難溶電解質(zhì)的溶解平衡知識(shí)點(diǎn)

1、難溶電解質(zhì)的溶解平衡知識(shí)點(diǎn)難溶電解質(zhì)的溶解平衡固體物質(zhì)的溶解度1. 溶解度：在一左溫度下，某固體物質(zhì)在100g溶劑里到達(dá)飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量，叫做這種物質(zhì)在這劑里的溶解度。符號(hào)：S單位：g,公式：S二(m Wm MJ ) XIOOg2. 不同物質(zhì)在水中溶解度差異很大，從溶解度角度，可將物質(zhì)進(jìn)行如下分類(lèi)：種溶溶解性易溶可溶微溶難溶溶解度>i0gi-i0g0. 01-lg<0. Olg3.絕大多數(shù)固體物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而增大，少數(shù)物質(zhì)的溶解度隨溫度變化不明顯，個(gè)別物質(zhì)的溶 隨溫度的升高而減小。解度二、沉淀溶解平衡1. 溶解平衡的建立講固態(tài)物質(zhì)溶于水中時(shí)，一方而，在水分子的作用下

2、，分子或離子脫離固體表而進(jìn)入水中，這一過(guò)程叫 過(guò)程：另一方而，溶液中的分子或離子又在未溶解的固體外表聚集成晶體，這一過(guò)程叫結(jié)晶過(guò)程。 相反過(guò)程速率相等時(shí)，物質(zhì)的溶解到達(dá)最大限度，形成飽和溶液，到達(dá)溶解平衡狀態(tài)。溶解 當(dāng)這兩個(gè)溶質(zhì)溶解的過(guò)程是一個(gè)可逆過(guò)程固體溶質(zhì) T 溶解 溶液中的溶質(zhì) T 結(jié)晶 jn" 溶解 > " 結(jié)品 -> 固體溶解 V 溶解 =%品 T 溶解平衡 " 細(xì) I 結(jié)品 T 晶體析岀難溶電解質(zhì)的溶解平衡知識(shí)點(diǎn)3) 意義：反響了物質(zhì)在水中的溶解能力。對(duì)于陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同的電解質(zhì)， Ksp 數(shù)值越大，電解質(zhì)在 水中的溶解能力越強(qiáng)。4) 影

3、響因素：與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，而與沉淀的疑和溶液中離子的濃度無(wú)關(guān)。四. 影響沉淀溶解平衡的因素1) 內(nèi)因：難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)2) 外因：濃度：加水稀釋?zhuān)恋砣芙馄胶庀蛉芙獾姆较蛞苿?dòng) 溫度：多數(shù)難溶性電解質(zhì)溶解于水是吸熱的，所以升高溫度，沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)。 同離子效應(yīng)：向沉淀溶解平衡體系中，參加相同的離子，使平衡向沉淀方向移動(dòng)。 其他：向體系中參加可與體系中某些離子反響生成更難溶或氣體的離子，使平衡向溶解方向移動(dòng)。五. 溶度積規(guī)那么1、 通過(guò)比擬溶度積Ksp與溶液中有關(guān)離子的離子積 Qc的相對(duì)大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給左條件下沉 淀 能否生成或溶解。對(duì)AgCI而言，英Qc

4、二c(Ag)? c (CD,該計(jì)算式中的離子濃度不一定是平衡濃度， 而Ksp計(jì)算 式中的離子濃度一定是平衡濃度。1) 假設(shè)Qc>Ksp，那么溶液過(guò)飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，到達(dá)新的平衡。2) 假設(shè)Qc二Ksp,那么溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。3) 假設(shè)Qc Ksp,那么溶液未飽和，無(wú)沉淀析岀，假設(shè)參加過(guò)雖難溶電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和。2、溶度積陰的性質(zhì)(1) 溶度積KSP的大小和平衡常數(shù)一樣，它與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)，離子濃度的改變可使溶解平衡發(fā)生移動(dòng)，而不能改變?nèi)芏确eKsp的大小。難溶電解質(zhì)的溶解平衡知識(shí)點(diǎn)(2)加沉淀劑法：如以Na: S、H：

