沉淀溶解平衡

【考纲要求】1.了解难溶物在水中的溶解情况，认识沉淀溶解平衡的建立过程2.理解溶度积的概念，能用溶度积规则判断沉淀的产生、溶解3.了解沉淀溶解平衡在生产生活中的应用不规则规则悬挂在饱和CuSO4溶液中固体质量没有改变一昼夜后可溶电解质饱和溶液中存在溶解平衡20℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系: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)PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)4影响溶解平衡的因素：1.内因：2.外因：难溶电解质本身的性质温度：浓度：温度升高，多数溶解平衡向溶解方向移动。稀释：同离子效应：向溶解方向移动加入相同的离子，向生成沉淀的方向移动思考：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←↓↑→↓↑←↑↓→↓↑二、溶度积常数(Ksp)：用于描述难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡的平衡常数。Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力；阴离子和阳离子个数比相同的物质，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。1、定义：2、符号：3、意义：4、影响因素：只与难溶电解质本身的性质和温度有关。与溶液浓度无关。一般难溶电解质：AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)5、表示方法：Ksp=cm(An+)cn(Bm-)反馈与应用写出难溶物BaSO4、Ag2CrO4、Fe(OH)3在水中的沉淀溶解平衡的关系式和溶度积表达式。几种难熔电解质在25℃时的溶解平衡和溶度积：AgCl(s)Ag++Cl-Ksp=c(Ag+)c(Cl-)=1.8×10-10mol2·L-2AgBr(s)Ag++Br-Ksp=c(Ag+)c(Br-)=5.0×10-13mol2·L-2AgI(s)Ag++I-Ksp=c(Ag+)c(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:AgClAgBrAgI①Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解性6、Ksp的应用：②溶度积规则通过比较溶度积Ksp与溶液中有关离子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。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。练习：将等体积4×10-3mol/L的AgNO3溶液和4×10-3mol/L的K2CrO4溶液混合，是否析出Ag2CrO4沉淀？[已知Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12]③利用Ksp计算难溶物的溶解度设某难溶电解质AmBn的溶解度为smol·L－1，写出溶度积与溶解度的关系。Ksp=(ms)m×(ns)n25℃，氯化银的KSP=1.8×10-10。现将足量氯化银分别加入：①100mL蒸馏水中；②100mL0.1mol•L-1盐酸中；③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液中；④100mL0.1mol•L-1氯化镁溶液中；充分搅拌后，相同温度下，银离子浓度由大到小的顺序是________________（填写序号）。在0.1mol•L-1氯化铝溶液中，银离子的浓度最大可达到________mol•L-1①②④③6×10-10沉淀溶解平衡是一个动态平衡，当条件发生改变时，平衡也会相应地发生移动。三、沉淀溶解平衡的应用现象解释误食可溶性钡盐，用Na2SO4洗胃用NaOH除食盐水中Mg2+调pH除去Cu2+中Fe3+硫酸钡Ksp小，硫酸根将有毒的钡离子转化成难溶无毒的硫酸钡而解毒。升高pH，水解平衡右移，Ksp小的氢氧化铁优先析出Mg(OH)2Ksp小，易形成沉淀析出1．沉淀的生成原理：若Qc大于Ksp，难溶电解质的沉淀溶解平衡向左移动，就会生成沉淀。常见的方法有：(1)调节溶液的pH法：使杂质离子转化为氢氧化物沉淀如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NH4+(2)沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2+,离子方程式H2S+Cu2+CuS↓+2H+注意：一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol/L时，沉淀已经完全。已知数据氢氧化铜Ksp=2.2×10-20氢氧化铁Ksp=2.8×10-39开始沉淀时pH完全沉淀时pHFe(OH)32.73.7Cu(OH)25.26.41)能结合H+，提高pH;2)不会引入杂质；3)分离方便疑问：在除去Cu2+中Fe3+时为什么要加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3?(1)酸溶解法如CaCO3溶于盐酸,离子方程式CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑2.沉淀的溶解(3)氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。(2)盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为(4)配位溶解法如AgCl、Cu(OH)2可溶解在氨水中生成银氨溶液和铜氨溶液等更稳定配离子Mg(OH)2+2NHMg2++2NH3·H2O4AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2OCu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-(1)实质:的移动(沉淀的溶解度差别,越容易转化)。