高三化學(xué)沉淀溶解平衡講義1836

第三節(jié)沉淀溶解平衡學(xué)案 高三化學(xué)組2008、12、15 【考綱要求】了解難溶電解質(zhì)的溶解平衡【知識梳理】一、沉淀溶解平衡與溶度積 1、 沉淀溶解平衡：一定溫度下，當(dāng)沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時，形成飽和溶液，達到平衡狀態(tài)，這種平衡稱為沉淀溶解平衡。 2、 溶度積常數(shù)（溶度積）：描述沉淀溶解平衡的常數(shù)，用Ksp表示。 ［練習(xí)1］寫出AgCl、Fe（OH）3、Ag2SO4的沉淀溶解平衡及其Ksp的表達式。AgCl Fe（OH）3 Ag2SO4 3、 溶度積的影響因素內(nèi)因：與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。 外因：它只與溫度 與沉淀的量 填有關(guān)或無關(guān)）。（1）絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過程。（2）加入電解質(zhì)離子抑制沉淀的溶解 例1：下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是（）A、 反應(yīng)開始時，溶液中各離子濃度相等。B、 沉淀溶解平衡達到平衡時，沉淀的速率和溶解的速率相等 C、 沉淀溶解平衡達到平衡時，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等，且保持不變。D、 沉淀溶解平衡達到平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進溶解。例2：下列說法中正確的是（） A、 物質(zhì)的溶解性為難溶，則該物質(zhì)不溶于水 B、 不溶于水的物質(zhì)溶解度為0C、 絕對不溶解的物質(zhì)是不存在的 D、 某粒子被沉淀完全是指該粒子在溶液中的濃度為零 例3、在BaSO4飽和溶液中加入少量BaCl2溶液，產(chǎn)生BaSO4沉淀，若以Ksp表示BaSO4的溶度積，則平衡后溶液中（ ）[Ba2+]=[SO42-]=Ksp男[Ba2+]?[SO42-]>Ksp [Ba2+]=[SO42-][Ba2+]?[SO42-]=Ksp[Ba2+]>[SO42-][Ba2+]?[SO42-]^Ksp [Ba2+]<[SO42-] 例4、有關(guān)AgCl沉淀的溶解平衡，正確的說法是( )AgCl沉淀的生成和溶解不斷進行，但速率相等AgCl難溶于水，溶液中沒有Ag+和CL升高溫度,AgCl沉淀的溶解度增大 向AgCl沉淀中加入NaCl固體,其溶解度不變 4、Ksp的意義：反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。 注意：(1)溶液中離子濃度改變時能使平衡移動而Ksp不變。 不能僅根據(jù)Ksp的大小比較溶解能力的強弱。只有當(dāng)化學(xué)式所表示的組成中陰、陽離子個數(shù)比相同時，Ksp數(shù)值越大，溶解能力越強。如：Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(Agl)溶解度： AgCl>AgBr>Agl溶解度也能反映物質(zhì)的溶解能力，溶解度的大小不僅受溫度的影響，還受離子濃度的影響。 例5、將足量AgCl分別溶于下列試劑中形成AgCl飽和溶液，沉淀溶解平衡表示式為： AgCl(s) "Ag++Cl-，AgCl的Kp=1.76xlO-iomol2-L-25ml水②10ml0.2mol?L-iMgCl2③20ml0.5mol?L-iNaCl ④40ml0.1mol-L-1AlCl3⑤20ml0.3mol-L-1AgNO3溶解至飽和，各溶液中Ag+濃度由大到小的 順序是 ，AgCl的溶解度由大到小的順序是 。