5、S等作沉淀劑，使某些金屬離子如Cu=等生成極難溶的硫化物 CuSHgS等沉淀，也是別離、除去雜質(zhì)常用的方法。反響如下：(；屮 + 曠=(：詒 I。Cu214-HcS=CuS I +2H'。Hg:，+S3_=HgS I 0 Hg"+H : S=HgS I +2H°應(yīng)用：提純、廢水處理等，目的是利用沉淀去除或者別離某種離子2. 沉淀的溶解(1) 沉淀溶解的原理根據(jù)平衡移動(dòng)，對(duì)于在水中難溶的電解質(zhì)，如果能設(shè)法不斷地移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離 ,使平 衡向沉淀溶解的方向移動(dòng),就可以使沉淀溶解。(2) 溶解沉淀的化學(xué)方法I ?酸堿溶解法注意:用酸溶解含金屬離子的難溶物時(shí)，所選

6、用酸的酸根與金屬離子不反響。女口：使CaCO沉淀溶解，可以參加鹽酸降低型一的濃度，使平衡向溶解的方向移動(dòng)。U ?氧化復(fù)原溶解法原理是通過(guò)氧化復(fù)原反響使難溶物的離子濃度降低，使平衡向右移動(dòng)而溶解。此法適用于具有明顯氧化性或復(fù)原性的難溶物，如不溶于鹽酸的硫化物Ag： S溶于HNO,就是一個(gè)例子：3Ag: S+8HNO5 二=6AgNOs+3S I +2N0 t +4H : 0HI-配位溶解法生成絡(luò)合物使沉淀溶解法,如溶解AgCl可以參加氨水以生成 Ag (XHJ而使英溶解IV.沉淀轉(zhuǎn)化溶解法本法是將難溶物轉(zhuǎn)化為能用上述兩種方法之一溶解的沉淀，然后再溶解。例如BaSO：中參加飽和Nag溶液使BaSO

7、i轉(zhuǎn)化為BaCO,再將BaCO溶于鹽酸。3、沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是溶解平衡的移動(dòng)，一般來(lái)說(shuō)，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀比擬容易(轉(zhuǎn)化 成更難溶的物質(zhì))。這兩種難溶物的溶解能力差異越大.這種轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)就越大-如:在ZnS的溶解 平衡體系 中參加CuSOt溶液，可以使英轉(zhuǎn)化為更難溶的 CuS沉淀，這說(shuō)明溶解度ZnS>CuS轉(zhuǎn)化的方 程式可以表 示為 ZnS (s) +Cu?(aq) =CuS (s) +Zn> (aq)。對(duì)于一些用酸或其他方法不能溶解的沉淀，可以將其轉(zhuǎn)化成另一種用酸或其它方法能溶解的沉淀，然后出去。例如鍋爐除水垢例、許多在水溶液中的反響，往往有易溶物轉(zhuǎn)化為

8、難溶物或難溶物轉(zhuǎn)化為更難溶物的現(xiàn)象。下表為相同溫度下某物質(zhì)的溶解度。物質(zhì)AgClAgcSCaSOCa(0H)3溶解度(g)1.5X10'1 21.3X10"0.20. 1651假設(shè)在有氯化銀固體的水中參加硫化鈉溶液，可能觀察到的現(xiàn)象是一門(mén)色固體消失.同時(shí)會(huì)生成黑色固體一 O2生成硫酸錢(qián)化肥的方法之一是把石膏粉(CaSO,懸浮于水中，不斷通入氨氣并通入二氧化碳，充分反響后立即過(guò)濾，濾液經(jīng)蒸發(fā)而得到硫酸彼晶體，寫(xiě)出該反響的化學(xué)方程式：CaSOi+CO +HePNH二二CaCO,丨 +(NH?SO： 一. 考査沉淀溶解平衡中溶質(zhì)濃度的計(jì)算例 3:：某溫度時(shí)，Ksp(AgCl)=(A

9、g +Cr =1.8X10 10物質(zhì)Ca (HCOJ -CaCC3NHHCO,(NHASO;溶解度(g)16.61.5X10“2175.4難溶電解質(zhì)的溶解平衡知識(shí)點(diǎn)Ksp(Ag2CrO4)=(Ag+2CrO2.4 =1.1X IO" 12試求：(1)此溫度下AgCl飽和溶液和Ag2CrO4飽和溶液的物質(zhì)的量濃度，并比擬兩者的大小。(2) 此溫度下，在O.OIOmol的AgNOs溶液中.AgCl與Ag2CrO4分別能到達(dá)的最大物質(zhì)的量濃度，并比擬兩者的大小。解析 AgCI(s)，Ag (aq)+CI (aq)c(AgCD = jKsp(AgQ) = JI? 8xl()T °.

