第4讲难溶电解质的沉淀溶解平衡

第1页共6页第4讲难溶电解质的沉淀溶解平衡１．物质的溶解性（1）溶解度的大小：（2）影响物质溶解度的因素：温度：一般固体和液体，温度越高，溶解度越大，但物质Ca(OH)2反常。气体的溶解度随温度的升高而降低。压强：对固体和液体溶解度的影响很小，对气体，增大压强，溶解度增大。例1．下列属于微溶物质的是（）A．AgClB．BaCl2C．CaSO4D．Ag2S【答案】C例2．下列物质的溶解度随温度升高而减小的是（）A．KNO3B．Ca(OH)2C．BaSO4D．CO2【答案】B２．沉淀溶解平衡：（1）概念：一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成溶质的饱和溶液，达到平衡状态，人们将这种平衡称为沉淀溶解平衡。（2）特征：同化学平衡，逆：是可逆的，等：平衡时v(溶解)=v(沉淀)动：是动态平衡，溶解和沉淀仍在同时进行，v(溶解)=v(沉淀)≠0定：溶液中各离子浓度不再发生变化，变：条件改变，平衡发生移动，移动规律符合“勒沙特列原理”。（3）溶度积常数：一定温度下，难溶电解质在溶液中达到平衡时的离子积常数，叫做溶度积常数或溶度积，通常用Ksp表示。AmBnmAn++nBm－，Ksp=cm(An+)·cn(B－)例如：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl－(aq)Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl－)Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH－(aq)Ksp[Fe(OH)]=c(Fe3+)·c3(OH－)①溶度积常数与溶解度的关系：同种类型的难溶物，其溶度积常数越大，溶解度越大。②影响溶度积常数的外因：KSP的大小和溶质的溶解度不同，它只与温度有关。（4）影响沉淀溶解平衡的因素AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)条件改变升温加水NaClAgNO3NaINH3·H2O移动方向正向正向逆向逆向正向正向c(Ag＋)增大不变减小增大减小减小c(Cl－)增大不变增大减小增大增大Ksp(AgCl)增大不变不变不变不变不变溶解度S增大不变减小减小增大增大例3．有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是（）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－第2页共6页C．升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大.D．向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变【答案】AC例4．在一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)+2OH－(aq)，当向此悬浊液中加入少量生石灰时，下列说法正确的是（）A．n(Ca2＋)增大B．c(Ca2＋)不变.C．n(OH－)增大D．c(OH－)不变.【答案】BD【解析】石灰乳悬浊液中Ca(OH)2溶解达到平衡，再加入生石灰（CaO），CaO+H2O=Ca(OH)2，水的量减少，溶质Ca(OH)2增多，仍然是饱和溶液，c(Ca2＋)、c(OH－)不变，但溶液体积减小，n(Ca2＋)、n(OH－)减小。例5．在有固态Mg(OH)2存在的饱和溶液中，有如下平衡：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH－(aq)，向该饱和溶液中分别加入固体CH3COONa、NH4Cl时，固体Mg(OH)2的质量有什么变化?【答案】增大减小【解析】加入固体CH3COONa，CH3COO－水解，结合水电里出的H+，催进水的电离，使OH－浓度增大，平衡逆向移动，抑制Mg(OH)2(s)溶解，固体Mg(OH)2的质量增大；加入固体NH4Cl，NH4+结合OH-，促进Mg(OH)2(s)溶解，固体Mg(OH)2的质量减小。３．沉淀溶解平衡的应用（1）沉淀的生成：①加某些沉淀剂；②调节溶液的pH；例6．写出有关的离子方程式：（1）用氨水除NH4Cl中的FeCl3杂质：。（2）用Na2S沉淀Cu2+：。（3）用H2S沉淀Hg2+：。