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第28讲 沉淀溶解平衡
[课程标准] 1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡。2.了解沉淀的生成、溶解与转化。
考点一 难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.溶解度
(1)定义:在一定温度下,某固体物质在100 g溶剂中形成饱和溶液时,溶解的溶质质量为该物质在该温度下的溶解度,用S表示。
(2)在20 ℃时,物质的溶解度与溶解性的关系
溶解性
难溶
微溶
可溶
易溶
溶解度(g)
<0.01
0.01~1
1~10
>10
(3)固体物质的溶解度的变化规律:绝大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大,如Na2SO4;少数固体物质的溶解度随温度的改变变化不大,如NaCl;个别固体物质随温度的升高溶解度减小,如Ca(OH)2。
2.沉淀溶解平衡
(1)概念:在一定温度下,当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时,溶解速率和生成沉淀速率相等。
(2)建立
(3)特点(同其他化学平衡):逆、等、动、定、变(适用平衡移动原理)
3.影响沉淀溶解平衡的因素
(1)内因:难溶电解质本身的性质,这是决定因素。
(2)外因:[以AgCl(s)⥫⥬Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0为例]。
外界条件
移动方向
平衡后c(Ag+)
平衡后c(Cl-)
Ksp
升高温度
正向
增大
增大
增大
加水稀释
正向
不变
不变
不变
加入少量AgNO3
逆向
增大
减小
不变
通入HCl
逆向
减小
增大
不变
通入H2S
正向
减小
增大
不变
4.沉淀溶解平衡的应用
(1)沉淀的生成
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7~8,离子方程式为:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH。
②沉淀剂法:如用H2S沉淀Cu2+,离子方程式为:Cu2++H2S===CuS↓+2H+。
(2)沉淀的溶解
①酸溶解法:用离子方程式表示难溶于水的CaCO3可溶于盐酸CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O。
②盐溶液溶解法:用离子方程式表示Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液Mg(OH)2+2NH===Mg2++2NH3·H2O。
③氧化还原溶解法:如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。
④配位溶解法:如AgCl溶于氨水,离子方程式为AgCl+2NH3·H2O===Ag(NH3)+Cl-+2H2O。
(3)沉淀的转化
①实质:沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大,越容易转化)。
②应用
a.锅炉除垢:将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为:CaSO4(s)+CO(aq)⥫⥬CaCO3(s)+SO(aq)。
b.矿物转化:CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS,离子方程式为:ZnS(s)+Cu2+(aq)⥫⥬CuS(s)+Zn2+(aq)。
[诊断辨析] 正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)升高温度,沉淀溶解平衡一定正向移动( )
(2)室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度( )
(3)难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,增加难溶电解质的量,平衡向溶解方向移动( )
(4)向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液,则SO沉淀完全,溶液中只含Ba2+、Na+和Cl-,不含SO( )
(5)为减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀( )
(6)洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好( )
答案: (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
要点一 沉淀溶解平衡
1.将AgCl分别加入盛有:①5 mL水 ②6 mL 0.5 mol·L-1 NaCl溶液 ③10 mL 0.2 mol·L-1 CaCl2溶液 ④50 mL 0.1 mol·L-1盐酸的烧杯中,均有固体剩余,各溶液中c(Ag+)从大到小的顺序排列正确的是( )
A.④③②① B.②③④①
C.①④③② D.①③②④
C [根据沉淀溶解平衡,溶液中Cl-浓度越大,Ag+浓度越小,则选项C符合题意。]
要点二 沉淀的生成
2.要使工业废水中的Pb2+沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下:
化合物
PbSO4
PbCO3
PbS
溶解度/g
1.03×10-4
1.81×10-7
1.84×10-14
由上述数据可知,沉淀剂最好选用( )
A.硫化物 B.硫酸盐
C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可
A [沉淀工业废水中的Pb2+时,生成沉淀的反应进行得越完全越好,由于PbS的溶解度最小,故选硫化物作为沉淀剂。]
要点三 沉淀转化
3.工业上可通过如图流程回收铅蓄电池中的铅,下列有关说法不正确的是(