内容正文:
第四单元 沉淀溶解平衡
第1课时 沉淀溶解平衡与溶度积
[核心素养发展目标] 1.变化观念与平衡思想:知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素,能多角度、动态地分析难溶电解质的溶解平衡。2.证据推理与模型认知:知道溶度积的意义,建立根据溶度积判断反应进行方向的思维模型。
一、沉淀溶解平衡原理
1.25 ℃时,溶解性与溶解度的关系
溶解性
易溶
可溶
微溶
难溶
溶解度
>10 g
1~10 g
0.01~1 g
<0.01 g
2.实验探究沉淀溶解平衡的存在
实验操作
现象
上层清液中出现黄色沉淀
结论
原上层清液中含有I-,PbI2固体在水中存在溶解平衡
3.以AgCl为例分析沉淀溶解平衡建立的过程
(1)AgCl在溶液中存在两个过程:一方面,在水分子作用下,少量Ag+和Cl-脱离AgCl表面进入水中,即存在溶解过程;另一方面,溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引,回到AgCl表面析出,即存在沉淀过程。在一定温度下,当AgCl溶解和沉淀的速率相等时,体系中形成AgCl饱和溶液。
总结:在一定温度下,当沉淀溶解和生成的速率相等时,即建立了动态平衡,叫做沉淀溶解平衡。
(2)沉淀溶解平衡的特征
(3)沉淀溶解平衡的表达式:
AmBn(s)mAn++nBm-
在沉淀后用“s”标明状态,溶液中用“离子符号”,并用“”连接。
如:PbI2沉淀溶解平衡可表示为PbI2(s)Pb2++2I-。
4.外界条件对沉淀溶解平衡的影响
(1)温度:升高温度,多数沉淀溶解平衡向溶解方向移动;少数沉淀溶解平衡向生成沉淀方向移动,如Ca(OH)2的沉淀溶解平衡。
(2)浓度:加水稀释,沉淀溶解平衡向溶解方向移动。
(3)同离子:加入与难溶电解质构成中相同的离子,平衡向生成沉淀方向移动。
(4)其他:加入可与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质,沉淀溶解平衡向溶解方向移动。
特别提醒 影响难溶电解质沉淀溶解平衡的决定性因素为难溶电解质本身的性质。
1.(1)因为BaSO4难溶,所以将BaSO4加入水中,溶液中无Ba2+和SO( × )
(2)难溶电解质的沉淀溶解平衡是动态平衡,即溶解和沉淀同时进行着,只是v(溶解)=v(沉淀)
( √ )
(3)Ca(OH)2溶解放热,所以升温,Ca(OH)2(s)Ca2++2OH-溶解平衡逆向移动( √ )
(4)含等物质的量的AgNO3与NaCl的溶液混合后,恰好完全反应生成AgCl沉淀,溶液中不存在Ag+和Cl-( × )
(5)当溶液中某离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,可视为该离子沉淀完全( √ )
2.已知沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-,请分析当改变下列条件时,对该沉淀溶解平衡的影响,并填写下表(浓度变化均指平衡后和原平衡比较):
条件改变
移动方向
c(Mg2+)
c(OH-)
加水
正向移动
不变
不变
升温
正向移动
增大
增大
加MgCl2(s)
逆向移动
增大
减小
加盐酸
正向移动
增大
减小
加NaOH(s)
逆向移动
减小
增大
3.将AgCl分别投入下列溶液中:
①40 mL 0.03 mol·L-1的HCl溶液 ②50 mL 0.03 mol·L-1的AgNO3溶液 ③30 mL 0.02 mol·L-1的CaCl2溶液 ④10 mL蒸馏水。AgCl的溶解度由大到小的顺序是___________。
答案 ④>①=②>③
解析 AgCl(s)在溶液中存在如下沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag++Cl-,①中c(Cl-)=
0.03 mol·L-1,抑制了AgCl(s)的溶解,使得AgCl(s)的溶解度减小,②中c(Ag+)=0.03 mol·L-1,
也抑制了AgCl(s)的溶解,且抑制程度与①相同,③中的c(Cl-)=0.04 mol·L-1,抑制溶解,且抑制程度大于①和②,AgCl(s)的溶解度更小。所以AgCl的溶解度由大到小的顺序是④>①=②>③。
二、溶度积常数
1.概念:难溶电解质的沉淀溶解平衡也存在平衡常数,称为溶度积常数,简称溶度积,符号为Ksp。
2.表达式
AmBn(s)mAn++nBm-
Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)
AgCl(s)Ag++Cl-
Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)
Fe(OH)3(s)Fe3++3OH-
Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)
3.意义
Ksp的大小反映难溶电解质在水中的溶解能力。
(1)相同类型的难溶电解质,溶度积小的电解质,其溶解能力小。
(2)不同类型的难溶电解质,溶度积小的电解质,其溶解能力不一定比溶度积大的溶解能力小。
4.应用——溶度积规则
通过比较溶度积与溶液中的离子浓度幂之积的相对大小