沉淀溶解平衡及应用.docx
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1、第八危水溶液中的离子平衡第30讲 难溶电解质的溶解平衡【考弱要求I 1 了解雎溶电解质的沉淀溶辫平衡,解溶度积的含又及其表达式,能进行相关的计算。Z. 了解难溶电解质的 沉淀粕化的本质.考点一沉淀溶解平衡及应用fl知识梳理夯实基础突破雄难1. 沉淀溶解平衡(1) 沉淀溶解平衡的概念在一定温度下,当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时,溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。(2) 溶解平衡的建立固体溶质沉解溶液中的溶质 v溶解v沉淀,固体溶解 V溶解=v沉淀,溶解平衡 v溶解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AgNO
2、3逆向增大减小不变通入HCl逆向减小增大不变通入HS2正向减小增大不变(5) 电解质在水中的溶解度20。时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系:难海 微溶 叮溶 密溶000111() 腕2. 沉淀溶解平衡的应用(1) 沉淀的生成 调节pH法如:除去NHCl溶液中的FeCl杂质,可加入氨水调节pH至78,离子方程式为Fe3+ + 3NH HO=Fe(OH) 1 +433233NH+。4 沉淀剂法如:用 H2S 沉淀 CU2+,离子方程式为H2S+Cu2+=CuSl+2H+。(2) 沉淀的溶解 酸溶解法如:CaCO3溶于盐酸,离子方程式为CaCO3+2H+=C&+H2O+CO。 盐溶液溶解法
3、如:Mg(OH) 2 溶于 NH4Cl 溶液,离子方程式为 Mg(OH)2+2NH;=Ma+ + 2NH3H2O。 氧化还原溶解法如:不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。 配位溶解法如:AgCl 溶于氨水,离子方程式为 AgCl + 2NH3H2O=Ag(NHs)2+Cl- + 2H2O。(3) 沉淀的转化 实质:沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大,越容易转化)。 应用:锅炉除垢、矿物转化等。深度思考1. 下列方程式:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)、AgCl=Ag+Cl-、CHfOOH CHfOO-+H+ 各表示什么意义?答案 AgCl的沉淀溶解平衡;AgCl是强电
4、解质,溶于水的AgCl完全电离;CH3COOH的电离平衡。2. (1)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2?(2) 怎样除去AgI中的AgCl?答案(1)向溶液中加入过量的NaC O溶液充分反应,过滤,向滤液中加适量盐酸。 23(2) 把混合物与饱和的KI溶液混合,振荡静置,溶度积大的AgCl就会慢慢转化为溶度积小的AgIo题组一沉淀溶解平衡及其影响因素1. 下列说法正确的是()难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,溶液中各种离子的溶解(或沉淀)速率都相等难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,增加难溶电解质的量,平衡向溶解方向移动 向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液,则SO:-沉淀完全,溶液
5、中只含Ba2+、Na+和C1-,不含 SO2- 4 Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小 为减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀 洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好A. B.C.D.答案C解析难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,不同离子溶解(或沉淀)的速率不一定相等,这与其化学计量数有关;难溶电解质是固体,其浓度可视为常数,增加它的量对平衡无影响;生成BaSO沉淀后的溶液中仍然存在Ba24+和SO2-,因为有BaSO4的沉淀溶解平衡存在;同类型物质的、越小,溶解能力越小,不同类型的物质则不能直接比较;稀H2SO4可以抑制BaSO4的溶解;洗涤沉淀
6、一般23次即可,次数过多会使沉淀溶解。考点二溶度积常数及其应用知识梳理旁实基础知晚1. 溶度积和离子积以 A B (s)mAn+ (aq) +nBm- (aq)为例:溶度积离子积概念沉淀溶解的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQC表达式K (AB) =Cm(An+) 5仔|-),式 中的浓度都是平衡浓度Q (A B ) =Cm(An+) Cn(Bm-),式中 的浓度都是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解 Qc、:溶液过饱和,有沉淀析出 Q=K :溶液饱和,处于平衡状态csp Q cKsp :溶液未饱和,无沉淀析出2. 、的影响因素(1) 内因:难溶物质本身的性质,这是主要
7、决定因素。(2) 外因 浓度:加水稀释,平衡向溶解方向移动,但、不变。 温度:绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向溶解方向移动,K增大。sp 其他:向平衡体系中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物质或气体的离子时,平衡向溶 解方向移动,但Ksp不变。深度思考1. 正误判断,正确的划“”,错误的划“X”K (AB)小于K (CD),则AB的溶解度小于CD的溶解度() sp 2sp2(2) 不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0X10-5molL-i时,已经完全沉淀()(3) 在一定条件下,溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的
8、沉淀()常温下,向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体,BaCO3的、减小()(5)溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高,、增大()常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体,Mg(OH) 2的、不变()答案(1)X(2)”(3)”(4)X(5)X (6)V解析(1)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大,只有组成相似的难溶电解质才有可比性。2. 已知 25 C时 BaSO4 饱和溶液中存在:BaSO4(s)Ba2+(aq)+SOj-(aq),=1.102 5X 10-1。,向 c(SO:-)为1.05X10-5 molL-1的BaSO4溶液中加入BaSO4固体,SO:-的浓度怎
9、样变化?试通过计算说明。答案 根据溶度积的定义可知,BaSO4饱和溶液中c(SO:-) =a/1.102 5X 10-10 molL-1=1.05X10-5 molL-1,说明该溶液是饱和的BaSO4溶液,因此再加入BaSO4固体,溶液仍处于饱和状态,SO:-的浓度不变。3. 不同温度下(TT2),CaCO3在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,回答下列问题(注:CaCO3均未完全溶解)|十ymolI尸 1 1(1) T1 T2(填“,、“,或“= ”)。(2) 保持T1不变,怎样使A点变成B点?在B点,若温度从T1升到T2,则B点变到 点(填“C”、“D”或“E”。)(4) 若B点变到E点,理论
