内容正文:
第四单元|沉淀溶解平衡
一、沉淀溶解平衡原理
实验探究
实验
步骤
[微点拨]
沉淀溶解平衡是动态平衡,达到平衡后虽然固体物质的质量不再发生改变,但是固体溶解和沉淀的过程并没有停止。
实验
现象
①中PbI2难溶于水;②中产生黄色沉淀
实验
结论
①PbI2水溶液中含有I-,证明PbI2在水中有极少量溶解
②绝对不溶的物质是不存在的
沉淀溶解平衡的建立
以AgCl(s)Ag++Cl-为例:
沉淀溶解平衡
在一定的温度下,当溶解速率和沉淀速率相等时,形成饱和溶液,达到平衡状态
二、溶度积及其应用
概念
用平衡常数来描述难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡,其平衡常数称为溶度积常数,简称溶度积
[微提醒]
①书写沉淀溶解平衡方程式时要标注物质的状态。
②只有同类型的难溶电解质才可以直接利用Ksp数值比较溶解能力,如AgCl和Ag2CrO4需要经过计算溶液中的银离子的浓度大小来判断。
含义
溶度积的大小反映了其在水中的溶解能力
符号
Ksp
表达式
AgCl(s)Ag++Cl-,Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)
影响因素
只与难溶电解质的性质和温度有关
规律
对于同类型的难溶电解质,Ksp越小,其在水中的溶解能力也越小
应用
以沉淀溶解平衡BaSO4(s)Ba2++SO为例,要判断溶液中能否生成沉淀,可依据化学平衡常数与浓度商的关系,将溶液中的离子浓度之积(简称离子积)与Ksp进行比较:
c(Ba2+)·c(SO)=Ksp,沉淀溶解平衡
c(Ba2+)·c(SO)>Ksp,生成沉淀
c(Ba2+)·c(SO)<Ksp,沉淀溶解
三、沉淀溶解平衡原理的应用
沉淀的生成与转化
实验探究
实验过程
[微点拨]
①沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。
②由于从氯化银到碘化银的溶解度逐渐降低,因此由氯化银到碘化银的转化较为容易。
[微提醒]
只要溶度积大的难溶物的Q>Ksp,溶度积小的沉淀也可以转化为溶度积大的沉淀。
[微点拨]
在铜蓝矿的形成过程中,CuSO4与ZnS、PbS作用转化为CuS的过程,实质上就是沉淀的转化过程,可从ZnS和PbS的Ksp远大于CuS的Ksp得以解释。
实验现象
A中产生白色沉淀,B中变为黄色,C中变为黑色
离子反应
A中:Ag++Cl-===AgCl↓
B中:AgCl(s)+I-===AgI(s)+Cl-
C中:2AgI(s)+S2-===Ag2S(s)+2I-
结论
溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀
沉淀转化原因分析
AgNO3溶液与NaCl溶液反应产生白色的AgCl沉淀。当向体系中滴加KI溶液时,溶液中的Ag+和I-结合生成了更难溶的AgI,溶液中的Ag+浓度减小,促使AgCl的沉淀溶解平衡向其溶解的方向移动,最终AgCl完全转化为AgI
沉淀转化的应用
硫酸钡转化为碳酸钡
总反应的离子方程式如下:BaSO4(s)+COBaCO3(s)+SO
防龋齿
使用含氟牙膏后,Ca2+及PO生成更难溶的Ca5(PO4)3F,从而使牙齿变得坚固。Ca5(PO4)3OH(s)+F-Ca5(PO4)3F(s)+OH-
分离或除杂
除去硫酸铜溶液中混有的Fe3+,可向溶液中加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3,调节溶液的pH至3~4,Fe3+就会全部转化为Fe(OH)3沉淀除去。
自然界中矿物的转化
露出在地表层的硫化矿床会随着时间的推移受到风化作用,导致硫化物可能接触含氧量较高的地表水从而被氧化形成硫酸,而铜离子则形成硫酸盐溶解到水溶液中
[新知探究(一)] 沉淀溶解平衡的移动
[发展认知]
沉淀溶解平衡的影响因素
内因
难溶电解质本身的性质是决定因素。不存在绝对不溶的物质,同是难溶物的溶解度差别也很大
外因
温度
升高温度,多数平衡向溶解的方向移动;其原因是大多数难溶电解质的溶解过程是吸热的
浓度
加水稀释,平衡向溶解的方向移动
同离子效应
加入与难溶电解质所含离子相同的物质,平衡向生成沉淀的方向移动
其他
加入能消耗难溶电解质所含离子的物质,平衡向沉淀溶解的方向移动
以AgCl(s)Ag++Cl- ΔH>0为例分析外因对溶解平衡移动的影响。
外界条件
平衡移动方向
平衡后c(Ag+)
平衡后c(Cl-)
升高温度
正向
增大
增大
加水稀释
正向
不变
不变
加入少量AgNO3
逆向
增大
减小
通入HCl
逆向
减小
增大
通入H2S
正向