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1.7.2013
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沉淀溶解平衡及应用
【思考】常温下,100g水中能否无限制的溶解CuSO4?
固体溶解度
定义:
在一定的温度下,某固态物质在100g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量
符号:
S
单位:
g
20 ℃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/g
>10
1~10
0.01~1
<0.01
20 ℃时,溶解性与溶解度的关系
溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶
物质的溶解性
溶解度/g
>10
1~10
0.01~1
<0.01
化学式 溶解度/ g
AgCl 1.5×10-4
AgNO3 211
AgBr 8.4×10-6
Ag2SO4 0.786
Ag2S 1.3×10-16
BaCl2 35.7
Ba(OH)2 3.89
BaSO4 3.1×10-4
Ca(OH)2 0.160
CuSO4 20.7
Mg(OH)2 6.9×10-4
Fe(OH)3 3×10-9
找出表中难溶物质
AgCl、AgBr、Ag2S、BaSO4
Mg(OH)2 、Fe(OH)3
这些难溶物绝对不溶吗?
难溶 绝对不溶
【实验探究】难溶物质在水中的溶解
【实验探究二】AgCl在水中的溶解
难溶
AgCl 1.5×10-4
向2 mL 0.10 mol/L AgNO3溶液加入2 mL 0.10 mol/L的NaCl溶液,观察。
生成白色沉淀
又生成白色沉淀
Ag++Cl-=AgCl↓
【思考】上层清液中是否还含有Ag+?
【实验】充分反应后,取上层清液加入NaCl溶液
【结论】上层清液中含有Ag+。
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
【解释】在难溶的AgCl饱和溶液中存在溶解平衡, AgCl 沉淀能溶解,产生Ag+和Cl- 。
沉淀溶解平衡
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固体的表面进入水中,这一过程就是溶解;
另一方面,溶液中的Ag+和 Cl-受AgCl固体表面阴、阳离子的吸引,回到AgCl固体表面析出,这一过程就是沉淀。
沉淀溶解平衡
一定温度下,当 速率和 速率相等时,形成电解质的饱和溶液,达到平衡状态,这种平衡称为沉淀溶解平衡 。
1. 定义:
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
沉淀
溶解
2. 沉淀溶解平衡的建立
沉淀溶解平衡图像
V沉淀
V溶解
t
V溶解= V沉淀
O
V
沉淀溶解平衡
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
V(溶解) > V(沉淀)
固体 .
V(溶解) = V(沉淀)
沉淀溶解 .
V(溶解) < V(沉淀)
晶体
溶解
平衡
析出
不正确。这是电离方程式
Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+ 2OH-(aq)
写出Mg(OH)2沉淀溶解平衡表达式:
【注意】
①注明状态 :注明各粒子聚集状态。如:固体(s)、溶液(aq)。
②使用可逆号“ ”:表示沉淀、溶解同时进行,是可逆过程。
【测试】请写出BaSO4、CaCO3、AgI、Ag2S的沉淀溶解平衡表达式。
BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42- (aq)
CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32- (aq)
AgI(s) Ag+(aq) + I-(aq)
Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2-(aq)
BaSO4沉淀溶解平衡表达式
为:BaSO4 Ba2++ SO42-,
是否正确?