(2)应用:锅炉除垢、矿物转化等。3.沉淀的转化沉淀溶解平衡越大a.一般说来,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。例如:AgNO3AgCl(白色沉淀)AgBr(浅黄色沉淀)AgI(黄色沉淀)Ag2S(黑色沉淀)。NaClNaBrNaINa2Sb.钡化合物的制备重晶石(主要成分是BaSO4)是制备钡化合物的重要原料,但BaSO4不溶于酸,若用饱和Na2CO3溶液处理即可转化为易溶于酸的BaCO3。在饱和的Na2CO3溶液中，c(CO32-)较大，BaSO4溶解在水中的Ba2＋能CO32-与结合形成沉淀。待达到平衡后，移走上层溶液再加入饱和溶液，重复处理多次即可使大部分BaSO4转化为BaCO3。加入盐酸，Ba2＋即转入到溶液中。如何使重晶石中的Ba2＋进入到溶液中c.锅炉除水垢除水垢[CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2+(aq)]其反应如下:CaSO4+Na2CO3CaCO3+Na2SO4,CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O。盐酸Na2CO3Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+＋3PO43-＋OH-羟基磷灰石问题解决糖发酵有机酸H+溶解平衡右移为什么吃糖多了可能坏牙？氟化物牙膏治龋齿的化学原理是什么？Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+＋3PO43-＋OH-羟基磷灰石5Ca2+＋3PO43-＋F-Ca5(PO4)3F(s)氟磷灰石氟磷灰石比羟基磷灰石更难溶。健康小贴士：氟过量会导致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量较高地区的人，不宜使用含氟牙膏。溶度积的应用例1.已知室温下PbI2的溶度积为7.1×10-9，在c(I-)=0.1mol·L-1的溶液中,Pb2+的浓度最大可达到多少?Ksp＝c(Pb2+)·c2(I-)（1）已知溶度积求离子浓度：PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)解：c(Pb2+)=Ksp/c2(I-)=7.1×10-9/0.12=7.1×10-7mol·L-1即：该溶液里允许Pb2+的最大浓度为7.1×10-7mol·L-1例2.已知298K时ＡgCl的Ksp=1.8×10-10，求其溶解度S（2）已知溶度积求溶解度：解：Ksp=c(Ag+).c(Cl-)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)设AgCl的溶解度为S，在1L饱和溶液中，c(Ag+)=X，c(Cl-)=XKsp=c(Ag+)·c(Cl-)=X2=1.8×10-10c[AgCl]=c(Ag+)=1.34×10-4mol·L-1S[AgCl]=1.34×10-4mol·L-1×1L×143.5g·mol-1×100g÷1000g=1.9×10-4g例3.已知AgCl298K时在水中溶解度为1.92×10-4g，计算其Ksp。解：M(AgCl)=143.5g·mol-1n(AgCl)=1.92×10-4g×1000g÷100g÷143.5g·mol-1=1.34×10-5molc(AgCl)=1.34×10-5mol/1L=1.34×10-5mol·L-1Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=(1.34×10-5)2=1.8×10-10（3）已知溶解度求溶度积例4.已知298K时，MgCO3的Ksp=6.82×10-6，溶液中c(Mg2+)=0.0001mol·L-1，c(CO32-)=0.0001mol·L-1，此时Mg2+和CO32-能否共存？（4）利用溶度积判断离子共存：解：c(Mg2+).c(CO32-)=(0.0001)2=1×10-8MgCO3(s)Mg2+(aq)+CO32-(aq)1×10-86.82×10-6所以，此时Mg2+和CO32-能共存1.下列说法正确的是()A.难溶电解质的溶度积Ksp越小,则它的溶解度越小B.任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡,溶解度大小都可以用Ksp表示C.溶度积常数Ksp与温度有关,温度越高,溶度积越大D.升高温度,某沉淀溶解平衡逆向移动,说明它的溶解度是减小的,Ksp也变小D2.室温时,CaCO3在水中的溶解平衡曲线如图所示,已知:25℃其溶度积为2.8×10-9,下列说法不正确的是()A.x数值为2×10-5B.c点时有碳酸钙沉淀生成C.加入蒸馏水可使溶液由d点变到a点D.b点与d点对应的溶度积相等C3.(2008·山东理综,15)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2424C4.Cu(OH)2在水溶液中存在着如下沉淀溶解平衡:Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),在常温下Ksp=2×10-20。在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,需要向0.02mol/L的CuSO4溶液中加入碱来调整溶液的pH,应使溶液的pH大于()A.2B.3C.4D.5D5.下表是五种银盐的溶度积常数(25℃):下列说法不正确的是()A.五种物质在常温下溶解度最大的是Ag2SO4B.将氯化银溶解于水后,向其中加入Na2S,则可以生成黑色沉淀C.氯化银、溴化银和碘化银三种物质在常温下的溶解度逐渐增大D.沉淀溶解平衡的建立是有条件的,外界条件改变时,平衡也会发生移动化学式AgClAg2SO4Ag2SAgBrAgI溶度积1.8×10-101.4×10-56.3×10-505.4×10-138.3×10-17C6.(2009·广东,18改编)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24B