二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用判據(jù)：Qc Ksp 沉淀溶解Qc Ksp 處于沉淀溶解平衡狀態(tài)Qc Ksp 沉淀生成5、沉淀的生成 誤食可溶性鋇鹽，會造成鋇中毒，應(yīng)盡快用5.0%的Na2SO4溶液洗胃，這是因為服用Na2SO4溶液后，Qc Ksp(>、<、=),Ba2+與SO42-結(jié)合生成沉淀。 可用Na2S、NaHS、(NH4)2S、H2S等作為沉淀劑，除去廢水中的Cu2+,Hg2+,Pb2+等,寫出用(NH4)2S除去Hg2+、Na2S除去Cu2+的離子方程式 , 。6、沉淀的溶解 (1)BaSO4和BaCO3溶解能力相差不大，為什么鋇餐透視選用BaSO4而不用BaCO3? BaCO3(s)、'Ba2+(aq)+CO32-(aq)，BaSO4(s)■-"Ba2+(aq)+SO42-(aq) 由于胃酸的酸性很強，若服用BaCO3，胃酸可與CO32-反應(yīng)生成二氧化碳和水，使CO32-濃度降低，Qc Ksp，從而使BaCO3的沉淀溶解平衡右移，使Ba2+濃度增大引起人體 中毒。而SO42-是強酸酸根離子，它難以與H+結(jié)合成硫酸，對硫酸鋇的沉淀溶解平衡基本沒有影響，Ba2+濃度可以保持在安全標(biāo)準(zhǔn)以下。

7、沉淀的轉(zhuǎn)化［觀察.思考］P98的實驗現(xiàn)象： 結(jié)論：ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀。解釋如下：ZnS與CuS的陰、陽離子個數(shù)比相同，因為Ksp(CuS)<<Ksp(ZnS),CuS的溶解能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于ZnS。向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液時，ZnS溶解產(chǎn)生的S2一與溶液中的Cu2+足以滿足Qc_Ksp(CuS),S2-與Cu2+產(chǎn)生CuS沉淀。CuS沉淀的生成，使得溶液中的S2-濃度降低，導(dǎo)致溶液中的S2-與Zn2+的Qc—Ksp(ZnS)，使ZnS的沉淀溶解平衡向著 沉淀溶解的方向移動，結(jié)果是ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀。離子方程式 小結(jié)：沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動。一種沉淀可以轉(zhuǎn)化為 的沉淀，兩種 難溶物的溶解能力差別越—，沉淀轉(zhuǎn)化的趨勢就越—。例6：AgNO3溶液依次加入氯化鈉溶液、漠化鈉溶液、碘化鉀溶液中都會出現(xiàn)不同顏色的沉淀，沉淀的顏色變化是— 一 一—。出現(xiàn)這種顏色變化的原因是： 例7：(2006年全國高中學(xué)生化學(xué)競賽廣西區(qū)(高二)試卷)牙齒表面由一層硬的、組成為 Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護著，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH(固尸5Ca2++3PO43-+OH-進食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機酸，這時牙齒就會受到腐蝕，其原因是 已知Ca5(PO4)3F(固)的溶解度比上面的礦化產(chǎn)物更小，質(zhì)地更堅固。，當(dāng)牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原因：(用離子方程式表示) 根據(jù)以上原理，請你提出一種其它促進礦化的方法： 【當(dāng)堂檢測】 部www.hengqian.eom1.(08廣東卷)已知Ag2SO4的KW為2.0X10-3，將適量部www.hengqian.eomAg2SO4固體溶于100mL水中至剛好飽和，該過程中Ag+和 SO42-濃度隨時間變化關(guān)系如右圖(飽和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034mol?L-i)。