沉淀溶解平衡知識(shí)點(diǎn).doc

沉淀溶解平衡難溶電解質(zhì)的溶解平衡一固體物質(zhì)的溶解度1.溶解度：在一定溫度下，某固體物質(zhì)在100g溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量，叫做這種物質(zhì)在這種溶劑里的溶解度。符號(hào)：S，單位：g，公式：S=（m溶質(zhì)/m溶劑 ）100g2.不同物質(zhì)在水中溶解度差別很大，從溶解度角度，可將物質(zhì)進(jìn)行如下分類： 溶解性易溶可溶微溶難溶溶解度10g1-10g0.01-1gKsp,則溶液過(guò)飽和,有沉淀析出,直至溶液飽和,達(dá)到新的平衡 2)若Qc=Ksp,則溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)3) 若Qc Ksp (AgBr) Ksp (AgI),所以溶解度:AgCl) Ksp (AgBr) Ksp (AgI)。不同類型的難溶電解質(zhì)，不能簡(jiǎn)單地根據(jù)Ksp大小，判斷難溶電解質(zhì)溶解度的大小。3、溶度積的應(yīng)用通過(guò)比較溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積濃度積(Qc)的相對(duì)大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否生成或溶解。QcKsp，溶液過(guò)飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，達(dá)到新的平衡；QcKsp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)；QcCuS轉(zhuǎn)化的方程式可以表示為ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+(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應(yīng),往往有易溶物轉(zhuǎn)化為難溶物或難溶物轉(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)AgClAg2SCaSO4Ca(OH)2溶解度(g)1.510-41.310-60.20.165物質(zhì)Ca(HCO3)2CaCO3NH4HCO3(NH4)2SO4溶解度(g)16.61.510-32175.4(1)若在有氯化銀固體的水中加入硫化鈉溶液,可能觀察到的現(xiàn)象是_白色固體消失,同時(shí)會(huì)生成黑色固體_(2)生成硫酸銨化肥的方法之一是把石膏粉(CaSO4)懸浮于水中,不斷通入氨氣并通入二氧化碳,充分反應(yīng)后立即過(guò)濾,濾液經(jīng)蒸發(fā)而得到硫酸銨晶體,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:CaSO4+CO2+H2O+2NH3=CaCO3+(NH4)2SO4_一 考查沉淀溶解平衡中溶質(zhì)濃度的計(jì)算例3：已知：某溫度時(shí)，Ksp(AgCl)=Ag+Cl 1.81010Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2CrO2- 4 1.11012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，并比較兩者的大小。（2）此溫度下，在0.010mo1L-1的AgNO3溶液中，AgCl與Ag2CrO4分別能達(dá)到的最大物質(zhì)的量濃度，并比較兩者的大小。解析AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO42(aq)2xx(2x)2x=Kspc(AgCl)c(Ag2CrO4)在0.010 molL-1 AgNO3溶液中，c(Ag+)=0.010 molL-1AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)溶解平衡時(shí)：0.010xx(0.010x)x1.81010x很小，0.010x0.010x1.8108(molL1)c(AgCl)= 1.8108(molL1)Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO24(aq)溶解平衡時(shí)：0.010xx (0.0102x)2x1.11012x很小，0.0102x0.010x1.1108(molL1)c(Ag2CrO4)1.110-8 (molL1)c(AgCl)c(Ag2CrO4)二 考查沉淀溶解平衡中的溶度積規(guī)則例4將等體積的410-3mo1L-1的AgNO3和410-3mo1L 1 K2CrO4混合，有無(wú)Ag2CrO4沉淀產(chǎn)生? 已知KSP (Ag2CrO4)1.1210-12。 解：等體積混合后,濃度為原來(lái)的一半。 c(Ag+)=210-3molL-1;c(CrO4 2-)210-3mol L-1 Qic2(Ag+)c(CrO4 2 -) (2l0-3 )22l0-3 8l0-9KySP (CrO4-2) 所以有沉淀析出【練習(xí)】在100ml0.01mol/LKCl溶液中，加入1ml0.01mol/LAgNO3溶液，下列說(shuō)法正確的是（AgCl的Ksp1.81010） ( )A有AgCl沉淀析出 B無(wú)AgCl沉淀 C無(wú)法確定 D有沉淀，但不是AgCl三 考查沉淀溶解平衡中的同離子效應(yīng)例5將足量BaCO3分別加入： 30mL 水 10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液 50mL 0.01mol/L 氯化鋇溶液 100mL 0.01mol/L鹽酸中溶解至溶液飽和。請(qǐng)確定各溶液中Ba2+的濃度由大到小的順序?yàn)椋?_ 例6已知室溫下BaSO4在純水中的溶解度為1.0710-5molL-1，BaSO4在0.010molL-1 Na2SO4溶液中的溶解度是在純水中溶解度的多少倍? 