内容正文:
第3节 沉淀溶解平衡
1.沉淀溶解平衡与溶度积
(1)沉淀溶解平衡
①实验探究
a.实验操作:在装有少量难溶的PbI2黄色固体的试管中,加入约3 mL蒸馏水,充分振荡后静置。若在上层清液中滴加浓的KI溶液,观察到的现象是上层清液中出现黄色沉淀。
b.结论:原上层清液中含有Pb2+,PbI2在水中存在溶解平衡。
②概念
在一定温度下,沉淀溶解的速率等于离子结合成沉淀的速率,固体的质量和溶液中各离子的浓度保持不变的状态叫作沉淀溶解平衡。
③表示方法
PbI2沉淀溶解平衡可表示为PbI2(s)
Pb2+(aq)+2I-(aq)。
④特征
(2)溶度积
①定义
在一定条件下,难溶电解质的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡,其平衡常数叫作溶度积常数,简称溶度积,通常用Ksp表示。
②表达式
对于沉淀溶解平衡AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),溶度积可表示为Ksp=c(An+)•c(Bm-)。
如PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq),Ksp(PbI2)=c平(Pb2+)·c(I-)就是PbI2的溶度积常数。
③影响溶度积(Ksp)大小的因素
与其他化学平衡常数一样,Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量无关,并且溶液中离子浓度的变化只能使平衡移动,并不能改变溶度积。
2.沉淀溶解平衡的应用
人们可利用沉淀溶解平衡的影响因素实现自然界、生产生活中沉淀的溶解与生成及转化,其理论依据是:对于难溶电解质AmBn,浓度商Q可表示为Q=cm(An+)•cn(Bm-)。
(1)沉淀的溶解:设法让Q<Ksp,就能让沉淀溶解。
(2)沉淀的生成:设法让Q>Ksp就可以生成沉淀。
3.沉淀的转化
沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程,其实质是沉淀溶解平衡的移动。一般来说,一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀,两种难溶物的溶解能力相差越大,这种转化的趋势就越大。
1.下列物质的溶解度随温度升高而减小的是( )
①KNO3 ②Ca(OH)2 ③BaSO4 ④CO2
A.①② B.②④ C.①③ D.①④
答案 B
解析 Ca(OH)2的溶解度比较特殊,随温度的升高而减小,其他绝大多数物质随温度升高,溶解度增大(气体除外)。
2.已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和CrO,浓度均为0.010 mol•L-1,向该溶液中逐滴加入0.010 mol•L-1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )
A.Cl-、Br-、CrO B.CrO、Br-、Cl-
C.Br-、Cl-、CrO D.Br-、CrO、Cl-
答案 C
解析 因为溶液中Cl-、Br-、CrO浓度相同,假设滴加AgNO3溶液的过程中混合液中Cl-、Br-、CrO浓度不变,均为0.010 mol•L-1,则开始生成AgCl、AgBr、Ag2CrO4沉淀时溶液中Ag+浓度分别为1.56×10-8 mol•L-1、7.7×10-11 mol•L-1、3.0×10-5 mol•L-1,所以首先沉淀的是AgBr,最后沉淀的是Ag2CrO4。
3.在一定温度下,一定量的水中,石灰乳悬浊液存在下列平衡:Ca(OH)2(s)Ca(OH)2(aq)Ca2+(aq)+2OH-(aq),当向此悬浊液中加入少量生石灰时,下列说法正确的是( )
A.n(Ca2+)增大 B.c(Ca2+)不变
C.n(OH-)增大 D.c(OH-)减小
答案 B
解析 加入生石灰的前后都是石灰水的饱和溶液,故Ca2+和OH-浓度均不变,但因CaO+H2O===Ca(OH)2,水减少,故Ca2+和OH-物质的量减少。
4.在一定温度下,Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),若使固体Mg(OH)2的量减少,而Mg2+浓度不变,可采取的措施是( )
A.加MgCl2 B.加H2O
C.加NaOH D.加HCl
答案 B
5.把足量熟石灰放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)。下列叙述正确的是( )
A.给溶液加热,溶液的pH升高
B.恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高
C.向溶液中加入Na2CO3溶液,Ca(OH)2固体增多
D.向溶液中加入少量的NaOH固体,Ca(OH)2固体增多
答案 D
解析 A项,加热时Ca(OH)2溶解度减小,平衡逆向移动,c(OH-)减小,pH减小;B项,CaO+H2O===Ca(OH)2,由于保持恒温,Ca(OH)2溶解度不变,c(OH-)不变,因此pH不变;C项,CO+Ca2+==