若t1時刻在上述體系中加入100mL. 0.020mol,L-1Na2SO4溶液，下列示意圖中，能正確表示 t1時刻后Ag+和SO42-濃度隨時間變化關(guān)系的是(BTOC\o"1-5"\h\z(08山東卷)某溫度時，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是( )10-*wwn;hengqian,com提示：BaSO4(s)=Ba2+(aq)+SO2-4(aq)的平衡常數(shù)Kp=c(Ba2+).C(SO2-4),稱為溶度積常數(shù)。A.加入Na2SO4可以使溶液由a點變到b點B.通過蒸發(fā)可以使溶液由d點變到c點C.d點無BaSO,沉淀生成 D.a點對應(yīng)的"大于c點對應(yīng)的"q ap sp3、 下列實驗?zāi)苓_到實驗?zāi)康牡氖? )用蒸偶的方法可將海水淡化將混合氣體通過盛有品紅溶液的洗氣瓶，可除去二氧化碳中的二氧化硫向溶液中滴入鹽酸酸化的氯化裡溶液可檢驗溶液中是否含有SO2-4向含有Mg(OH)2和Ca(OH)2的濁液中加入足量MgCl2溶液充分反應(yīng)后過濾，可除去CaCOH'A、①②B、①④C、②③D、③④4、 Mg(OH)2固體在水中達到溶解平衡：Mg(OH)2(s)<^Mg2+(aq)+2OH-(aq)時，為使Mg(OH)2固體的量減少，需加入少量的( )A.NH4NO3 B.NaOH C.MgSO4 D.NaHSO4 5、 為了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加熱攪拌的條件下加入一種過量的試劑，過 濾后加入適量HC1,該試劑是已知：Mg(0H)2的Ksp：5.6X10-12mol3-L-3,Fe(OH)3的Ksp：2.6X10-39mol4?L-4()A、氨水B、NaClC、Na2CO3D、MgCO36、 下列敘述中，正確的是( ) 溶度積大的化合物溶解度肯定大 向含有AgCl固體的溶液中加入適量的水使AgCl溶解又達到平衡時，AgCl的溶度積不變，其溶解度也不變 將難溶電解質(zhì)放入純水中，溶解達到平衡時，電解質(zhì)離子的濃度的乘積就是該物質(zhì)的溶度積AgCl水溶液的導(dǎo)電性很弱，所以AgCl為弱電解質(zhì)工業(yè)廢水中常含CU2+、Cd2+、Pb2+等重金屬離子，可通過加入過量的難溶電解質(zhì)FeS、 MnS,使這些金屬離子形成硫化物沉淀除去。據(jù)以上事實，可推知FeS、MnS具有的相關(guān)性質(zhì)是() 在水中的溶解能力大于CuS、CdS、PbS在水中的溶解能力小于CuS、CdS、PbS在水中的溶解能力與CuS、CdS、PbS相同 二者均具有較強的吸附性 已知Ksp(CaC2O4)=4.0x10-9,若在c(Ca2+)=0.020mol-L-i的溶液生成CaCz。,沉淀，溶液中的c(C2O42-)最小應(yīng)為 ()A.4.0x10-9mol-L-iB.2.0x10-7mol?L-iC.2.0x10-9mol-L-iD.8.0x10-nmol-L-i 為除去MgC"酸性溶液中的Fe3+,可在加熱攪拌的條件下，加入一種試劑，過濾后再加入 適量鹽酸，這試劑不可以是：( )A.NH3?H2OB.MgOC.Mg(OH)2D.MgCO3 10、 下列說法中不正確的是 用稀HCl洗滌AgCl沉淀比用水洗滌損耗AgCl??； 一般地，物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而增加，故物質(zhì)的溶解大多是吸熱的； 對于Al(OH)3(s)=AI(OH)3=Al3++3OH-,前者為溶解平衡，后者為電離平衡； 除去溶液中的Mg2+，用OH-沉淀比用CO32-好，說明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3大；沉淀反應(yīng)中常加過量的沉淀劑，其目的是使沉淀更完全。11、.