΔH>0为例
外界条件移动方向平衡后
c(Ag＋)平衡后
c(Cl－)Ksp
升高温度正向增大增大增大
加水稀释正向不变不变不变
加入少量AgNO3逆向增大减小不变
通入HCl逆向减小增大不变
通入H2S正向减小增大不变
【例1】 (2011?天津一中月考)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( )。
A．升高温度，平衡逆向移动
B．溶液中c(Ca2＋)?c2(OH－)恒为定值
C．向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度
D．除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的氢氧化钠溶液
二、溶度积有关计算及应用
1．判断沉淀的生成、溶解及转化
通过比较溶液中有关离子浓度幂的乘积??离子积Qc与Ksp的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成、溶解或转化。
两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能会产生多种沉淀时，判断产生沉淀先后顺序问题，均可利用溶度积的计算公式或离子积与溶度积的关系加以判断。
2．溶度积的计算
(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c(Ag＋)＝a。
(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。
【例2】 在25 ℃时，FeS的Ksp＝6.3×10－18，CuS的Ksp＝1.3×10－36，ZnS的Ksp＝1.3×10－24。下列有关说法中正确的是( )。
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1.3×10－36 mol?L－1
C．向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S，只有FeS沉淀生成
D．除去某溶液中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂
实验与探究
溶度积在实验与生产中的应用
难溶电解质的溶解平衡是新课标的新增内容，由于在生产、生活、科研等领域应用较为广泛，所以近几年高考中频繁出现，常结合物质的分离提纯等实验知识进行考查。做题时，我们要牢牢抓住溶度积常数的意义，理清沉淀的生成、溶解、转化之间的关系。
实验典例
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，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)]见下页图。
(1)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH为______(填序号)。
①pH＜1 ②pH＝4左右 ③pH＞6
难溶金属氢氧化物的SpH图
(2)在Ni(NO3)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。
(3)下表是一些难溶物的溶度积常数：
难(微)溶物溶度积常数(Ksp)
BaSO41×10－10
BaCO32.6×10－9
CaSO47×10－5
CaCO35×10－9
工业中常将BaSO4转化为BaCO3后，再将其制成各种可溶性的钡盐(如：BaCl2)。具体做法是用饱和的纯碱溶液浸泡BaSO4粉末，并不断补充纯碱，最后BaSO4转化为BaCO3。现有足量的BaSO4悬浊液，在该悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌，为使SO2－4物质的量浓度达到0.01 mol?L－1以上，则溶液中CO2－3物质的量浓度应≥______ mol?L－1。
答案与解析
梳理与整合
一、
导学诱思
(1)H2O、H＋、OH－、Ag＋、Cl－、NO－3 (2)①AgCl的溶解平衡；②AgCl是强电解质，溶于水的AgCl完全电离；③CH3COOH的电离平衡
教材回归
2．(1)＞ (2)＝ (3)<
二、
导学诱思
c(Cl－)?c(Ag＋)＝0.001 mol?L－1×0.001 mol?L－1＝10－6mol2?L－2＞Ksp，有沉淀生成
教材回归
1．Ksp cm(Mn＋)?cn(Am－) 温度
3．＞ 有 Ksp 平衡 < 未 无 饱和
三、
导学诱思
(1)向溶液中加入过量的Na2CO3充分反应过滤，向滤液中加适量盐酸
(2)把混合物与饱和KI溶液混合，振荡静置，溶度积大的AgCl就慢慢转化为溶度积小的AgI
教材回归
1．(1)Fe3＋＋3NH3?H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4
(2)CO2－3＋Ca2＋===CaCO3↓
2．(1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
(2)Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
3．(1)沉淀溶解平衡
(2)更小 越大 AgCl AgBr AgI
(3)CaSO4(s)＋CO2－3(aq)===CaCO3(s)＋SO2－4(aq)
Cu2＋(aq)＋ZnS(s)===CuS(s)＋Zn2＋(aq)
理解与深化
【例1】A 解析：Ksp＝c(Ca2＋)?c2(OH－)是溶度积常数的表达式，溶度积常数随温度变化而变化，B错误；C会生成CaCO3，使Ca2＋浓度减小，错误；加入氢氧化钠溶液会使平衡左移，有Ca(OH)2沉淀生成，但Ca(OH)2的溶度积较大，要除去Ca2＋，应把Ca2＋转化为更难溶的CaCO3，D错误。
【例2】D 解析：1 L水中溶解的CuS的质量为1.3×10－18×96 g，同理1 L水中溶解的ZnS的质量为1.3×10－12×97 g，所以CuS的溶解度小于ZnS的溶解度，A、B错误；FeS的Ksp大于ZnS，所以C选项应只有ZnS生成；D选项依据沉淀的转化，溶度积大的FeS可以转化为溶度积小的CuS。
实验与探究
答案：(1)② (2)不能 (3)0.26
