内容正文:
难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.概念
在一定温度下,当沉淀和溶解的速率相等时,即建立了动态平衡,这种平衡称为沉淀溶解平衡。
2.建立过程(以AgCl为例)
5.溶度积常数(Ksp)
(1)溶度积常数和离子积
以AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
溶度积常数(Ksp)
离子积(Q)
含义
沉淀溶解平衡的平衡常数
溶液中有关离子浓度幂的乘积
表达式
Ksp(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),式中的浓度都是平衡浓度
Q(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),式中的浓度都是任意时刻的浓度
应用
判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解
①Q>Ksp:溶液中有沉淀析出;
②Q=Ksp:沉淀与溶解处于平衡状态;
③Q<Ksp:溶液中无沉淀析出
[微辨析1] 判一判
(1)生成AgCl沉淀的离子反应完成后,溶液不存在Ag+和Cl-( × )
(2)习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解质( √ )
(3)常温下,向AgCl悬浊液中加入少量AgCl固体,AgCl的Ksp不变( √ )
(4)相同温度下,Ksp越小,该难溶电解质的溶解能力一定越小( × )
沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
(1)原理:当Q>Ksp时,难溶电解质的溶解平衡向生成沉淀的方向移动,析出沉淀。
(2)应用:可利用生成沉淀来达到分离或除去溶液中某些离子的目的。
(3)方法
①调节pH法:如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH至4左右,离子方程式为Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH。
②沉淀剂法:如用Na2S作沉淀剂沉淀Cu2+,离子方程式为Cu2++S2-===CuS↓。
旁栏边角 选择性必修1 P79
阅读教材“思考与讨论”,判断下列说法的正误。
(1)除去溶液中的SO,加入BaCl2溶液比加入CaCl2溶液沉淀更完全( √ )
(2)除去溶液中的Mg2+,加入Na2CO3溶液比加入NaOH溶液沉淀效果好( × )
(3)为使沉淀反应完成后,溶液中剩余离子的浓度尽量小,要选择生成溶解度更小的沉淀剂( √ )
2.沉淀的溶解
(1)原理:当Q<Ksp时,难溶电解质的溶解平衡向沉淀溶解的方向移动。
(2)方法
①酸溶解法: 如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O。
②配位溶解法:如AgCl溶于氨水,离子方程式为AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O。
3.沉淀的转化
(1)实质:沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。
(2)举例:MgCl2溶液Mg(OH)2Fe(OH)3,则Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]。
(4)应用
①锅炉除水垢:将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为CaSO4+COCaCO3+SO。
②矿物转化:CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS,离子方程式为ZnS+Cu2+CuS+Zn2+。
[微辨析2] 判一判
(1)向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变( √ )
(2)向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黄色沉淀生成,则Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)( × )
(3)CaSO4悬浊液中加入饱和Na2CO3溶液:CO+CaSO4CaCO3+SO( √ )
(4)向2支盛有2 mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液。一支试管中产生黄色沉淀,另一支中无明显现象,则Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)( √ )
考点1 沉淀溶解平衡及平衡图像分析 理解与辨析能力、分析与推测能力
能力解读
新教材新高考
新教材
新教材增加了“资料卡片·几种电解质的溶解度”“思考与讨论”等,其余基本未变化
新高考
沉淀溶解平衡移动、沉淀溶解平衡曲线及分析等仍是新高考的命题点,突出对“四翼”中“综合性”和“应用性”的考查
(2021·全国甲卷,12)已知相同温度下,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。某温度下,饱和溶液中-lg[c(SO)]、-lg[c(CO)]与-lg[c(Ba2+)]的关系如图所示。
下列说法正确的是( B )
A.曲线①代表BaCO3的沉淀溶解曲线
B.该温度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值为1.0×10-10
C.加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点
D.c(Ba2+)=10-5.1时,两溶液中=10y2-y1
[考题点睛]
试题
情境
研究对象——饱和溶液中-