【答案】（1）3NH3·H2O+Fe3+=Fe(OH)3↓+3NH4+（2）S2－+Cu2+=CuS↓（3）H2S+Hg2+=HgS↓+2H+【解析】增大离子浓度，使沉淀溶解平衡向沉淀方向进行。例7．粗盐中常含有Ca2+、Mg2+、SO42－等杂质离子，应如何除去？写出操作步骤。①加入试剂；②加入试剂；③加入试剂；④（操作）；⑤加入试剂，调节溶液的pH。【答案】①过量或NaOH；②过量NaOH或BaCl2；③过量Na2CO3；④过滤；⑤适量HCl。【解析】物质分离和提纯的“四原则”、“三必须”“四原则”:①不增（不增加新的杂质）。②不减（不减少被提纯的物质）。③易分（被提纯的物质与新杂质易分离）。④易复（被提纯的物质易复原）。“三必须”：①除杂试剂必须过量②过量试剂必须除尽（因为过量试剂带入新的杂质）③除杂途径必须选最佳第3页共6页除杂试剂必须过量的原因：增大离子浓度，使沉淀溶解平衡向沉淀方向进行。例8．要除去CuCl2酸性溶液中的Fe3+，且不引入新杂质，可加入什么物质？信息：沉淀物Cu(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时的pH4.71.9沉淀完全时的pH6.73.2【答案】CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu(OH)2·CuCO3（2）沉淀的溶解：①酸碱溶解法；②难溶于水的电解质溶于某些盐溶液；③生成配合物；④利用氧化还原反应。例9．写出有关的离子方程式：（1）CaCO3溶于盐酸：。（2）FeS溶于稀盐酸：。（3）向AgCl沉淀中滴加氨水：。（4）用浓盐酸洗去做过KMnO4加热制取O2的试管：。【答案】（1）CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑（2）FeS+2H+=Fe2++H2S↑（3）AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O（4）4H++2Cl-+MnO2△2H2O+Mn2++Cl2↑例10．如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，为什么要尽快用5.0%的硫酸钠溶液给患者洗胃？为什么不使用碳酸钠溶液？【答案】BaSO4(s)SO42－(aq)+Ba2+(aq)，BaSO4的溶度积很小，硫酸钠溶液使BaSO4沉淀溶解平衡向沉淀方向移动，最后极低浓度Ba2+的不对身体造成伤害；BaCO3(s)CO32－(aq)+Ba2+(aq)，但胃液中有较高浓度的胃酸（HCl），CO32－+2H+=H2O+CO2↑，胃液中不能存在较高浓度的CO32－，BaCO3沉淀溶解平衡向溶解方向移动，不能降低Ba2+浓度。（3）沉淀的转化：沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动；一般说来，溶解度大的沉淀转化成溶解度小的沉淀容易实现。当离子的浓度积QcKsp时，生成沉淀，固体沉淀的量增加；当离子的浓度积Qc=Ksp时，溶解平衡，固体沉淀的量不变；当离子的浓度积QcKsp时，未达饱和，固体沉淀的量减小。例11．将AgNO3溶液加入氯化钠溶液中，再依次加入溴化钠溶液、碘化钾溶液、硫化钠溶液，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：。【答案】白色→浅黄色→黄色→黑色。易溶的AgNO3生成难溶的AgCl，进一步转化成更难溶的AgBr（浅黄色）、AgI（黄色）、Ag2S（黑色）。第4页共6页例12．牙齿表面有一层硬的成分为Ca5(PO4)3OH(s)的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：（1）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。（2）已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上面的矿化物更小，质地更坚硬。请用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：。（3）根据以上原理，请你提出另一种促进矿化的方法：。【答案】（1）细菌和酶作用于食物产生有机酸与OH－反应，使牙齿向脱矿化方向移动而受到腐蚀。