沉淀溶解平衡
3. 沉淀溶解平衡表达式
4. 沉淀溶解平衡的特征
沉淀溶解平衡
难溶物的溶解与沉淀是一个可逆过程
逆
等
动
定
变
v溶解 = v沉淀 ≠ 0
平衡时,溶液中各离子浓度保持不变
条件改变时,溶解平衡发生移动
沉淀溶解平衡时一种动态平衡
【注意】沉淀溶解平衡时一种动态平衡,遵循 原理。
勒夏特列
5. 影响沉淀溶解平衡的因素:
①绝对不溶的电解质是没有的。
②不同难溶电解质,溶解度差别也很大。
③易溶电解质做溶质时,只要是饱和溶液就存在沉淀溶解平衡。
(1)内因:
电解质本身的性质
沉淀溶解平衡
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
5. 影响沉淀溶解平衡的因素:
(2)外因:
①浓度:
②温度:
③同离子效应:
遵循勒夏特列原理
加入相同离子,平衡向 的方向移动。
加水,平衡向 方向移动。
溶解
升温,多数平衡向 方向移动。
溶解
生成沉淀
特例:Ca(OH)2
沉淀溶解平衡
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
④加入能反应的离子:
加入的离子与平衡体系中某离子生成更难溶的物质或难电离的物质或气体等,则平衡向 方向移动。
溶解
常温下,在AgCl饱和溶液中,尚有AgCl固体存在,改变影响平衡的条件,填空。(提示:过程中始终有AgCl固体)
改变
条件 平衡移动方向 c(Ag+) c(Cl-) AgCl
溶解度 AgCl质量
升 温
加AgCl(s)
加NaCl(s)
加AgNO3(s)
加水
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) ΔH >0
溶解方向(正向)
增大
增大
增大
减小
不移动
不变
不变
不变
增大
生成沉淀方向(逆向)
减小
增大
减小
增大
生成沉淀方向(逆向)
增大
减小
减小
增大
溶解方向(正向)
不变
不变
不变
减小
化学式 溶解度/ g
AgCl 1.5×10-4
Ag2S 1.3×10-16
常温下,在AgCl饱和溶液中,尚有AgCl固体存在,改变影响平衡的条件,填空。
改变
条件 平衡移动方向 c(Ag+) c(Cl-)
加入Na2S
通入HCl
通入NH3
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) ΔH >0
化学式 溶解度/ g
AgCl 1.5×10-4
Ag2S 1.3×10-16
溶解方向(正向)
减小
增大
生成沉淀方向(逆向)
减小
增大
溶解方向(正向)
减小
增大
【正误判断】
1.难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀和溶解即停止( )
2.相同温度下,AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的相同( )
3.难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,增加难溶电解质的量,平衡向溶解方向移动( )
×
×
×
【练2】已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq) ΔH<0,判断下列说法是否正确。
①升高温度,平衡逆向移动
②向溶液中加入少量Na2CO3粉末能增大Ca2+的浓度
③除去NaCl溶液中混有的少量Ca2+,可以向溶液中加入适量的NaOH溶液
④恒温下,向溶液中加入CaO,溶液的pH升高
⑤给溶液加热,溶液的pH升高
⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加
⑦向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变
2.已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq) ΔH<0,下列有关该平衡体系的说法正确的是
①升高温度,平衡逆向移动
②向溶液中加入少量Na2CO3粉末能增大Ca2+的浓度
③除去NaCl溶液中混有的少量Ca2+,可以向溶液中加入适量的NaOH溶液
④恒温下,向溶液中加入CaO,溶液的pH升高
⑤给溶液加热,溶液的pH升高
⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加
⑦向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变
A
A.①⑥ B.①⑥⑦ C.②③④⑥ D.①②⑥⑦
√
减小
Na2CO3
溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液,pH不变
加热,Ca(OH)2的溶解度减小,溶液的pH降低
沉淀溶解平衡正移
√
沉淀溶解平衡逆移
增加
√
×
×
×
×
√
×
