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第27讲 难溶电解质的沉淀溶解平衡
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课前引入
在20℃时,物质的溶解度与溶解性的关系如下:
溶解度/g
< 0.01
0.01~1
1~10
>10
溶解性
难溶
微溶
可溶
易溶
实例
AgCl
Ca(OH)2
KClO3
NaCl
有没有绝对不溶的物质?
难溶物在水中究竟溶解了多少?
知识精讲
一、沉淀溶解平衡的基本概念
1.溶解平衡的定义
在一定温度下,当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时,溶质的离子与该固态溶质之间建立的动态平衡,叫作沉淀溶解平衡。
2. 沉淀溶解平衡的建立
3. 沉淀溶解平衡方程式
MmAn(s) mMn+(aq) + nAm-(aq)
如AgCl沉淀溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
4. 沉淀溶解平衡的特征
二、影响沉淀溶解平衡的因素
1.内因(决定性因素):难溶电解质本身的性质。
2.外因:温度、浓度、同离子效应等,其影响符合“勒夏特列原理”。
①温度:一般来说,温度越高,固体物质的溶解度越大。极少数固体物质的溶解度随温度的升高而减小,如Ca(OH)2。
②同离子效应:加入与电解质电离的离子相同的可溶性盐,平衡向生成沉淀的方向移动,溶解度减小。
③外加其他物质(与电解质电离的离子反应),平衡向沉淀溶解的方向移动,溶解度增大。
三、溶度积(Ksp)
1. 概念与表达式
① 在一定温度下,沉淀溶解平衡的平衡常数称为溶度积常数,简称溶度积,用Ksp表式。
② 对于沉淀溶解平衡:MmAn(s) mMn+(aq) + nAm-(aq),Ksp = cm(Mn+)·cn(Am-)。
如Fe(OH)3(s) Fe3+ (aq) + 3OH- (aq) Ksp= c(Fe3+)·c3(OH-)
2.影响因素
① 溶度积Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关。
② 溶解平衡一般是吸热的,温度升高,平衡正移,Ksp增大,但Ca(OH)2相反。
3. 意义
对于相同类型的难溶电解质,Ksp越大,说明难溶电解质在水中的溶解能力越大。
如:Ksp (AgCl) > Ksp (AgBr) > Ksp (AgI),则溶解度:S (AgCl) > S (AgBr) > S (AgI)。
4.应用
① MmAn(s) mMn+(aq) + nAm-(aq),任意时刻的离子积:Q = cm(Mn+)·cn(Am-)
② 根据Ksp和Q的相对大小,可以判断给定条件下溶液中难溶电解质的沉淀或溶解情况:
Q > Ksp,溶液中有沉淀析出
Q = Ksp,沉淀与溶解处于平衡状态
Q < Ksp,溶液中无沉淀析出
对点训练
题型一:沉淀溶解平衡的理解
【例1】(2021·河南洛阳·高二期中)难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时,下列说法中错误的是
A.沉淀的速率和溶解的速率相等
B.难溶电解质在水中形成饱和溶液
C.再加入难溶电解质,溶液中各离子的浓度不变
D.难溶电解质溶解形成的阴、阳离子的浓度相等
【答案】D
【详解】
A.达到沉淀溶解平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等,各离子浓度保持不变,故A正确;
B.达到沉淀溶解平衡时,已经达到难溶电解质的溶解限度,溶液为饱和溶液,故B正确;
C.加入难溶电解质会以沉淀的形式存在,对于溶液中各离子的浓度无影响,故C正确;
D.难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时,会有少部分电解质发生电离,得到相应的离子,阴、阳离子的浓度不一定相等,如Fe(OH)3,故D错误;
故选:A。
题型二:沉淀溶解平衡的移动
【变2-2】(2021·黑龙江·哈师大青冈实验中学高二月考)将AgCl分别加入盛有:①5mL水②6mL0.5溶液③10mL0.2溶液④5mL0.1盐酸的烧杯中,均有固体剩余,各溶液中从大到小的顺序排列正确的是
A.①④③② B.②③④① C.④③②① D.①③②④
【答案】A
【分析】
在AgCl饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl‒(aq),加入Cl‒平衡逆向移动c(Ag+)会减小,加入Cl‒的浓度越大,c(Ag+)越小,即c(Ag+)与c(Cl‒)大小顺序相反,据此分析。
【详解】
①水中没有Cl‒,即5mL水对AgCl的沉淀溶解平衡没有抑制作用,①中c(Ag+)最大;
②6mL0.5mol/LNaCl溶液中含有Cl‒,且c(Cl‒)=0.5mol/L,对AgCl的沉淀溶解平衡有抑制作用,则②中c(Ag+)小于①中c(Ag+);
③10mL0.2mol/LCaCl2溶液中含有Cl‒,c(Cl‒)=0.2mol/L×2=0.4mol/L,对AgCl的沉淀溶解平衡有抑制作用,则②中c(Ag+)小于③中c(Ag+);
④5mL0.1mol/L盐酸中含有Cl‒,且c(Cl‒)=0.1mol/L,对AgCl的沉淀溶