搜索
第四节难溶电解质的溶解平衡【想一想】AgCl（s）Ag+(aq)+Cl-(aq);②AgCl=Ag++Cl-。①②两个方程式所表示的意义相同吗？【答案】不同。①式表示难溶电解质AgCl在水溶液中的溶解平衡方程式；②式表示强电解质AgCl在水溶液中的电离方程式。4.影响溶解平衡的因素(1)内因：电解质本身的性质(2)外因：遵循平衡移动原理①浓度：加水，平衡向________方向移动。②温度：升温，多数平衡向________方向移动(Ca(OH)2为放热，升温其溶解度减小)。③同离子效应：在溶液中加入与溶解平衡相同的离子，溶解平衡________移动，溶解度________。三、沉淀反应的应用1.沉淀的生成(1)可利用生成沉淀来达到__________________的目的。(2)条件①生成沉淀的反应能够________；②生成沉淀的反应进行得越________越好。(3)方法方法实例发生反应的离子方程式调节pH法除去NH4Cl溶液中的FeCl3Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4沉淀剂除去污水中的重金属离子(如Hg2＋)用H2S：Hg2＋＋H2S===________用Na2S：Hg2＋＋S2－===________【想一想】如果要除去某溶液中的SO2-4，选择加入钙盐还是钡盐？为什么？【答案】钡盐。因为BaSO4比CaSO4更难溶。2.沉淀的溶解(1)概念移去溶解平衡体系中的相应________，使平衡向________的方向移动，从而使沉淀溶解。(2)方法①酸溶解法：CaCO3溶于盐酸的离子方程式为___________________________________。②盐溶液溶解法：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液的离子方程式为___________________________。3.沉淀的转化(1)概念：由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程。(2)实质：____________的移动。(3)规律：一般说来，溶解度__________的沉淀转化成溶解度______的沉淀容易实现。沉淀的溶解度差别_______，转化越容易。【答案】一、S＜0.01g0.01g＜S＜1g1g＜S＜10gS＞10g二、1.一定温度饱和溶液沉淀溶解沉淀生成3.(3)不变4.(2)①溶解②溶解③逆向减小三、1.(1)分离或除去某些离子(2)①发生②完全(3)HgS↓＋2H＋HgS↓2.(1)离子沉淀溶解(2)①CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O②Mg(OH)2＋2NH＋4===Mg2＋＋2NH3·H2O3.(2)沉淀溶解平衡(3)小更小越大沉淀溶解的方法【例1】硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是()A.温度一定时，Ksp(SrSO4)随c(SO)的增大而减小B.三个不同温度中，313K时Ksp(SrSO4)最大C.283K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液D.283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液【解析】Ksp只与温度有关，A错；由图像可知：313K时Ksp(SrSO4)最大，B正确；a点在283K线的下方，属于不饱和溶液，C错；283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后会有晶体析出，还是属于饱和溶液，D错。【答案】B沉淀溶解的方法1.酸碱溶解法(1)难溶性酸常用强碱来溶解：H2SiO3(s)＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。(2)难溶弱酸盐常用强酸或较强酸来溶解：CaC2O4(s)＋2HCl===CaCl2＋H2C2O4。(3)难溶性碱常用强酸(也可用较弱酸)来溶解：如向Mg(OH)2沉淀中，加入酸或铵盐。2.氧化还原溶解法有些金属硫化物(CuS、HgS等)溶度积特别小，在饱和溶液中c(S2－)特别小，不能溶于非氧化性强酸，只能溶于氧化性酸，以减少c(S2－)，达到沉淀溶解的目的。如：3CuS＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋3S↓＋2NO↑＋4H2O。3.络合溶解法AgCl加氨水生成稳定的络合物[Ag(NH3)2]＋，从而使沉淀溶解。4.沉淀转化溶解法BaSO4不能为酸碱所溶解，又不易形成稳定的配离子，也不具有明显的氧化还原性，唯一的办法就是把它转化为一种新的难溶盐——弱酸钡盐(常使之转化为BaCO3)，然后使之再溶于强酸。【温馨提示】不可能使要除去的离子全部转化为沉淀除去。一般认为残留在溶液中的该离子浓度小于1×10－5mol/L时，沉淀已经完全。【知识关联】沉淀溶解与溶解度、勒夏特列原理、元素化合物知识等联系。1.(2010高考·北京卷，11)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是()A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度B.原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性C.CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应【解析】根据沉淀最终能转化为铜蓝，可以判断CuS比PbS的溶解度更小，A错；根据CuS中硫元素的价态为－2价可得知其有还原性，可以被氧化，B错；ZnS是难溶物质，不能用S2－表示，C错；CuSO4与ZnS反应属于复分解反应，D正确。【答案】D溶度积的应用【例2】(2010高考·浙江卷，26)已知：①25℃时弱电解质电离平衡常数：Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5，Ka(HSCN)＝0.13；难溶电解质的溶度积常数：Ksp(CaF2)＝1.5×10－10。②25℃时，2.0×10－3mol·L－1氢氟酸溶液中，调节溶液pH(忽略体积变化)，得到c(HF)、c(F－)与溶液pH的变化关系，如下图所示：请根据以上信息回答下列问题：(1)25℃时，将20mL0.10mol·L－1CH3COOH溶液和20mL0.10mol·L－1HSCN溶液分别与20mL0.10mol·L－1NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图为：反应初始阶段，两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是________________，反应结束后所得两溶液中，c(CH3COO－)________c(SCN－)(填“＞”、“＜”或“＝”)。