10、3X1O"5 mol ?Ag2CrO4(s) _ 一 2Ag+(aq)+CrO4 2(aq)2x(2x)2 ? x=Ksp=6 5 xlO-Smol.溶解平衡時(shí):溶解平衡時(shí):2Ag? c(AgCI)vc(Ag2CrO4)在 0.010 mol ? L 1 AgNCh 溶液中,c(Ag+)=0.010 mol ? L 1AgCI(s)一 -Ag' (aq) + Cl (aq)溶解平衡時(shí)：0.010+xx(0.0104 -x) ? x= 1.8X10 10 I x 很小，？0.010+x 八0.010 x=1.8X10 8(mol ? L'1)Ag2CrO4(s)CrO2

11、4(aq)c(AgCI)= 1.8X10 8(mol ? L *(aq)(0.010+2x)2 ? x=l ? I X IO'12? x很小，？ 0.010+2x9.010x=I.IX10 8(mol ? L1)? c(Ag2CrO4)=I.IX10- 8(mol ? L'1) ? c(AgCI)>c(Ag2CrO4)二. 考査沉淀溶解平衡中的溶度積規(guī)那么例4.將等體積的4XI(Pmol ? LJ的AgNCh和4X 10訕01丄?？ CQi混合，有無(wú) Ag2CrO4沉淀產(chǎn)生？ KSP (Ag2CrO4)=1.12X1012o解：等體積混合后，濃度為原來(lái)的一半。c(Ag*)

12、=2X 10- 3mol L，;c(CrO42)=2X 10-3mol L1Qi=c2(Ag+)-c(CrO42 -)=(2X10- 3)2X2X10-3=8X10 -9>Kesp (CrO42)所以有沉淀析出【練習(xí)】在IOOmlO.OImol/LKCI溶液中，參加lmlO.OImol/LAgNO3 溶液，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是(AgCl 的 Ksp=1.8X10'I(J)()A.有AgCl沉淀析岀B.無(wú)AgCl沉淀C無(wú)法確疋D.有沉淀，但不是 AgCl三. 考査沉淀溶解平衡中的同離子效應(yīng)例5?將足M BaCOs分別參加：30mL水 IOmL 0.2mol/LNa 2CO3溶液 5

13、0mL 0.01mol/L 氯化領(lǐng)4/74/74難溶電解質(zhì)的溶解平衡知識(shí)點(diǎn)溶液？ 100mL0.01mol/L鹽酸中溶解至溶液飽和。請(qǐng)確龍各溶液中Ba?啲濃度由大到小的順序?yàn)?例6?室溫下BaSQ在純水中的溶解度為1.07X 10? 5mol ? LJ BaSQ在O.OIOmol ? L “ N2SO4溶液中的溶解 度 是在純水中溶解度的多少倍？Ksp(BaS04)=1.07X10>°解：設(shè)BaS04A0.010mol L 1 Na2SQ4溶液中的溶解度為xmol-L1,那么溶解平衡時(shí)：BaSO 導(dǎo)豈Ba(aq產(chǎn)+SQ伽f平衡時(shí)濃度 / mol.L-1x 0.010+xKSP(

14、BaSQ4)=c (Ba2+ ) -c ( S042)=x(0.010 + x)=1.Q7X1Q10因?yàn)槿芙舛萖很小，所以Q.QlQ+xAQ.QlQQ.Q1CX=1.Q7X1Q10所以x=1.07XI0?(molLl)計(jì)算結(jié)果與BaSQ_在純水中的溶解度相比擬，溶解度為原來(lái)的l? 07X 108/1.07X10- 5，即約為0? 0010倍。四. 考査沉淀溶解平衡中 的除雜和提純例.CU(QH)2在水溶液中存在著如下沉淀溶解平衡：Cu(QH)2(s)A=ACu 2+(aq)+2QH (aq),在常溫下Ksp=2 X 10 20。在1常溫下如果要生成 Cu(QH)2沉淀，需要向0.02 mol