（2）5Ca2++3PO43－+F－Ca5(PO4)3F(s)（3）吃碱性食物，牙膏添加Ca2+或PO43－。例13．重晶石（主要成分是BaSO4）是制备钡的化合物的重要原料。BaSO4如何转化为BaCO3?写出操作过程：。【答案】用饱和Na2CO3溶液浸取BaSO4，CO32－+BaSO4BaCO3+SO42－。【基础练习】１．为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是（）A．NaOHB．Na2CO3C．氨水D．MgO【答案】D【解析】物质分离和提纯需满足：“四原则（①不增②不减③易分④易复）”、“三必须（①除杂试剂必须过量②过量试剂必须除尽③除杂途径必须选最佳）”２．在100mL0.10mol·L－1的AgNO3溶液中加入100mL溶有2.08gBaCl2的溶液，再加入100mL溶有0.010molCuSO4·5H2O的溶液，充分反应。下列说法正确的是（）A．最终得到白色沉淀和无色溶液B．最终得到的白色沉淀是等物质的量的两种化合物的混合物.C．最终得到的溶液中，Cl－的物质的量为0.02molD．在最终得到的溶液中，Cu2+的物质的量浓度为0.0lmol·L－1【答案】B【解析】n(AgNO3)=0.100L×0.10mol·L－1=0.01mol=n(Ag+)=n(NO3-)n(BaCl2)=molmolgg01.020808.21=n(Ba2+)，n(Cl-)=0.02moln(CuSO4)=0.100L×0.10mol·L－1=0.01mol=n(Cu2+)=n(SO42-)Ag++Cl-=AgCl↓Ba2++SO42-=BaSO4↓0.01mol0.01mol0.01mol0.01mol0.01mol0.01mol所以Ag+、Ba2+、SO42-几乎完全反应生成0.01molAgCl、0.01molBaSO4，溶液中还剩0.01molNO3-、0.01molCl-、0.01molCu2+，c(Cu2+)=Lmol3.001.0=0.033mol·L－1，B正确。３．将足量BaCO3分别加入：①30mL水②10mL0.2mol/LNa2CO3溶液③50mL0.01mol·L-1BaCl2溶液④100mL0.01mol·L-1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：。第5页共6页【答案】③④①②【解析】BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32－(aq)①加入30mL水中，即溶解的BaCO3(s)所电离的Ba2+(aq)，浓度很小，②加入10mL0.2mol·L-1Na2CO3溶液中，BaCO3溶解受抑制，Ba2+小于①；③加入50mL0.01mol·L-1BaCl2溶液中，BaCO3溶解受抑制，Ba2+浓度为0.01mol·L-1，远大于①②；④加入100mL0.01mol·L-1盐酸中，BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑，所得BaCl2的浓度为0.005mol·L-1，小于③。４．某亚硫酸钠试剂已部分被氧化，为确定它的纯度，要进行如下实验：①称取样品W1g；②将样品溶解；③给溶液加入稍过量盐酸酸化了的BaCl2溶液；④过滤、洗涤、干燥沉淀，称其质量为W2g。试回答：（1）BaCl2要用盐酸酸化的原因是。（2）BaCl2溶液要稍过量的原因是。（3）判断操作③是否完成的方法是。（4）判断沉淀是否洗净的方法是。（5）Na2SO3纯度的表示式为。【答案】（1）防止生成BaSO3沉淀。（2）使BaSO4沉淀溶解平衡向沉淀方向移动，保证SO42－沉淀完全。（3）向上层清液中继续滴加BaCl2溶液，若不出现沉淀，证明BaCl2溶液已过量。（4）收集最后一次洗涤液，滴加稀硫酸，若无沉淀，则洗涤干净。（5）%100142233221【解析】（1）测定纯度的原理是根据沉淀BaSO4计算出Na2SO4，进而求出Na2SO3。（2）Ba2+(aq)+SO42－(aq)BaSO4(s)，过量的Ba2+保证SO42－沉淀完全。（3）判断过量的思路为检测所加试剂的存在或要除试剂不存在，但是沉淀产生之后变浑浊，必须沉淀之后再进行操作，所以向上层清液中继续滴加BaCl2溶液，若不出现沉淀，证明BaCl2溶液已过量。因为是在原试样中进行的操作，所以不可以加硫酸或硫酸盐检测过量的BaCl2。（4）洗涤沉淀的目的是除去可溶性成份，成分有过量的BaCl2和HCl，