10、上应采取的措施是。答案(1)(2)保持T1不变,向悬浊液中加入Na2CO3固体。D在缓慢升温至二的同时,加入Na2CO3固体反思归纳(1) 溶解平衡一般是吸热的,温度升高平衡右移,、增大,但Ca(OH)2相反。(2) 对于沉淀溶解平衡:AmBn(s) UmAn+(aq)+nBm-(aq),=5赤+)Cn(Bm-),对于相同类型的物质,、的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小,也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。与平衡常数一样,Ksp与温度有关。不过温度改变不大时,Ksp变化也不大,常温下的计算可不考虑温度的影响。题组一 沉淀溶解平衡曲线1. 在t C时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图
11、所示。又知t C时AgCl的K =4X10-1,下列说法不正确 sp的是()LctAg+)/moLJ7x IO1 ymnl L-A. 在 t C 时,AgBr 的为 4.9X10-13B. 在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点变到b点C. 图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液D. 在 t C时,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数 K816答案B解析 根据图中c点的c(Ag+)和c(Br-)可得,该温度下AgBr的、为4.9X10-13, A正确;在AgBr饱和溶液中 加入NaBr固体后,c(Br-)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag+) 减小,
12、B错;在a点时。,故为AgBr的不 饱和溶液,C正确;在tC时,平衡常数K=c(Cl-)/c(Br-)=Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr),代入数据得K816, D正确。2. 已知25 C时,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。向100 mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400 mL 0.01 molL-1 Na2SO4溶液,下列叙述正确的是( )6.()x nr:lcCSOJ-ymoL.-1A. 溶液中析出CaSO4固体沉淀,最终溶液中c(SO2-)比原来的大B. 溶液中无沉淀析出,溶液中c(Ca2+)、c(SO2-)都变小4C. 溶液中析出CaSO4固体沉淀,溶液中c(Ca
13、2+)、c(SO4-)都变小D. 溶液中无沉淀析出,但最终溶液中c(SO2-)比原来的大4答案D解析 由图像可知,、(CaSO4)=9.0X10-6,当加入400 mL 0.01 molL-1 Na2SO4溶液时,此时/、3.0X10-3 molL-1X0.1 L,、c(Ca2 + ) = 05 l = 6X10 - 4 molL - 1,c(SO 4-)=3.0X10-3 molL-1X0.1 L + 0.01 molL-1X0.4 L一=8.6X10-3mol.L-1,0.5 LQ =5.16X10-6K (CaSO ),所以溶液中无沉淀析出,但最终溶液中c(SO2-)比原来大。 csp4
14、4题组二、及其应用3. 根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题:已知25 C时,KspMg(OH)=5.6X10-12;酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下:pH9.6颜色黄色绿色蓝色25 C时,在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液的颜色为。(2) 25 C向50 mL 0.018 molL-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 molL-1的盐酸,生成沉淀。已知该温度下,AgCl的Ksp=1.8X10-10,忽略溶液的体积变化,请计算: 完全沉淀后,溶液中c(Ag+) =。 完全沉淀后,溶液的pH=。 如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001
15、 mol-L-1的盐酸,是否有白色沉淀生成?(填“是”或“否”)。(3) 在某温度下,Ksp(FeS)=6. 25X10-18,FeS饱和溶液中c(H + )与c(S2-)之间存在关系: C2(H+)c(S2-)=1.0X10-22,为了使溶液里c(Fe2+)达到1 molL-i,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调 节溶液中的c(H+)约为。答案(1)蓝色(2) 1.8X10-7 molL-1 2 否(3) 4X10-3 molL-1解析 (1)设 Mg(OH)2饱和溶液中 c(OH-)为 x molL-1,则 0.5x3 = 5.6X10-12,x1X10-4, c(H+)V1X10-10
16、 molL-1,pH10,溶液为蓝色。(2)反应前,n(Ag+)=0.018molL-1X0.05 L = 0.9X10-3 mol,n(Cl-)=0.020 molL-1X0.05L=1X10-3 mol;反应后剩余的 Cl-为 0.1X10-3 mol,则混合溶液中,c(Cl-)=1.0X10-3 molL-1,c(Ag+)=K (AgCl)/c(Cl-)=1.8X10-7molL-1。H+没有参与反应,完全沉淀后,c(H+)=0.010 spmol-L-1,pH=2。因为加入的盐酸中,c(Cl-)和反应后所得溶液中的c(Cl-)相同,c(Cl-)没有改变,c(Ag+)变小,所以Qc=c(
17、Ag+)c(Cl-)VKsp(AgCl),没有沉淀产生。6.25X10 -18(3)根据 K (FeS)得:c (S2-) =1 molL-1 = 6.25X10-18 molL-1,根据 c2(H+)c(S2-)=1.0X10-22 得:c (H+)=1.0X10-22 cl m molL1 = 4X103 molL1。6.25X10 -18沉淀溶解平衡图像题的解题策略1. 沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线,曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液, 此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。2. 从图像中找到数据,根据Ksp公式计算得出、的值。3. 比较溶液的Q
18、c与、的大小,判断溶液中有无沉淀析出。4. 涉及Qc的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度时,所代入的溶液体 积也必须是混合溶液的体积。1. 正误判断,正确的划“”,错误的划“X”(1)0.1 mol AgCl 和 0.1 mol AgI 混合加入 1 L 水中,所得溶液中 c(Cl-)=c(l-)( X )(2015 重庆理综,3D) (2)将0.1 molL-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1 molL-1 CuSO4溶液,现象是先有 白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀,所以Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小(V )(201
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