已知KSP (BaSO4)1.0710-10 解：設(shè)BaSO4在0.010molL-1 Na2SO4溶液中的溶解度為xmolL-1，則溶解平衡時(shí)： BaSO4(s) Ba(aq)2+SO4(aq)2 平衡時(shí)濃度mol.L-1 x 0.010+x KSP (BaSO4)c（Ba2+ ）c（ SO42-)=x(0.010 + x) =1.0710-10 因?yàn)槿芙舛葂很小，所以 0.010+x0.010 0.010x=1.0710-10 所以 x=1.0710-8(molL-1) 計(jì)算結(jié)果與BaSO4在純水中的溶解度相比較，溶解度為原來(lái)的1.0710-8 /1.0710-5 ,即約為00010倍。四 考查沉淀溶解平衡中的除雜和提純例Cu(OH)2在水溶液中存在著如下沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH(aq)，在常溫下Ksp=21020。在常溫下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要向0.02 molL1的CuSO4溶液中加入固體堿來(lái)調(diào)整溶液的pH，使溶液的pH大于（）A2B3C4D5【答案】D【解析】由溶度積的公式有，Ksp=c(Cu2+)c2(OH)= 21020，若要使0.02 molL1的Cu2+沉淀，則需c(OH)=1109 molL1，再根據(jù)水的離子積常數(shù)得， ，則pH=5例題7 在1.0mol L-1Co2+溶液中，含有少量Fe3+雜質(zhì)。問(wèn)應(yīng)如何控制pH值，才能達(dá)到除去Fe3+雜質(zhì)的目的? KSP Co(OH)2=1.09l 0-15，KSPFe(OH)3=2.6410-39 解：使Fe3+定量沉淀完全時(shí)的pH值： Fe(OH)3(s) = Fe3+ + 3 OH- KSPFe(OH)3 = c(Fe3+)c3(OH-) pH14 - (-log1.3810-11)3.14 使Co2+不生成Co(OH)2沉淀的pH值： Co(OH)2(s) = Co2+ + 2OH- KSPCo(OH)2 = c(Co2+)c2(OH-)不生成Co(OH)2沉淀的條件是 c(Co2+)c2(OH-) KSPCo(OH)2 pH = 14 - (-log3.3010-8)6.50 所以應(yīng)將PH值控制在3.146.5之間才能保證除去Fe3+，而 Co2+留在溶液中。五 考查沉淀溶解平衡中沉淀的轉(zhuǎn)化例題8、 BaS為原料制備Ba(OH)28H2O的過(guò)程是：BaS與HCl反應(yīng)，所得溶液在7090C時(shí)與過(guò)量NaOH溶液作用，除雜，冷卻后得到Ba(OH)28H2O晶體。據(jù)最新報(bào)道，生產(chǎn)效率高、成本低的Ba(OH)28H2O晶體的新方法是使BaS與CuO反應(yīng)1新方法的反應(yīng)方程式為： 2該反應(yīng)反應(yīng)物CuO是不溶物，為什么該反應(yīng)還能進(jìn)行： 3簡(jiǎn)述新方法生產(chǎn)效率高、成本低的原因。解答：（1）BaSCuO9H2OBa(OH)28H2OCuS也可寫(xiě)B(tài)a(OH)2（2）CuS的溶度積比CuO小得多（更難溶），有利于該反應(yīng)正向進(jìn)行。（3）CuS為難溶物（未反應(yīng)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)28H2O晶體，故生產(chǎn)效率高；CuS在空氣中焙燒氧化可得CuO與SO2，故CuO可反復(fù)使用（SO2可用于制硫的化合物），因而成本低。11工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O72和CrO42，它們會(huì)對(duì)人類及生態(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：還原沉淀法該法的工藝流程為:其中第步存在平衡；2 CrO42(黃色)+2H+Cr2O72(橙色)+H2O（1）若平衡體系的pH=2，該溶液顯色。（2）能說(shuō)明第步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是。aCr2O72和CrO42的濃度相同b2v(Cr2O72)= v(CrO42)c溶液的顏色不變（3）第步中，還原1 mol Cr2O72離子，需要mol的FeSO47H2O。（4）第步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH(aq)常溫下，Cr(OH)3的溶度積Ksp=c(Cr3+)c3(OH)= 11032 ，要使c(Cr3+)降至105 molL1，溶液的pH應(yīng)調(diào)至。方法2：電解法該法用Fe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升高，產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。（5）用Fe做電極的原因?yàn)椤＃?）在陰極附近溶液pH升高的原因是（用電極反應(yīng)解釋）。 溶液中同時(shí)生成的沉淀還有。【答案】（1）橙（2）c（3）6（4）5（5）陽(yáng)極反應(yīng)為Fe一2e=Fe2+，提供還原劑Fe2+（6）2H+2e=H2+ Fe(OH)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)明第步反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是溶液的顏色不變即各離子的濃度不變，但是離子的濃度不一定相等；反應(yīng)過(guò)程中2v(Cr2O72) 與 v(CrO42)一直相等，所以b項(xiàng)無(wú)法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)。（3）因?yàn)殂t元素的化合價(jià)由+6變?yōu)?3。所以1 mol Cr2O72需要得到6 mol電子，故需要