内容正文:
第十三讲 难溶电解质的沉淀溶解平衡
知识梳理
· 考点一、难溶电解质的溶度积常数
严格地说,在水中绝对不溶的物质是不存在的。例如,在一定温度下,将过量AgCl固体投入水中,Ag+和Cl-离子在水分子的作用下会不断离开固体表面而进入溶液,同时,已溶解的Ag+和 Cl-离子又会因固体表面的异号电荷离子的吸引而回到固体表面,这就是AgCl的沉淀过程。当沉淀与溶解两过程达到平衡时,此时的状态称为沉淀溶解平衡。即AgCl(s) Ag+ + Cl-
对于一般的难溶电解质AmBn的沉淀溶解平衡
AmBn(s) mAn+ + nBm-
Ksp = cm[An+]×cn[Bm-]
Ksp的大小反映了难溶电解质溶解能力的大小。当化学式所表示的组成中正负离子个数比相同时, Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。
1.下列方程式书写错误的是
A.Al(OH)3⇌A13++3OH- B.Al(OH)3(s)⇌Al3+(aq)+3OH-(aq)
C.BaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+(aq) D.BaSO4⇌Ba2++
【答案】D
【详解】A.Al(OH)3为弱电解质,部分电离生成Al3+、OH-,电离方程式为,故A正确;
B.Al(OH)3(s)中存在沉淀溶解平衡,溶解平衡离子方程式为,故B正确;
C.BaSO4中存在沉淀溶解平衡,溶解平衡离子方程式为,故C正确;
D.BaSO4是强电解质,溶于水的部分完全电离,电离方程式为,故D错误;
答案选D。
2.当Mg(OH)2固体在水中溶解达到平衡时:Mg(OH)2 (s)⇌Mg2++2OH- ,为使Mg(OH)2固体的量减少,可加入的物质是
A.MgSO4 B.NaOH C.HCl D.NaCl
【答案】C
【详解】A.加入MgSO4,溶液中镁离子浓度增大,平衡逆向移动,Mg(OH)2固体的量增大,A不符合题意;
B.加入NaOH,溶液中氢氧根浓度增大,平衡逆向移动,Mg(OH)2固体的量增大,B不符合题意;
C.加入HCl,氢离子中和氢氧根,平衡正向移动,Mg(OH)2固体的量减少,C符合题意;
D.加入NaCl对平衡无影响,D不符合题意;
综上所述答案为C。
3.硫化锌(ZnS)和硫化铅(PbS)常用于光导体、半导体工业,它们在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:,M为Zn或Pb,pM表示。下列说法正确的是
A.曲线Ⅱ代表PbS的沉淀溶解平衡曲线
B.n、q两点溶液中的:n>q
C.图中m点和n点对应的关系为
D.向m点对应的悬浊液中加入少量固体,溶液组成由m沿mn曲线向n方向移动
【答案】C
【详解】A.两种物质的组成形式相同,pM表示,pM越大越小,因此I是PbS的沉淀溶解平衡曲线,故A错误;
B.pM表示,pM越大越小,n、q两点溶液中的:n<q,故B错误;
C.只受温度影响,因此相同温度下的m、n两点关系为,故C正确;
D.向m点对应的悬浊液中加入少量固体,增大,pM减小,m沿着nm曲线向下移动,故D错误;
故选C。
4.工业领域常利用生成沉淀来分离或除去某些离子。可除去工业废水中的沉淀剂是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.与无法形成沉淀,A错误;
B.与无法形成沉淀,B错误;
C.可与形成CuS、HgS沉淀,可用作沉淀剂,C正确;
D.与无法形成沉淀,D错误;
故选C。
· 考点二、沉淀溶解平衡的移动
1. 溶度积常数与离子浓度幂的比较
(1)溶度积规则的应用:
在一定的温度下,通过比较Ksp与难溶强电解质离子浓度幂的乘积Q的相对大小,可以
判断沉淀的生成和溶解:
当Q > Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出;
当Q = Ksp,溶液恰好饱和;
当Q < Ksp,溶液未达到饱和,无沉淀析出。
(2)控制离子浓度使反应向需要的方向移动。
如:联合制碱法在母液中加入NaCl颗粒,可以增加Cl-的浓度,使NH4Cl更容易析出。
如:AgCl沉淀中加入KI溶液,则会生成黄色的AgI沉淀,因为KSP(AgI)> KSP(AgCl)
· 影响因素
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
2. 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↓+3NH4+。