高三一轮复习沉淀溶解平衡

高三化学第一轮复习化学反应原理沉淀溶解平衡（1）了解难溶电解质在水中的溶解情况和特点。（2）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。课程标准与考纲要求1、书写Fe(OH)3的沉淀溶解平衡方程式____________，其Ksp的表达式为_________。2、已知Fe(OH)3溶解时吸热，则温度升高，Ksp______，Fe(OH)3的溶解度____；向Fe(OH)3饱和溶液中，加入少量NaOH，则ksp____，Fe(OH)3的溶解度____(填“增大”、“变小”或“不变”)。预习检测：（1）固态物质的溶解度一定温度下，某固态溶质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。有时也用1L水中所溶解的溶质的物质的量来表示。（2）溶解度与溶解性的关系0.01110S(g)溶解性(20℃)易溶可溶微溶难溶(不溶)溶解度一、沉淀溶解平衡3特征：逆、动、等、定、变一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。2表达式：1概念：MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm—(aq)Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，符合平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。4意义：不表示电离平衡表示：一方面：少量的Mg2+和OH-脱离Mg(OH)2表面进入水中，另一方面：溶液中的Mg2+和OH-受Mg(OH)2表面的阴、阳离子的吸引回到Mg(OH)2的表面4影响溶解平衡的因素：①内因：电解质本身的性质②外因：a)浓度：b)温度：AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)平衡右移多数平衡向溶解方向移动升温加水c)同离子效应：d)其它：加入相同的离子，使平衡向沉淀方向移动。加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离的离子，使平衡向溶解的方向移动。思考：对于平衡AgClAg++Cl-若改变条件，对其有何影响?改变条件平衡移动方向C（Ag+）C（Cl-）升温加AgCl（s）加NaCl（s）加NaI（s）加AgNO3(s)加NH3·H2O→↑↑不移动不变不变←↓↑→↓↑←↑↓→↓↑对于平衡Cu(OH)2（S）Cu2+(aq)+2OH-(aq)改变哪些条件，平衡能发生移动？改变条件平衡移动方向C（Cu2+）C（OH-）升温加CuCl2(s)加NaOH（s）加Na2S（s）加水加Cu(OH)2（s）加NH3·H2O→↑↑→不变不变不移动不变不变←↓↑→↓↑←↑↓→↓↑Cu(OH)2：Ksp=2.2×10-20mol3L-3CuS：Ksp=1.3×10-36mol2•L-2铜离子与氨水最终会生成络合物练一练1、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（）A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率与溶解的速率相等C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中离子的浓度相等且保持不变D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入该沉淀物，将促进溶解B2、石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH―(aq),加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（）A.Na2CO3溶液B.AlCl3溶液C.NaOH溶液D.CaCl2溶液练一练AB二、溶度积常数(Ksp)：如Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)表达式难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时，离子浓度保持不变（或一定）。其离子浓度的次方的乘积为一个常数这个常数是沉淀溶解平衡常数称之为溶度积常数简称为溶度积，用Ksp表示。概念：①溶度积(Ksp)的大小与难溶电解质性质和温度有关，与沉淀的量无关.离子浓度的改变可使平衡发生移动,而不能改变溶度积.溶度积(Ksp)的性质25℃时，Ksp=[Mg2+][OH-]2=5.6×10-12mol3L-3几种难溶电解质在25℃时的溶解平衡和溶度积：AgCl(s)Ag++Cl-Ksp=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10mol2L-2AgBr(s)Ag++Br-Ksp=[Ag+][Br-]=5.0×10-13mol2L-2AgI(s)Ag++I-Ksp=[Ag+][I-]=8.3×10-17mol2L-2相同类型(如AB型)的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶。如:Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)Ksp(AgI)溶解度:AgClAgBrAgI②Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解性注意：Ksp与其它化学平衡常数一样，只与难溶性电解质的性质和温度有关。三、溶度积规则及沉淀溶解平衡的应用②QcKsp时,过饱和溶液，沉淀生成。①Qc＝Ksp时,饱和溶液，沉淀溶解平衡状态。③QcKsp时,溶液未饱和，沉淀溶解。Qc=c(Mn+)m·c(Am-)n以上规则称为溶度积规则.沉淀的生成和溶解这两个相反的过程相互转化的条件是离子浓度的大小，控制离子浓度的大小，可以使反应向所需要的方向转化.（2）沉淀的方法a、调pH值如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调PH值至7－8Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+b、加沉淀剂：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂Cu2++S2-=CuS↓Hg2++S2-＝HgS↓1、沉淀的生成（1）原则：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好。（2）意义：在物质的检验、提纯及工厂废水的处理等方面有重要意义。c、其它生成沉淀的方法例如利用盐类的水解反应要除去含Cu2+、Cl-、Fe3+的溶液中的Fe3+，而不引入新杂质，可加入:CuOCu(OH)2CuCO3加入沉淀剂、应用同离子效应、控制溶液的pH，当Qc＞Ksp时有沉淀生成.1.