(2)25℃时，HF电离平衡常数的数值Ka≈________，列式并说明得出该常数的理由__________________________。(3)4.0×10－3mol·L－1HF溶液与4.0×10－4mol·L－1CaCl2溶液等体积混合，调节混合液pH为4.0(忽略调节混合液体积的变化)，通过列式计算说明是否有沉淀产生。【解析】(1)由Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5＜Ka(HSCN)＝0.13可知，CH3COOH的酸性比HSCN的酸性弱，故等浓度的CH3COOH溶液和HSCN溶液相比，CH3COOH溶液中的c(H＋)小，反应速率慢，二者与NaHCO3充分反应生成正盐后，CH3COONa的水解程度大，c(CH3COO－)应小于c(SCN－)。(3)由题图可知，当pH＝4.0时，溶液中的c(F－)＝1.6×10－3mol·L－1，注意混合后，体积为原来的2倍，所以c(Ca2＋)为原来的1/2，c(Ca2＋)＝2.0×10－4mol·L－1。【答案】(1)HSCN的酸性比CH3COOH的酸性强，其溶液中c(H＋)较大，故其溶液与NaHCO3溶液的反应速率较快＜(2)10－3.45(或3.5×10－4)Ka＝，当c(F－)＝c(HF)时，Ka＝c(H＋)查图中的交点处即为c(F－)＝c(HF)，故所对应的pH即为Ka的负对数(3)查图，当pH＝4.0时，溶液中的c(F－)＝1.6×10－3mol·L－1，溶液中的c(Ca2＋)＝2.0×10－4mol·L－1c(Ca2＋)×c2(F－)＝5.1×10－10＞Ksp(CaF2)，有沉淀产生。1.溶度积常数(1)定义在一定条件下的难溶电解质饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡，其平衡常数即为溶度积常数或溶度积，符号Ksp。(2)表达式对于沉淀溶解平衡MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm－(aq)，则有Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Am－)(3)影响因素同一难溶电解质的Ksp仅仅是温度的函数，温度不变，Ksp不变。2.溶度积的应用通过比较溶度积Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc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或溶解：(1)Qc＞Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到平衡；(2)Qc＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；(3)Qc＜Ksp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直到溶液饱和。【温馨提示】化学平衡、电离平衡、盐类的水解平衡、气体(或固体)的溶解平衡、沉淀溶解平衡均符合平衡移动原理即勒夏特列原理。【知识关联】溶度积与溶解度、化学平衡常数、浓度－时间图像等联系。2.某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是()提示：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)的平衡常数Ksp＝c(Ba2＋)·c(SO)，称为溶度积常数A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点C.d点无BaSO4沉淀生成D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp【解析】a点在平衡曲线上，此时溶液中存在溶解平衡，加入Na2SO4会增大SO的浓度，平衡左移，Ba2＋的浓度应降低，A错；d点时溶液不饱和，蒸发溶液，c(SO)、c(Ba2＋)均增大，B错；d点表示溶液的QcKsp，溶液不饱和，不会产生沉淀，C正确；Ksp是一常数，温度不变，Ksp不变，所以该曲线上任一点的Ksp都相等，D错。【答案】C1.下列有关AgCl沉淀的溶解平衡的说法中，不正确的是()A.AgCl沉淀生成和溶解不断进行，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沉淀的溶解度增大D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度降低【解析】本题考查沉淀溶解平衡的特点。AgCl固体在溶液中达到溶解平衡后，沉淀生成与溶解速率相等，但不为零，A正确；AgCl难溶于水，但溶解的部分完全电离出Ag＋和Cl－，B错误；一般来说，升高温度有利于固体物质的溶解，C正确；向AgCl沉淀中加入NaCl固体，增大了Cl－浓度，使溶解平衡逆向移动，降低了AgCl的溶解度，D正确。【答案】B2.若在1L蒸馏水中加入1滴(约0.05mL)0.1mol·L－1的NaCl溶液，搅拌均匀后再滴入1滴0.1mol·L－1AgNO3溶液，请估算是否会产生沉淀(已知AgCl的Ksp＝1.8×10－10)()A.否B.是C.可能是D.以上都不正确【解析】本题考查沉淀溶解平衡的应用。c(Cl－)＝0.05×10－3L×0.1mol·L－1/1L＝5×10－6mol/L，c(Ag＋)＝0.05×10－3L×0.1mol·L－1/1L＝5×10－6mol/L，Qc＝c(Cl－)·c(Ag＋)＝2.5×10－11＜Ksp，所以不会产生沉淀。【答案】A3.向5mLNaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴入一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变成黑色。根据上述变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为()A.AgCl＝AgI＝Ag2SB.AgCl＜AgI＜Ag2SC.AgCl＞AgI＞Ag2SD.AgI＞AgCl＞Ag2S【解析】本题考查沉淀的转化。开始生成AgCl沉淀，加一滴KI溶液，沉淀转化为AgI，再加一滴Na2S溶液，沉淀又转化为Ag2S，据沉淀的转化向更难溶的方向进行，可知溶解能力Ag2S＜AgI＜AgCl。【答案】C4.把Ca(OH)2放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。下列说法正确的是()A.恒温下向溶液中加CaO，溶液的pH升高B.给溶液加热，溶液的pH