加入碳酸钠粉末会生成CaCO3,使Ca2+浓度减小,②错;
加入氢氧化钠溶液会使平衡左移,有Ca(OH)2沉淀生成,但Ca(OH)2的溶度积较大,要除去Ca2+,应把Ca2+转化为更难溶的CaCO3,③错;
恒温下Ksp不变,加入CaO后,溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液,pH不变,④错;
加热,Ca(OH)2的溶解度减小,溶液的pH降低,⑤错;
加入Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移动,Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体,固体质量增加,⑥正确;
加入NaOH固体,沉淀溶解平衡向左移动,Ca(OH)2固体质量增加,⑦错。
15
C.当大气中CO2浓度确定时,海水温度越高, CO32-浓度越低
A.T1>T2
【练3】大气中CO2含量的增多除了导致地球表面温度升高外,还会影响海洋生态环境。某研究小组在实验室测得不同温度下(T1,T2)海水中CO32-浓度与模拟空气中CO2浓度的关系曲线。已知:海水中存在以下平衡:CO2(aq)+CO32-(aq)+H2O(aq) 2HCO3-(aq),下列说法不正确的是( )
C
B.海水温度一定时,大气中CO2浓度增加,海水中溶解的CO2随之增大,CO32-浓度降低
D.大气中CO2含量增加时,海水中的珊瑚礁将逐渐溶解
解析:升高温度可以使HCO3-分解,海水中的CO32-浓度增加;当CO2浓度一定时,T1温度下的海水中CO32-浓度更高,因而T1>T2,A正确、C错误;
珊瑚礁的主要成分是CaCO3,CaCO3的沉淀溶解平衡方程式为CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO32- (aq),若海水中的CO32-浓度下降,会导致平衡正向移动,珊瑚礁会逐渐溶解,D正确。
16
沉淀溶解平衡常数(溶度积常数、溶度积)
沉淀溶解平衡常数
3. 表达式:
Ksp (MmAn) =
2. 符号:
1. 定义:
在一定温度下,难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态时,
之积是一个常数,称为溶度积常数,简称溶度积。
MmAn(s) mMn+(aq)+ nAm-(aq)
【例】写出AgCl的溶度积常数表达式
【练习】写出Ag2CrO4、Mg(OH)2及CaCO3的溶度积常数的表达式。
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
Ksp (AgCl) = c(Ag+) · c(Cl-)
各离子平衡浓度系数幂
Ksp
cm(Mn+) · cn(Am-)
沉淀溶解平衡常数
【练习】写出Ag2CrO4、Mg(OH)2及CaCO3的溶度积常数的表达式。
① 内因:难溶电解质本身的性质
4. 影响沉淀溶解平衡常数的因素
沉淀溶解一般 热量,温度升高,平衡 向移动,Ksp ;温度降低,平衡 向移动,Ksp ;
② 外因:温度
沉淀溶解平衡常数
正
增大
吸收
逆
减小
注意:Ca(OH)2溶解 热,温度升高,平衡 移动,Ksp 。
逆向
减小
放
沉淀溶解平衡常数
5. 溶度积Ksp的意义
反映了难溶电解质在水溶液中的 能力。
一般来说,Ksp越大,物质的溶解能力越 ,溶解度越 ;Ksp越小,物质的溶解能力越 ,溶解度越 。
溶解
强
大
弱
小
【结论】1. 同种类型的难溶电解质,Ksp越大,物质的 能力越强, 越大;Ksp越小,
物质的 能力越弱, 越小。
溶度积(Ksp)与溶解度的关系
化学式 Ksp 溶解度/g
AgCl 1.8×10-10 1.5×10-4
AgBr 5.4×10-13 8.4×10-6
AgI 8.5×10-17 2.1×10-7
Ag2CrO4 9.0×10-12 2.5×10-3
Ag2SO4 1.2×10-5
【思考】什么是同类型电解质?
电解质化学式中阴、阳离子个数比相同的是同类型电解质。
【正误判断】
1.电解质的Ksp越大,其溶解度越大。
2.同类型电解质的Ksp越大,其溶解度越大。
溶解
溶解度
溶解
溶解度
2. 对不同类型物质,不能将Ksp大小作为比较溶解度大小的依据!!
×
√
常温下,测得CaSO3与水形成的某浊液的pH为9,忽略S的第二步水解,则Ksp(CaSO3)= (保留3位有效数字)。
[已知:Ka1(H2SO3)=1.54×10-2,Ka2(H2SO3)=1.02×10-7]
pH=9,c(OH-)=1×10-5 mol·L-1,由S+H2O HS+OH-知,c(HS)=c(OH-)=1×10-5 mol·L-1。Kh(S)===,则=,c(S)=1.02×10-3 mol·L-1。由物料守恒知c(Ca2+)=c(S)+c(HS)=1.02×10-3 mol·L-1+1×10-5 mol·L-1=1.03×10-3 mol·L-1。则Ksp(CaSO3)=c(Ca2+)·c(S)≈1.05×10-6。