15、? L的CuSQ溶液中參加固體堿來(lái)調(diào)整溶液的pH,使溶液的pH大于()A. 2B? 3C? 4D? 5【答案】D【解析】由溶度積的公式有，Ksp=c(Cu2+) - c2(QH )= 2X 10 20,假設(shè)要使0.02 mol - L丨的C0沉淀，那么需c(QHin 14)=1 X 10 9mol-L I'ilQ 水的離子積常數(shù)得，c(Hh =xlQ-，5八/ Z7，那么 pH=51x10 9例題7. 在l.Qmol L>Co2+溶液中，含有少量F2+雜質(zhì)。問(wèn)應(yīng)如何控制pH值，才能到達(dá)除去FU+雜質(zhì)的目的?KSP Co(QH)2)=1.09X10 KSP Fe(QH)3 =2.6

16、4X IQ 39解：使Fc"定量沉淀完全時(shí)的pH值：=1?38x10-MFe(QH)3(s) = Fe3+ + 3 OFFKspFe(QH) 3= c(Fe3+)c3(QH) pH=14 - (-logl.38X 10 9=3.14使 Co?不生成 Co(QH )2 沉淀的 pH 值：Co(QH)2(S) =CO2+2QH- KSPCO(QH)2)=C(CO2+)C2(QH)不生成 Co(QH)2KspCo(OH)J c(Co -)h? 09xl()T5 = 3.30x10"8LO 沉淀的條件是 c(Co2+)c2(QH) < KspCo(QH)2)CrorH+忑轉(zhuǎn)還

17、頂難溶電解質(zhì)的溶解平衡知識(shí)點(diǎn)pH = 14 -(? Iog3? 30X 10 s)=6.50所以應(yīng)將PH值控制在之間才能保證除去F0,而Co?留在溶液中五. 考査沉淀溶解平衡中沉淀的轉(zhuǎn)化例題& BaS為原料制備Ba(OH)2 - 8HQ的過(guò)程是：BaS與HCI反響，所得溶液在70 °C? 90C時(shí)與過(guò)量NaOH 溶液作用，除雜，冷卻后得到 Ba(OH)2? 8H2O晶體。據(jù)最新報(bào)道，生產(chǎn)效率高、本錢(qián)低的 Ba(OH)2 - 8H2O晶體 的新方法是使BaS與CuO反響1. 新方法的反響方程式為： 2?該反響反響物CuO是不溶物，為什么該反響還能進(jìn)行：其中第步存在平衡：2 Cr

18、O43?簡(jiǎn)述新方法生產(chǎn)效率髙、本錢(qián)低的原因。解答:(1) BaS+CuO+9H2O=Ba(OH>2 ? 8H2O+CuS也可寫(xiě) Ba(OH)2 CuS的溶度積比CuO小得多(更難溶)，有利于該反響正向進(jìn)行。 (fe)+2H + =C262 (橙色)+H?0(1) 假設(shè)平衡體系的pH=2,該溶液顯 色a(2) 能說(shuō)明第步反響達(dá)平衡狀態(tài)的是 a. Cr2O72'和CrCV的濃度相同b? 2v(Cr2Oz2 )= v(CrO42")C溶液的顏色不變(3) 第步中，復(fù)原1 mol Cr2O72離子，需要 mol的FeSQ? 7H2O0(4) 第步生成的Cr(OHk在溶液中存在以