已知Ksp[Ca(OH)2]=5.5x10-6mol3-L-3，則其飽和溶液的pH值是 。12、在20ml0.0025mol?LiAgNO3溶液中，加入5mlO.Olmol?L-i的K2CrO4溶液，是否有Ag2CrO4沉淀析出(已知：Ksp(Ag2CrO4)：9.0X10-12mol3?L-3)? 13.(08江蘇卷)工業(yè)上制備BaCq的工藝流程圖如下: 某研究小組在實驗室用重晶石(主要成分BaSO4)對工業(yè)過程進行模擬實驗。查表得高溫-BaSO4(s)+4C(s) 4C0(g)+BaS(s)=571.2kJ?mol-i ①BaSO4(s)+2C(s)^高溫2CO2(g)+BaS(s)AH2=226.2kJ?mol-1 ② ⑴氣體用過量NaOH溶液吸收,得到硫化鈉。Na2S水解的離子方程式為 。 ⑵向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,當(dāng)兩種沉淀共存時，g票= 。2 3 c(Cl-)[Ksp(AgBr)=5.4X10-13,Ksp(AgCl)=2.0X10-10]咼溫.—⑶反應(yīng)C(s)+CO2(g)——2CO(g)的^丑2= kJ?mol-1。 ⑷實際生產(chǎn)中必須加入過量的炭，同時還要通入空氣，其目的是 , 。 14、向少量Mg(OH)2懸濁液中加入適量的飽和NH4Cl溶液，結(jié)果固體完全溶解。對此甲、 乙兩同學(xué)各自作了自己的解釋： 甲：Mg(OH)2(s)^^Mg2++2OH—①NH4++H2O NH3?H2O+H+② H++OH-=H2O③由于③反應(yīng)的發(fā)生，使平衡①右移，Mg(OH)2溶解。 乙：Mg(OH)2(s) Mg2++2OH-①NH4++OH-^^NH3?H2O ②由于②反應(yīng)的發(fā)生，使平衡①右移，沉淀溶解。 丙同學(xué)不能肯定哪位同學(xué)的解釋合理，于是用下面的一種試劑重做了該實驗，證明甲、乙的解釋只有一種正確。他用的試劑是 。A.NH4NO3 B.CH3COONH4C.(NH4)2SO4 D.氨水 丙同學(xué)將所選試劑滴入Mg(OH)2的濁液中，Mg(OH)2溶解；由此推知，甲和乙哪位同學(xué)的解釋更合理 (填“甲”或“乙”)；完成NH4Cl飽和溶液使Mg(OH)2懸濁溶解的離子方程式 。 15、硬水中有Ca(HCO3)2，Mg(HCO3)2，而水垢的成分為CaCO3和Mg(OH)2o請寫出形成水垢的化學(xué)方程式 , ， O 16、 向有固態(tài)氫氧化鎂存在的飽和溶液中，分別加入①固體醋酸鈉、②固體NH4Cl，固體 氫氧化鎂的質(zhì)量有什么變化？① ；② 17、 信息:鍋爐水垢中還含有CaSOq，難溶于水和酸，如何清除？難溶物 CaSO4 CaCO3溶解度/g 2.1X10-1 1.5X1Q-3鍋爐中水垢中含有CaSO4,可先用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3o 參考答案：例5、⑤，①〉④，②〉③，①＞3=⑤，②〉③ 例6：白一淡黃一黃色 AgClAgBrAgl的Ksp逐漸減小，白色AgCl沉淀轉(zhuǎn)化成難溶的淡 黃色的AgBr，然后淡黃色的AgBr再轉(zhuǎn)變成更難溶的黃色AgI沉淀。 例7：H++OH-=H2O,使平衡向脫礦方向移動5Ca2++3PO3-+F-=Ca5(PO4)3F加Ca2+(或加PO3-等)12、有沉淀析出 13答案：(1)S2-+H2O一=HS-+OH-；HS-+H2O一H2S+OH-(可不寫。(2)2.7X10-3。(3)172.5。⑷使BaSO4得到充分的還原(或提高BaS的產(chǎn)量)。 ①②為吸熱反應(yīng)，炭和氧氣反應(yīng)放熱維持反應(yīng)所需高溫。14、(1)B(2)Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3?H2O17、鍋爐中水垢中含有CaSO4，可先用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的