1.05×10-6
溶度积(Ksp)与离子积(Q)的关系
【例】写出AgCl的溶度积常数表达式 。
Ksp (AgCl) = c(Ag+)·c(Cl-)
溶度积:
离子积:
写出AgCl的离子积表达式 。
Q (AgCl) = c(Ag+)·c(Cl-)
Q Ksp
溶液过饱和,有沉淀析出
溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态
溶液不饱和,无沉淀析出
在一定温度下,难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态时,各离子平衡浓度系数幂之积是一个常数,称为溶度积常数,简称溶度积
在一定温度下,难溶电解质在任意时刻离子浓度系数幂之积(用Q表示)
>
Q Ksp
Q Ksp
=
<
【例】已知常温下,AgCl的Ksp=1.80×10-10,将0.001 mol/L NaCl溶液和0.001 mol/L AgNO3 溶液等体积混合,能否有AgCl沉淀生成?(忽略体积变化的影响)
溶度积(Ksp)的应用
类型一
判断能否生成沉淀
有AgCl 沉淀生成
c(Ag+)
=(0.0005)2 = 2.5 ×10-7
c(Ag+)·c(Cl-)
Q =
c(Cl-)
=
0.001mol/L
0.0005mol/L
2
=
=
0.001mol/L
0.0005mol/L
2
=
>Ksp
有AgCl 沉淀生成
【例】下列情况下能否产生CaCO3沉淀 (CaCO3的Ksp =4.96×10-9)。
(1)将20mL 10-4 mol /L 的CaCl2溶液和20mL 10-4 mol /L 的 Na2CO3溶液混合。
溶度积(Ksp)与离子积(Q)的关系
类型一
判断能否生成沉淀
(2)将20mL 10-4 mol /L 的CaCl2溶液和80mL 10-3 mol /L 的 Na2CO3溶液混合。
不能
能
溶度积(Ksp)与离子积(Q)的关系
类型一
判断能否生成沉淀
【测】已知25 ℃时,现向1 L 0.1 mol·L-1 的HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1的CaCl2溶液,能否产生CaF2沉淀。已知Ka(HF)=3.6×10-4,Ksp(CaF2)=1.46×10-10。
混合后HF的浓度为0.05 mol·L-1,设0.05 mol·L-1的HF溶液中c(F-)=c(H+)=x mol·L-1,则=3.6×10-4,解得x≈4.06×10-3 mol·L-1,混合后c(Ca2+)=0.1 mol·L-1,c(Ca2+)·c2(F-)=0.1×(4.06×10-3)2≈1.65×10-6>1.46×10-10,应有CaF2沉淀生成。
【例】(2024·浙江)常温下,将等体积、浓度均为0.40 mol·L-1 BaCl2溶液与新制H2SO3溶液混合, (填“能”或“不能”)产生BaSO3沉淀。
已知:H2SO3 Ka1=1.4×10-2,Ka2=6.0×10-8
Ksp(BaSO3)=5.0×10-10,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10
溶度积(Ksp)与离子积(Q)的关系
由已知H2SO3的Ka2≪Ka1,则H2SO3溶液中Ka2=≈c(S),则稀释H2SO3溶液时,c(S)几乎不变,B项正确;
由题意知,等体积混合,c(Ba2+)=0.20 mol·L-1,c()≈Ka2=6.0×10-8 mol·L-1,Q(BaSO3)=1.2×10-8>Ksp(BaSO3),所以会产生BaSO3沉淀,C项错误;
pH=3时,溶液中的c(OH-)=1.0×10-11 mol/L。
Q=c(Fe3+)×c3(OH-)=1×10-34>Ksp[Fe(OH)3],有Fe(OH)3沉淀析出。
Q=c(Al3+)×c3(OH-)=1×10-34<Ksp[Al(OH)3],无Al(OH)3沉淀析出。
Q=c(Cu2+)×c2(OH-)=1×10-23<Ksp[Cu(OH)2],无Cu(OH)2沉淀析出。
【测试】在25℃下,某1 L溶液中含有Cu2+、Al3+、Fe3+、H+,浓度均为0.1 mol·L-1,向该溶液中加入少量NaOH固体,测得溶液的
pH=3,溶液的体积变化忽略不计。 _____________(填化学式)沉淀析出。已知25℃: Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,
Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
解析:
Fe(OH)3
溶度积(Ksp)与离子积(Q)的关系
类型一
判断能否生成沉淀
