内容正文:
第四节 沉淀溶解平衡
1.以变化观念与平衡思想认识沉淀溶解平衡的定义及其影响因素。
2.明确溶度积和离子积的关系,并由此学会判断反应进行的方向,培养变化观念与平衡思想。
3.能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质。
4.形成科学态度与社会责任意识,利用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题。
知识点一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.定义
在一定温度下,当沉淀 和 的速率相等时,即建立了动态平衡,叫做难溶电解质的溶解平衡。如AgCl溶于水的溶解平衡表示为: 。
2.特征
3.溶度积
(1)定义:在一定温度下,难溶强电解质MmNn溶于水形成饱和溶液时,溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡,这时的离子浓度幂的乘积是一个常数,叫做 ,简称溶度积。符号为 。
(2)表达式:MmNn(s)mMn+(aq)+nNm-(aq)
Ksp=[c(Mn+)]m·[c(Nm-)]n
例如:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
Ksp= .
(3)意义:溶度积Ksp反映了物质在水中的溶解能力。
(4)影响Ksp的因素: 。
绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程,升高温度,向溶解方向移动,Ksp 。少数难溶电解质的溶解是放热过程,升高温度,向生成沉淀的方向移动,Ksp减小,如Ca(OH)2。
4.溶度积Ksp与离子积Q的关系
通过比较某温度下难溶电解质的溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Q的相对大小,可以判断难溶电解质在该温度下溶液中的沉淀或溶解情况。
(1)Q>Ksp,溶液过饱和, ,直至溶液饱和达到新的平衡;
(2)Q=Ksp,溶液 ,沉淀与溶解处于 ;
(3)Q<Ksp,溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。
特殊说明:
(1)Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力,当化学式所表示的组成中阴离子与阳离子个数分别相同时,Ksp数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强。
(2)Ksp只与温度有关,有的沉淀溶解平衡是吸热的,升高温度,Ksp增大;有的沉淀溶解平衡是放热的,升高温度,Ksp减小。
知识点二、沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
(1)调节pH法:
如加入氨水调节pH=4,可除去氯化铵中的杂质氯化铁。反应的离子方程式: 。
(2)加沉淀剂法:
以Na2S、H2S等作沉淀剂,使Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。反应的离子方程式如下:
①加Na2S生成CuS: 。
②通入H2S生成CuS: 。
2.沉淀的溶解
(1)原理:
根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,只要不断 溶解平衡体系中的相应离子,平衡就向沉淀溶解的方向移动,从而使沉淀溶解。
(2)实例:
①CaCO3沉淀溶于盐酸中:
CO2气体的生成和逸出,使CaCO3溶解平衡体系中的CO32-浓度不断减小,平衡向 的方向移动。
②Mg(OH)2沉淀溶于浓NH4Cl溶液中:
由于NH3·H2O的生成,使Mg(OH)2溶解体系中的c(OH-) ,平衡向 的方向移动。
Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液的化学方程式为Mg(OH)2+2 NH4+==Mg2++2NH3·H2O。
3.沉淀的转化
(1)转化实验:
①难溶性银盐之间的转化:
实验
步骤
实验现象
生成 色沉淀
生成 色沉淀
生成 色沉淀
化学
方程式
②Mg(OH)2与Fe(OH)3之间的转化:
实验
步骤
实验现象
化学
方程式
(2)转化的实质:
沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般来说,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现,两种沉淀的溶解度差别 ,转化越容易。
(3)转化的应用:
①锅炉除水垢:
水垢[含CaSO4(s)]CaCO3(s)Ca2+(aq)
②自然界中矿物的转化:
原生铜的硫化物 溶液
探究任务一 沉淀溶解平衡及其影响因素
沉淀溶解平衡包含沉淀的溶解和溶解后的电解质的电离过程。
如:BaSO4(s)Ba2+(