内容正文:
清单09 沉淀溶解平衡水溶液中四大平衡常数的应用
01 难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.25 ℃时,溶解性与溶解度的关系
溶解性
易溶
可溶
微溶
难溶
溶解度
>10 g
1~10 g
0.01~1 g
<0.01 g
2.难溶电解质的沉淀溶解平衡
(1)沉淀溶解平衡的建立
(2)沉淀溶解平衡方程式
以AgCl沉淀溶解平衡为例:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。
【特别提醒】沉淀溶解平衡方程式各物质要标明聚集状态。
(3)沉淀、溶解之间这种动态平衡也决定了Ag+与Cl-的反应 进行到底。一般情况下,当溶液中剩余离子的浓度小于 时,化学上通常认为生成沉淀的反应进行 了。
3.难溶电解质沉淀溶解平衡的影响因素
(1)内因(决定因素):难溶电解质本身的性质。
(2)外因:温度、浓度等条件的影响符合勒夏特列原理。
(3)实例分析
已知沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),请分析当改变下列条件时,对该沉淀溶解平衡的影响,填写下表(浓度变化均指平衡后和原平衡比较):
条件改变
移动方向
c(Mg2+)
c(OH-)
加少量水
升温
加MgCl2(s)
加盐酸
加NaOH(s)
【特别提醒】大多数电解质溶解度随温度的升高而增大,但有许多例外,如Ca(OH)2,温度越高,溶解度越小。
【例1】(2023上·广东深圳·高二统考期末)一定温度下,Zn(OH)2固体在水中达到沉淀溶解平衡:Zn(OH)2(s)Zn2+(aq)+2OH(aq)。要使Zn(OH)2固体质量减少而c(Zn2+)不变,采取的措施可能是
A.加少量水 B.通HCl气体
C.加NaOH固体 D.加ZnSO4固体
02 溶度积常数
1.概念
难溶电解质的沉淀溶解 称为 ,简称溶度积,符号为Ksp,Ksp的大小反映难溶电解质在水中的溶解能力。
2.表达式
AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq) Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)。
如:Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq) Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)。
3.影响因素
溶度积Ksp值的大小只与 的性质和 有关。
4.应用
定量判断给定条件下有无沉淀生成。
Q:离子积对于AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)任意时刻Q=cm(An+)·cn(Bm-)。
(1)Q>Ksp,溶液 ,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
(2)Q=Ksp,溶液 ,沉淀与溶解处于平衡状态。
(3)Q<Ksp,溶液 ,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。
【例2】(2023下·广西桂林·高二期末)常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,在pH=4的Fe(OH)3饱和溶液中,c(Fe3+)为
A.1.0×10-8mol·L-1
B.4.0×10-8mol·L-1
C.1.0×10-26mol·L-1
D.1.3×10-28mol·L-1
03 沉淀的生成和溶解
1.沉淀的生成
(1)沉淀生成的应用
在无机物的制备和提纯、废水处理等领域,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
(2)沉淀的方法
①调节pH法:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH至7~8,使Q[Fe(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH。
②加沉淀剂法:如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子,如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,即离子积Q>Ksp时,生成沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。
a.通入H2S除去Cu2+的离子方程式:H2S+Cu2+===CuS↓+2H+。
b.加入Na2S除去Hg2+的离子方程式:Hg2++S2-===HgS↓。
【特别提醒】
①一般来说,当溶液中有多种可以沉淀的离子且生成相同类型的沉淀时,越难溶(Ksp越小)的越先沉淀。
②当离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,认为已完全沉淀。
2.沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理
根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子,使平衡
向 的方向移动,就可以使沉淀溶解。
(3)沉淀溶解的方法
①酸溶解法:用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。
如CaCO3