内容正文:
第三章
水溶液中的离子反应与平衡
第1讲 描述运动的基本概念
06 沉淀溶解平衡及其溶度积
常数的相关计算
方法技巧
第1讲 描述运动的基本概念
1.影响沉淀溶解平衡的外界因素
浓度 加水稀释,平衡向沉淀溶解的方向移动
温度 升温,多数平衡向沉淀溶解方向移动;少数平衡向生成沉淀方向移动,如Ca(OH)2的溶解平衡
同离子效应 向平衡体系中加入含原体系中某离子的物质,平衡向生成沉淀的方向移动
化学反应 向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶的物质或气体的离子时,平衡向沉淀溶解的方向移动。如向AgCl浊液中加KI固体,生成更难溶的AgI,AgCl溶解
第1讲 描述运动的基本概念
2.溶度积常数
影响因素 Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关
意义 Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。相同温度下,对于同类型物质(如AgCl、
AgBr、AgI等),Ksp数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强
第1讲 描述运动的基本概念
1.溶度积(Ksp)的相关计算
(1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度:如某温度下,Ksp(AgCl)=a,在该温度下的饱和AgCl溶液中,
c(Ag+)= mol·L-1。
(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中的另一种离子的浓度,如某温度下,Ksp(AgCl)=a,在该温
度下向0.1 mol·L-1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后c(Ag+)=10a mol·L-1。
(3)计算反应的平衡常数,如:对于反应Cu2+(aq)+ZnS(s) CuS(s)+Zn2+(aq),Ksp(ZnS)=c(Zn2+)·c(S2-),
Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-),该反应的平衡常数K= = 。
第1讲 描述运动的基本概念
2.利用Ksp和KW的关系计算溶液的pH
(1)开始沉淀时pH的计算
已知25 ℃时,Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20。计算向2 mol·L-1 CuSO4溶液中加入NaOH溶液,开始生成Cu(OH)2
沉淀时的pH。
分析:Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×c2(OH-)=2×10-20,c(OH-)=10-10 mol·L-1,c(H+)= =10-4 mol·L-1,pH=
-lg c(H+)=4。
(2)恰好沉淀完全(离子浓度等于10-5 mol·L-1)时pH的计算
已知25 ℃时,Ksp[Zn(OH)2]=1×10-17。计算向0.1 mol·L-1 ZnCl2溶液中加入NaOH溶液至溶液中Zn2+恰
好沉淀完全时的pH。
分析:Zn2+恰好沉淀完全时,Zn2+浓度为10-5 mol·L-1,溶液中c(Zn2+)·c2(OH-)=Ksp[Zn(OH)2]=1×10-17,c(OH-)=10-6
mol·L-1,c(H+)= =10-8 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=8。
第1讲 描述运动的基本概念
方法技巧
可利用溶度积判断给定条件下有无沉淀生成。对于AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq),任意时刻Q=cm(An+)·
cn(Bm-)。
(1)Q>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出;
(2)Q=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态;
(3)Q<Ksp,溶液未饱和,无沉淀析出。
第1讲 描述运动的基本概念
特别提醒
1.一般来说,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。溶解度较小的沉淀在一定条件下也
可以转化成溶解度较大的沉淀。如往BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液,可以生成溶解度
较大的BaCO3沉淀。
2.形成的沉淀物溶解度越小,离子沉淀越完全。
3.相同温度下,对于不同类型的物质,Ksp差距不大时不能直接作为溶解能力大小的比较依据。
第1讲 描述运动的基本概念
典例 已知25 ℃时,Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5,Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35,Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33,Ga3++4OH-
[Ga(OH)4]- K1= ≈1.0×1034。
(1)当金属阳离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时沉淀完全,In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为_______(保留
一位小数);
(2)为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解,计算反应Ga(OH)3+NH3·H2O [Ga(OH)4]-+N 的平衡常数K=
___________。
4.7
2.0×10-6
第1讲 描述运动的基本概念
思路点拨 结合Ksp信息→确定溶液中已知的离子浓度→分析沉淀溶解平衡。
解析 (1)c(OH-)= = mol·L-1=1 mol·L-1,pOH≈9.3,pH=14-pOH≈14-9.3=4.7。
(2)反应Ga(OH)3+NH3·H2O [Ga(OH)4]-+N 的K= = ×
=K1×Kb(NH3·H2O)×Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×1034×2.0×10-5×1.0×10-35=2.0×10-6。
第1讲 描述运动的基本概念
方法技巧
计算反应平衡常数时,先写出该反应K的表达式,然后通过“凑”相应离子浓度后用Ksp、Ka或Kb等
求解。
知识拓展
根据Ksp判断沉淀某离子时的pH范围。如:已知常温下Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,
pH=7.1时Mn2+开始沉淀。常温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度小于1×10-5 mol/L),需调节溶
液pH范围为4.7<pH<7.1。
第1讲 描述运动的基本概念
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