【测】取1.0 L浓缩卤水(Cl-、I-浓度均为1.0×10-3 mol·L-1)进行实验:滴加一定量AgNO3溶液,产生黄色沉淀;继续滴加,产生白色沉淀。已知Ksp(AgI)=8.5×10-17,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,8.5÷1.8=4.7。
(1)若起始时向卤水中滴加2滴(0.1 mL)1.0×10-3 mol·L-1 AgNO3溶液, (填“能”或“不能”)能产生沉淀。
(2)白色沉淀开始析出时,c(I-)= mol·L-1(保留两位有效数字)。
溶度积(Ksp)与离子积(Q)的关系
能
1.0 L卤水中滴加2滴(0.1 mL)1.0×10-3 mol·L-1 AgNO3溶液,则混合后的硝酸银浓度约等于=1.0×10-7 mol·L-1,Q=c(I-)·c(Ag+)≈1.0×10-3×1.0×10-7=1.0×10-10,比碘化银的溶度积大,则有碘化银沉淀生成,
据氯化银的溶度积常数Ksp(AgCl)=c(Cl-)·c(Ag+)=1.8×10-10,白色沉淀氯化银开始析出时,c(Ag+)>= mol·L-1=1.8×10-7 mol·L-1,所以c(I-)<= mol·L-1≈4.7×10-10 mol·L-1,
4.7×10-10
(2017 全国卷)已知FePO4和Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22和1.0×10-24。某溶液中含有Mg2+和Fe3+,c(Mg2+)=0.01mol/L,加入双氧水和磷酸(假设体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全,即溶液中c(Fe3+)= 1.0×10-5mol/L,计算此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成。
溶度积(Ksp)的应用
类型二
求某一离子的浓度
【例】25 ℃,Mg(OH)2悬浊液中c(OH-)=3.0×10-6 mol/L,计算此溶液中Mg2+的浓度。已知Mg(OH)2的Ksp=1.8×10-11。
Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-)
c(Mg2+)=2.0 mol/L
=
c(Mg2+)
Ksp
c2(OH-)
=
c(Mg2+)
1.8×10-11
(3.0×10-6)2
答:此时溶液中Mg2+的浓度为2.0 mol/L。
Mg(OH)2(s) Mg 2+(aq) + 2OH-(aq)
解:
【例】常温下,CaF2的Ksp=5.3×10-9,在c(F-)=3.0mol/L的溶液中,Ca2+的最大浓度是多少?
溶度积(Ksp)的应用
类型二
求某一离子的浓度
Ca2+浓度最大,即CaF2此时达饱和状态,Q=Ksp
mol/L
【测试】1 mL 0.012 mol/L NaCl溶液与1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液充分反应溶液中Ag+的浓度为多少?Ag+是否沉淀完全?
(Ksp = 1.8×10-10 ,忽略溶液体积变化)
0.001
c(Cl-)剩余 =
1 mL×0.012 mol/L-1 - 1mL×0.010 mol/L
1 mL+1 mL
=
0.001 mol/L
c(Ag+) =
Ksp
c(Cl-)
=
1.8×10-7 mol/L
=
1.8×10-10
Ksp = c(Ag+)·c(Cl-) = 1.8×10-10
Ag+是否沉淀完全?
一般情况,当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5 mol/L时,化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了
【测试】已知硫化亚铁、硫化铜、硫化锌的溶度积分别为:
Ksp (FeS)= 3.7×10-19、 Ksp (CuS)= 8.5×10-45、
Ksp (ZnS)= 1.2×10-23。向浓度均为0.01 mol/L 的FeCl2、CuSO4、ZnSO4中滴加Na2S溶液时,Fe2+、Zn2 +、Cu2+沉淀的先后顺序是 。
Cu2+、Zn2+、Fe2+
类型三
用于比较生成沉淀的顺序
【规律1】同浓度、同类型的电解质溶液,溶度积越小越先沉淀。
【例】已知Ksp(AgCl)= 1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)= 1.1×10-12,向浓度均为0.01mol·L-1的Cl-和CrO42-的混合液中滴加AgNO3溶液, Cl-和CrO42-沉淀的先后顺序是 。
AgCl沉淀时需要的Ag+离子浓度小,AgCl先沉淀
解:Ksp(AgCl) = c(Ag+) · c(Cl-)= 1.8×10-10
c(Ag+) =1.8×10-8
Ksp(Ag2CrO4) = c2(Ag+) · c(CrO42-)= 1.1×10-12
