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考点11 难溶电解质的沉淀溶解平衡
【核心考点梳理】
难溶电解质在水中存在溶解和沉淀两个过程,难溶电解质通过溶解可以存在于水中,也可以从溶液中析出成为固体,这两个过程在一定条件下会达到动态平衡。本节我们就来学习沉淀溶解平衡及其规律,讨论影响沉淀溶解平衡移动
的因素,并运用这一规律解释自然现象,解决生产、生活中的问题。
溶解平衡常数:
严格地说,在水中绝对不溶的物质是不存在的。例如,在一定温度下,将过量AgCl固体投入水中,Ag+和Cl-离子在水分子的作用下会不断离开固体表面而进入溶液,同时,已溶解的Ag+和 Cl-离子又会因固体表面的异号电荷离子的吸引而回到固体表面,这就是AgCl的沉淀过程。当沉淀与溶解两过程达到平衡时,此时的状态称为沉淀溶解平衡。
即AgCl(s) Ag+ + Cl-
常见的难溶电解质的溶度积常数( 25℃)
对于一般的难溶电解质AmBn的沉淀溶解平衡
AmBn(s) mAn+ + nBm-
Ksp = cm(An+)×cn(Bm-)
Ksp的大小反映了难溶电解质溶解能力的大小。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时, Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。
溶度积规则的应用:
(1)判断沉淀的生成和溶解
当cm(An+)×cn(Bm-)>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出;
当cm(An+)×cn(Bm-)= Ksp,溶液恰好饱和;
当cm(An+)×cn(Bm-)<Ksp,溶液未达到饱和,无沉淀析出。
(2)控制离子浓度使反应向需要的方向移动。
如:联合制碱法在母液中加入NaCl颗粒,可以增加Cl-的浓度,使NH4Cl更容易析出。
如:AgCl沉淀中加入KI溶液,则会生成黄色的AgI沉淀,因为KSP(AgI)> KSP(AgCl)
沉淀反应还被广泛应用于废水处理、物质提纯等领域,常通过某个离子生成沉淀来实现与其他物质分离的目的。例如,要除去溶液中的 Cu2+、 Hg2+ 等金属离子,可以用 Na2S、
H2S 等作为沉淀剂,使其生成 CuS、 HgS 等极难溶的硫化物沉淀,使 Cu2+、 Hg2+ 从溶液中分离除去。一般残留在溶液中的离子浓度小于 1× 10—5 mol· L—1 时,即可认为沉淀反应达到完全了。
部分金属离子沉淀物的颜色
根据平衡移动原理,可设法改变沉淀溶解平衡体系中的离子浓度,促使平衡发生移动。例如,难溶于水的CaCO3 沉淀加入盐酸可促进溶解:
在上述反应中,由于 CO2 气体的生成和逸出,平衡体系中 CO32—的浓度不断减小,平衡向沉淀溶解的方向移动。只要盐酸的量足够, CaCO3 就可溶解完全。
在实际生产中,可以用强酸溶解的难溶电解质还有Al(OH)3、 Cu(OH)2、 FeS 等。除了与酸或碱反应之外,还可以通过氧化还原反应、生成配位化合物等其他反应
使难溶电解质溶解。
【核心归纳】
1. 下列关于甲、乙、丙、丁四个图像的说法中,不正确的是 ( )
A. 甲图表示溶液吸收溶液随的变化,则溶液显酸性
B. 由图乙可知,点的数值与点的数值相等
C. 图丙表示可得碱的强弱:
D. 图丁表示某温度在水中的沉淀溶解平衡曲线,则加入可以使溶液由点变到点,最终变到点
2. 下图所示与对应叙述相符的是( )
A. 图甲表示一定温度下和的沉淀溶解平衡曲线,则
B. 图乙表示的甲酸与乙酸溶液稀释时的变化曲线,则酸性:甲酸乙酸
C. 图丙是常温下用溶液滴定等浓度盐酸的滴定曲线
D. 图丁表示反应平衡时体积分数随起始变化的曲线,则转化率:
3. 下列说法正确的是( )
A. 将浓度为 溶液加水不断稀释过程中,保持不变,电离度变大,溶液中所有离子的浓度均变小
B. 时,将的一元强酸溶液与的一元碱溶液等体积混合后,所得溶液呈酸性或中性
C. 溶液与 溶液等体积混合所得溶液中:
D. 对于沉淀溶解平衡,已知平衡常数,的平衡常数大于则含和固体的悬浊液中存在:
【必备知识基础练】
1. 工业上常用还原沉淀法处理含铬废水和,其流程为:
黄色橙色
已知:步骤生成的在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:
下列有关说法不正确的是( )
A. 步骤中当时,说明反应: 达到平衡状态
B. 若向溶液中加浓溶液,溶液可由橙色变黄色
C. 步骤中,若要还原 离子,需要
D. 步骤中,当将溶液的 调节至 时,可认为废水中的铬元素已基本除尽当溶液中 时,可视作该离子沉淀完全
2. 根据下列图示所得结论正确的是
A. 图表示的某一元酸加水稀释至,随的变化,说明该酸是弱酸
B. 图表示不同温度下水溶液中和浓度的变化的曲线,说明图中温度
C. 图表示一定条件下的合成氨反应中,的平衡体积分数随起始体积分数的起始量恒定的变化,说明图中点的转化率大于点
D. 图表示一定