19、下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)A CrA(aq)+3OH (aq)Cr2or常溫下，Cr(OH) 3 的溶度積 Ksp=c(Cr3+) - c(3 )CuS為難溶物(未反響的CuO也不溶),過(guò)濾后，將濾液濃縮、冷卻，就可在溶液中析出 Ba(OH)2 ?出0晶 體，故生產(chǎn)效率髙：CuS在空氣中焙燒氧化可得 CuO與SQ,故CuO可反復(fù)使用(SO?可用于制硫的化 合物)，因 而本錢(qián)低。11?工業(yè)廢水中常含有一左呈的 ChO產(chǎn)和CrOF它們會(huì)對(duì)人類(lèi)及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害，必須進(jìn)行處理。常用的處理方法有兩種。方法1:復(fù)原沉淀法該法的工藝流程為:(OH )= 1 X 10 32 要使 c(Cr3+

20、)降至 10 , mol - L-*,溶液 的 pH 應(yīng)調(diào) 至o方法2:電解法該法用Fc做電極電解含Cr2O72的酸性廢水，隨著電解進(jìn)行，在陰極附近溶液pH升髙，產(chǎn)生Cr(OH)s沉淀。(5) 用Fc做電極的原因?yàn)?(6) 在陰極附近溶液pH升高的原因是(用電極反響解釋)。溶液中同時(shí)生成的沉淀還有?！敬鸢浮砍萩6難溶電解質(zhì)的溶解平衡知識(shí)點(diǎn)5(5) 陽(yáng)極反響為Fe-2e =Fe2+提供復(fù)原劑Fc"(6) 2H+2c =H2 t + Fe(0H)3【解析】(1) 根據(jù)所給的平 衡體系可知，在酸性溶液中，平衡應(yīng)該正向移動(dòng)，故溶液顯橙色。(2) 能說(shuō)明第步 反響到達(dá)平衡的標(biāo)志是溶液的顏色 不

21、變即冬離子的濃度 不變，但是離子的濃度不一定相等；反響過(guò)程中2v(Cr2O72)與v(CrO42-)-宜相等，所以b項(xiàng)無(wú)法判斷是否到達(dá)平衡狀態(tài)。(3) 因?yàn)殇徹Ｋ氐幕蟽r(jià)由+6變?yōu)?3 o所以1 mol Cr 2O72需要得到6 mol電子，故需要6 mol FeSO4? 7H2OV,(4) 根據(jù)心汁算可知，當(dāng) c(Cr3+)=10 5 mol -L 1 時(shí).c(OH )=10 '9mol -L 故根據(jù) Kw 訃算得此時(shí) c(H+)=10 5 mol? L 故 溶液的pH=5o(5) 因?yàn)樾枰獜?fù)原劑F2+，故應(yīng)該訃鐵作陽(yáng)極，陽(yáng)極反響為Fe-2e =F&+(6) 根據(jù)離子的放電順

22、序 可知，陰極放電的微粒是氫離子，故陰極附近溶液的pH升高，因?yàn)镃r2O72將 亞鐵離子氧化為鐵離子，所以在溶液中還會(huì)生成氧氧化鐵沉淀。2. 沉淀溶解平衡絕對(duì)不溶解的物質(zhì)是不存在的，任何難溶物質(zhì)的溶解度都不為零。以AgCl為例：在一泄溫度下，當(dāng)沉淀溶解和生成的速率相等時(shí)，便得到飽和溶液，即建立以下動(dòng)態(tài)平衡：AgCl (s)三Ag' (aq) +C1 (aq)沉淀3. 溶解平衡的特征1) 動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡2) 等：溶解和沉淀速率相等3) 建：到達(dá)平衡，溶液中離子濃度保持不變4) 變：當(dāng)外界條件改變時(shí)，溶解平衡將發(fā)生移動(dòng)，到達(dá)新的平衡。三.沉淀溶解平衡常數(shù)一-溶度積1) 左義：在一左溫度下，難溶性物質(zhì)的飽和溶液中，存在沉淀溶解平衡，其平衡常數(shù)叫溶度積常數(shù)。2 )表達(dá)式：即:AmBn(s) - mAn+(aq)4-nB m (aq)Ksp =An+m ? Bm n例如：常溫下沉淀溶解平衡：AgCl(s) - Ag+(aq)+Cl (aq),Ksp(AgCl)=(AgACl =1.8X10' ，D常溫下沉淀溶解平衡：Ag2CrO4 (s) = 2Ag*(aq)+CrOF-(aq),Ksp(