沉淀溶解平衡

2012年高考化学一轮复习难溶电解质的沉淀溶解平衡,【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,2012年高考化学一轮复习难溶电解质的沉淀溶解平衡,不规则规则,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：,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,温度升高，多数溶解平衡向溶解方向移动。,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?,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-)=1.810-10mol2L-2AgBr(s)Ag+Br-Ksp=c(Ag+)c(Br-)=5.010-13mol2L-2AgI(s)Ag+I-Ksp=c(Ag+)c(I-)=8.310-17mol2L-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:AgClAgBrAgI,Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解性,6、Ksp的应用：,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。,QcKsp时,过饱和溶液，沉淀生成。,QcKsp时,饱和溶液，沉淀溶解平衡状态。,Qc,610-10,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,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78，离子方程式为,Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH4+,(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110-5mol/L时，沉淀已经完全。,已知数据氢氧化铜Ksp=2.210-20氢氧化铁Ksp=2.810-39,1)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+2NH3H2O,AgCl+2NH3H2OAg(NH3)2+Cl-+2H2O,Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)42+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)。,b.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,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？,羟基磷灰石,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7.110-9，在c(I-)=0.1molL-1的溶液中,Pb2+的浓度最大可达到多少?,Kspc(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-)=7.110-9/0.12=7.110-7molL-1,即：该溶液里允许Pb2+的最大浓度为7.110-7molL-1,例2.已知298K时gCl的Ksp=1.810-10，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=1.810-10,cAgCl=c(Ag+)=1.3410-4molL-1,SAgCl=1.3410-4molL-11L143.5gmol-1100g1000g=1.910-4g,例3.已知AgCl298K时在水中溶解度为1.9210-4g，计算其Ksp。,解：M(AgCl)=143.5gmol-1n(AgCl)=1.9210-4g1000g100g143.5gmol-1=1.3410-5molc(AgCl)=1.3410-5mol/1L=1.3410-5molL-1Ksp=c(Ag+)c(Cl-)=(1.3410-5)2=1.810-10,（3）已知溶解度求溶度积,例4.已知298K时，MgCO3的Ksp=6.8210-6，溶液中c(Mg2+)=0.0001molL-1，c(CO32-)=0.0001molL-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=110-8,MgCO3(s)Mg2+(aq)+CO32-(aq),110-86.8210-6,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,D,2.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2.810-9,下列说法不正确的是()A.x数值为210-5B.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,C,3.(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,C,4.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=210-20。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.5,D,5.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