如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应尽快用5.0％的硫酸钠溶液给患者洗胃.2.精制食盐水时，可加入适量的氢氧化钠溶液除去氯化钠溶液中的镁离子.增大c(OH-)，使Qc＞Ksp以产生Mg(OH)2沉淀.增大c(SO42-)，使Qc＞Ksp以产生BaSO4沉淀.Mg(OH)2(s)⇌Mg2＋(aq)+2OH－(aq)BaSO4(S)Ba2++SO42-2、沉淀的溶解（1）沉淀的溶解原理设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动（2）沉淀的溶解举例a、酸碱溶解法如：CaCO3溶于盐酸，FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸，Al(OH)3溶于强碱CaCO3Ca2++CO32-+H+HCO3-H2CO3→H2O+CO2↑生成气体b、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液Mg(OH)2溶于盐酸和NH4Cl溶液的原因解释在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：Mg(OH)2(s)≒Mg2+(aq)+2OH-(aq)加入盐酸时，H+中和OH-,使c(OH-)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解加入NH4Cl时，NH4+水解，产生的H+中和OH-,使c(OH-)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解c、其它沉淀溶解的方法如:生成配位化合物使沉淀溶银氨溶液的制取,写出反应的离子方程式。Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+Ag(OH)+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O•小结：难溶电解质溶解的规律•不断减小溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解.例1.医院中进行钡餐透视时，用BaSO4做内服造影剂，为什么不用BaCO3做内服造影剂？信息：1.Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2·L-2；Ksp(BaCO3)=5.1×10-9mol2·L-22.Ba2+有剧毒，；3.胃酸的酸性很强，pH约为0.9～1.5；由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃酸会与CO32-反应生成CO2和水，使CO32-离子浓度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。BaCO3Ba2++CO32-+2H+CO2+H2O所以，不能用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”。而SO42-不与H+结合生成硫酸，胃酸中的H+对BaSO4的溶解平衡没有影响，Ba2+浓度保持在安全浓度标准下，所以用BaSO4作“钡餐”。沉淀的溶解例2.吃糖后不刷牙容易形成蛀牙。为什么？•信息：1.牙齿表面的牙釉质起着保护牙齿的作用，其主要成分为Ca5(PO4)3OH（羟基磷酸钙）,它是一种难溶电解质，Ksp=2.5×10-59mol9·L-9；2.残留在牙齿上的糖发酵会产生H+；Ca5（PO4）3OH（S）5Ca2+（ag）+3PO43-（ag）+OH-（ag）糖发酵生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿。已知Ｆ－会与难溶于水的羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3(OH)]反应生成更难溶且耐酸的氟磷酸钙[Ca5(PO4)3F]。请解释含氟牙膏使牙齿变坚固原因并写出此离子反应方程式。生成的氟磷酸钙覆盖在牙齿表面，抵抗Ｈ+的侵袭Ca5(PO4)3OH+F－＝Ca5(PO4)3F+OH-3.沉淀的转化实质：沉淀溶解平衡的移动一般规律：溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。难溶物的溶解度相差越大，这种转化的趋势越大。如：在AgCl(s)中加入NaI溶液可转化为AgI(s)沉淀。在CaSO4(s)加入Na2CO3溶液可转化为CaCO3(s)沉淀。例1：重晶石（主要成分是BaSO4）是制备钡化合物的重要原料:BaSO4不溶于酸，但可以用饱和Na2CO3溶液处理转化为易溶于酸的BaCO3BaSO4Ba2++SO42-+BaCO3(s)BaSO4+CO32-BaCO3+SO42-①饱和Na2CO3溶液②移走上层溶液H+（重复①②操作）BaSO4、BaCO3Ba2+BaSO4……BaCO3Na2CO3CO32-+2Na+例1：0.004mol·L-1AgNO3与0.004mol·L-1K2CrO4等体积混合，有无Ag2CrO4沉淀生成？(Ag2CrO4的Ksp=1.1×10-12)解：2Ag++CrO42-Ag2CrO4Qc=c2(Ag+)c(CrO42-)QcKsp(Ag2CrO4)有Ag2CrO4沉淀生成。结论：利用溶度积规则可以判断沉淀能否生成。=(0.002)3=8×10-9例2：锅炉中水垢中含有CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。CaSO4SO42-+Ca2++CO32-CaCO3例3、计算当CO32-的浓度达到SO42-浓度的多少倍数时，才能实现由BaSO4转化成BaCO3沉淀。BaSO4+CO32-BaCO3+SO42-则该反应的平衡常数K=c（SO42-）c（CO32-）c（SO42-）·c（Ba2+）c（CO32-）·c（Ba2+）=KSP（BaSO4）KSP（BaCO3）=1.1×10-102.58×10-9==0.043[答案]可以算出当溶液中CO32-的浓度达到SO42-浓度的23.3倍时,就可以实现上述的转化.Ksp(BaCO3)=2.58×10-9mol2.L-2；Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2.L-2总结:利用溶度积规则可以判断沉淀能否转化。而且一定条件下溶解能力小的物质也可以转化成溶解能力相对较大的物质。例4：在1mol·L-1CuSO4溶液中含有少量的Fe3+杂质，pH值控制在什么范围才能除去Fe3+?[使c(Fe3+)≤10-5mol·L-1]已知：Fe(OH)3的Ksp=2.6×10-39Cu(OH)2的Ksp=5.6×10-20Fe(OH)3Fe3++3OH–Ksp=c(Fe3+)c3(OH–)=2.6×10-39353933391010621062.)Fe(c.)OH(c)Lmol(.1121046C(H+)=1.56×10-13pH=2.8pH2.8解：Cu(OH)2Cu2++2OH–Ksp=c(Cu2+)c2(OH–)=5.6×10-2011065106