内容正文:
沉淀溶解平衡
难溶电解质的沉淀平衡
沉淀溶解平衡的应用
目录
难溶电解质的沉淀平衡
壹
教学目标
1.沉淀溶解平衡的建立及其影响因素
2.溶度积常数
3.沉淀的生成
4.沉淀的溶解
5.沉淀的转化
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常温下,物质溶解性与溶解度的关系
溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶
溶解度 >10g 1-10g 0.01-1g <0.01g
AgNO3
BaCl2
Ba(OH)2
Ag2SO4
Ca(OH)2
CaSO4
AgCl
AgBr
Ag2S
BaSO4
Mg(OH)2
Fe(OH)3
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在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸,观察并记录现象
加入浓盐酸后为什么有晶体析出?
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在NaCl的饱和溶液中,存在溶解平衡:
NaCl(s) Na+(aq)+Cl-(aq)
加浓盐酸会使c(Cl-)增加,平衡逆向移动,因而有NaCl晶体析出
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AgCl在溶液中存在两个过程:
一方面,在水分子作用下,少量Ag+和 Cl-脱离AgCl的表面进入水中,这一过程就是溶解;
另一方面,溶液中的Ag+和 Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引,回到AgCl的表面析出,这一过程就是沉淀。
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一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.沉淀溶解平衡
在一定温度下,当沉淀和溶解的速率相等时,得到AgCl的饱和溶液,即建立下列动态平衡:
速率
v(沉淀)
v(溶解)
v(溶解)=v(沉淀)
得到饱和AgCl溶液,建立沉淀溶解平衡
t
0 时间
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
溶解
沉淀
人们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。
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在一般情况下,当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5mol/L时,化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了
2.沉淀溶解平衡影响因素
(1)内因:难溶电解质本身的性质
(2)外因:
①浓度:加水,平衡向溶解方向移动
②温度:
升温,多数平衡向溶解方向移动(原因:溶解吸热);
但少数向沉淀方向移动 (例:Ca(OH)2)
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③同离子效应:
加入相同的离子,平衡向沉淀方向移动
④发生化学反应:
加入与体系中某些离子反应的物质,产生气体或更难溶的物质,导致平衡向溶解的方向移动
3.溶度积
与电离平衡、水解平衡一样,难溶电解质的沉淀溶解平衡也存在平衡常数,称为溶度积常数,简称溶度积,符号为Ksp。
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3.溶度积
对于溶解平衡:MmAn(s)
mMn+(aq)+nAm-(aq) 反应,
Ksp=[c(Mn+)]m·[c(Am-)]n
例:Ag2S(s)
2Ag+(aq)+S2-(aq)
例:AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)
Ksp=c2(Ag+)·c(S2-)
Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)
固体纯物质一般不列入平衡常数
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意义
Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力
对于同类型(阴、阳离子个数相同)的难溶电解质
在相同温度下,Ksp越大→S(溶解度)越大
例:Ksp(AgCl)=1.8×10-10 Ksp(AgBr)=6.3×10-15
说明S(AgCl)> S(AgBr)
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影响因素
Ksp与难溶电解质的性质和温度有关
升温,多数平衡向溶解方向移动, Ksp 增大。
特例:Ca(OH)2升温 Ksp 减小。
溶度积的应用
判断有无沉淀——溶度积规则
Q(离子积)= [c(Mn+)]m·[c(Am-)]n
Q>Ksp时,溶液中有沉淀析出
Q=Ksp时,沉淀与溶解处于平衡状态
Q<Ksp时,溶液中无沉淀析出
Q>Ksp时,溶液中有沉淀析出
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沉淀溶解平衡的计算
1.请你结合所学的知识和化学反应方程式,从平衡的移动角度分析Mg(OH)2能溶于HCl溶液的原因
Mg(OH)2(S) Mg2+(aq)+2OH-(aq)
加入HCl,促进溶液平衡正向移动,HCl足够多,Mg(OH)2完全溶解
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2.医学上救治可溶性银盐中毒,一般用NaCl溶液给患者洗胃,使Ag+转化为不溶于酸的AgCl从而排出体外。某工人误食浓度为c(Ag+)=1.8×10−4mol/L 的工业原料,现场医生紧急救护,让患者服用哪种浓度的NaCl溶液可以起到缓解中毒的作用?已知:Ksp(AgCl)=1.8×10−10·
课堂小结
拔高阶段
贰
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沉淀溶解平衡图像
1.图像分析
明确图像中纵、横坐标的含义
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
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理解图像中线上点、线外点的含义
①以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外。
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②曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时Qc>Ksp。③曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Qc<Ksp。
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抓住Ksp的特点,结合选项分析判断
①溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:
A.原溶液不饱和时,离子浓度都增大;B.原溶液饱和时,离子浓度都不变。
②溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。
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2.沉淀溶解平衡图像题的解题策略
①沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线,曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。
②从图像中找到数据,根据Ksp公式计算得出Ksp的值。
③比较溶液的Qc与Ksp的大小,判断溶液中有无沉淀析出。
④涉及Qc的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度时,所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。
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