内容正文:
第28讲 沉淀溶解平衡
[课程标准] 1.变化观念与平衡思想:认识难溶电解质的溶解平衡有一定限度,是可以调控的。能多角度、动态地分析难溶电解质的溶解平衡,并运用难溶电解质的溶解平衡原理解决实际问题(利用生成沉淀处理污水等)。2.科学探究与创新意识:能发现和提出有关难溶电解质的溶解的问题。3.平衡的判断问题:能从问题和假设出发,确定探究目的,设计探究方案,进行沉淀转化等实验探究。
考点一 沉淀溶解平衡及其应用
授课提示:对应学生用书第269页
1.难溶、可溶、易溶界定
20 ℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系:
2.沉淀溶解平衡
(1)溶解平衡的建立:
固体溶质溶液中的溶质
(2)特点(同其他化学平衡):逆、等、定、动、变(适用平衡移动原理)
3.影响沉淀溶解平衡的因素
内因
难溶电解质本身的性质
外因
浓度
加水稀释,平衡向沉淀溶解的方向移动
温度
大多数难溶电解质的溶解平衡是吸热过程,升高温度,平衡向沉淀溶解的方向移动;少数向生成沉淀的方向移动,如Ca(OH)2的溶解平衡
同离子效应
向平衡体系中加入含有难溶电解质电离的某离子的电解质,平衡向生成沉淀的方向移动
化学
反应
若加入的物质使难溶电解质生成更难溶的电解质、弱电解质或气体时,平衡向沉淀溶解的方向移动
4.沉淀溶解平衡的应用
(1)沉淀的生成:
①调节pH法:
如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,CuO+2H+===Cu2++H2O。
②沉淀剂法:
如用H2S沉淀Hg2+的离子方程式为Hg2++H2S===HgS↓+2H+。
(2)沉淀的溶解:
①酸溶解法:如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O。
②盐溶解法:如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为Mg(OH)2+2NH===Mg2++2NH3·H2O。
(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)。
如:AgNO3溶液AgCl(白色沉淀)AgBr(浅黄色沉淀)AgI(黄色沉淀)Ag2S(黑色沉淀)。
②应用
a.锅炉除垢:将CaSO4转化为易溶于酸的CaCO3,离子方程式为CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)。
b.矿物转化:CuSO4溶液遇PbS转化为CuS,离子方程式为Cu2+(aq)+PbS(s)CuS(s)+Pb2+(aq)。
诊断辨析
(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)沉淀达到溶解平衡时,溶液中溶质电离出的离子浓度一定相等,且保持不变。(×)
(2)升高温度,沉淀溶解平衡一定正向移动。(×)
(3)室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。(×)
(4)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。(√)
(5)Ksp大的难溶电解质容易向Ksp小的转化,但Ksp小的不能向Ksp大的转化。(×)
(6)难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,增加难溶电解质的量,平衡向溶解的方向移动。(×)
1.错点提醒:应根据Q与Ksp的大小关系判断沉淀转化的方向
(1)一般说来,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现,但溶解度小的沉淀转化成溶解度稍大的沉淀也能实现。
(2)用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,沉淀已经完全。
2.学科思想:溶解度曲线应用的归纳与整合
(1)利用溶解度受温度影响分离、提纯物质
①溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取蒸发结晶的方法:如NaCl溶液中含有KNO3,应采取蒸发结晶、趁热过滤的方法。
②溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水)采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法:如Mg(ClO3)2溶液中含有NaCl,应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。
(2)利用溶解度不同可以制备物质
如侯氏制碱法:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl;
如MgCl2+2NaClO3===2NaCl↓+Mg(ClO3)2。
题组一 沉淀溶解平衡的移动
1.向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化),下列物理量中减小的是( )
A.c(CO) B.c(Mg2+)
C.c(H+) D.Ksp(MgCO3)
解析:MgCO3(s)Mg2+(aq)+CO(aq),加少许浓盐酸时,CO与H+反应,导致c(CO)减小,同时溶解平衡正向移动,c(Mg2+)增大,故A项符合题意,B项不符合题意;加入浓盐酸后c(H+)增大,故C