内容正文:
3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡
学习聚焦
知识精讲
知识点01 沉淀溶解平衡的基本概念
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。
习惯上人们将在 100 g 水中溶解的质量小于 0.01 g 的电解质称为难溶电解质。将难溶电解质放入水中,就会发生溶解和沉淀两个过程。例如,把 AgCl 固体放入水中,
在水分子的作用下少量的 Ag+ 和 Cl—脱离 AgCl 固体表面进入到溶液中,成为水合离子,这是 AgCl 的溶解过程; 与此同时,溶液中的 Ag+ 和 Cl—受到 AgCl 表面正、负离子的吸引沉积到 AgCl 表面,这是 AgCl 的沉淀过程:
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl—(aq)
【即学即练1】在自然界中,原生铜的硫化物转变成后遇到地壳深层的ZnS和PbS便慢慢转变为CuS。由此可知,下列物质中溶解度最小的是( )
A. B.ZnS C.PbS D.CuS
知识点02 影响沉淀溶解平衡的因素
1、 内因:难溶电解质自身性质
2、 外因:温度、浓度、同离子效应
温度:温度越高,沉淀溶解越多,温度越低,沉淀溶解越少,但是氢氧化钙除外,对于氢氧化钙温度越高则温度越低。
浓度:对于沉淀溶解平衡而言,加水稀释将导致平衡向溶解方向移动
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。
加入其他物质:假如加入的离子将会与沉淀溶解产生的离子相反应,则将会导致沉淀向着溶解的方向移动。
沉淀溶解平衡与电离平衡的比较
相同点:沉淀溶解平衡与电离平衡都是化学平衡的一种,两种平衡移动都符合化学平衡移动的一般规律,其平衡移动都是可以由勒夏特列原理推测,皆存在平衡常数。
不同点:一、难溶电解质的电离可能既有强电解质也有弱电解质。
难电离物质只能是弱电解质。
二、难溶电解质皆为晶体,电离平衡的移动中的电离则为分子与离子之间的电离与结合
三、表示方法:
①沉淀溶解平衡: 如 Al(OH)3(s) ⇌Al3+(aq)+3OH-(aq)
BaSO4(s) ⇌Ba2+(aq)+SO4 2-(aq)
②难溶电解质的电离: Al(OH)3 ⇌Al3++3OH-
BaSO4===Ba2++SO42-
【即学即练2】为了除去CuCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热并搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后,再向滤液中加入适量盐酸,这种试剂是
A.Na2CO3 B.NaOH C.NH3·H2O D.CuCO3
知识点03 溶度积(KSp)
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-
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正负离子个数比相同时, 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)
【即学即练3】已知25℃时,的平衡常数,,下列叙述中正确的是
A.向的混合液中滴加溶液,首先析出沉淀
B.将浓度均为的、溶液等体积混合后可得到沉淀
C.25℃时,的约为
D.相同温度下,在水中的大于在溶液中的
知识点04 沉淀溶解平衡的应用
利用不同的物质之间沉淀平衡常数之间的不同可以使溶解度小的物质向溶解度更小的方向进行,对于同一类的物质例如氯化银、溴化银、碘化银等可以轻易的转化,
相同条件下: KSP(AgCl)>KSP(AgBr)>KSP(AgI),则 S(AgCl)>S(AgBr)>S(AgI),但不能比较 AgCl 和 Ag2CrO4的溶解度大小,