c(Ag+) =1.05×10-5
溶度积(Ksp)的应用
类型三
用于比较生成沉淀的顺序
c(Ag+) × 0.01= 1.8×10-10
c2(Ag+) × 0.01 = 1.1×10-12
【规律2】同浓度、不同类型的电解质溶液中离子的沉淀顺序要经过计算,进行比较。
Cl-先沉淀CrO42-的后沉淀
溶度积(Ksp)的应用
类型四
计算使某离子沉淀完全或开始沉淀时所需溶液的pH
【例】要使0.10 mol/L 的MgCl2溶液中的Mg2+开始沉淀,溶液中的pH最小值是多少?已知:Ksp [Mg(OH)2]= 1.6×10-12,lg4=0.6
溶度积(Ksp)的应用
类型四
计算使某离子沉淀完全或开始沉淀时所需溶液的pH
【例】要使0.10 mol/L 的MgCl2溶液中的Mg2+沉淀完全,溶液中的pH最小值是多少?已知:Ksp [Mg(OH)2]= 1.6×10-12,lg4=0.6。
一般情况,当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5 mol/L时,化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了。
若某溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 mol/L, 使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么?(Ksp [Fe(OH)3]= 1×10-38 ,
Ksp [Mg(OH)2]= 1.6×10-12, lg4=0.6。
溶度积(Ksp)的应用
类型四
计算使某离子沉淀完全或开始沉淀时所需溶液的pH
Fe3+ 沉淀完全时的pH 为:
Mg2+开始沉淀的pH值为:
剩余离子的浓度小于1×10-5 mol/L时,认为生成沉淀的反应就进行完全了。
类型五
根据Ksp判断沉淀某离子时的pH范围
【例】已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3] =1×10-39,pH=7.1 时 Mn(OH)2开始沉淀。25 ℃时,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使它们浓度小于1 × 10-6mol/L),需调节溶液 pH 范围为多少。
溶度积(Ksp)的应用
类型六
根据Ksp计算饱和溶液中离子的浓度
溶度积(Ksp)的应用
1.7×10-4.5
【例】25 ℃,饱和CaCO3溶液中c(CO32-)= mol/L。
已知:Ksp (CaCO3) =3×10-9,
3
=1.7。
【练】25 ℃, Ag2S悬浊液中c(Ag+)= mol/L。
已知:Ksp (Ag2S) =3.2×10-50,
4×10-17
类型九
同一饱和溶液中,不同离子浓度比的计算
【例】25 ℃,反应CaSO4(s)+CO32-(aq) CaCO3(s)+SO42-(aq)达到平衡时,溶液中c(SO42-):c(CO32-)= ,c(SO42-) c(CO32-) (填“>”、“<”或“=”)
已知:Ksp(CaSO4) =4.8×10-5,Ksp (CaCO3) =3×10-9。
溶度积(Ksp)的应用
c(SO42-)
c(CO32-)
Ksp(CaSO4)
Ksp (CaCO3) = c(Ca2+)·c(CO32-)
=
c(SO42-) ×
c(CO32-) ×
c(Ca2+)
c(Ca2+)
=
Ksp(CaCO3)
Ksp(CaSO4)
=
3×10-9
4.8×10-5
1.6×104
=
1
解:
CaSO4(s) Ca2+(aq) + SO42-(aq)
CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32-(aq)
= c(Ca2+)·c(SO42-)
(1.6×104) :1
>
【测试】取一定量含有I-、Cl-的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中c(I-)与c(Cl-)的比值为___________ _, c(I-) c(Cl-) (填“>”、“<”或“=”)。
已知:Ksp(AgCl)=2.0×10-10,Ksp(AgI)=8.0×10-17。
4.0×10-7
c(I-)
c(Cl-)
因为滴加AgNO3溶液时,I-比Cl-先生成沉淀,所以当AgCl开始沉淀时,I-已经沉淀完全。溶液中存在AgI和AgCl的溶解平衡,同一饱和溶液中c(Ag+)相同。
=4.0×10-7
=
Ksp(AgI)
Ksp(AgCl)
溶度积(Ksp)的应用
类型九
同一饱和溶液中,不同离子浓度比的计算
<
3.[2022·重庆,15(2)]25 ℃时相关的溶度积见表。
化学式 Fe(OH)3 Cu(OH)2
溶度积 4×10-38 2.5×10-20
①在某滤液中Fe3+和Cu2+的浓度相近,加入NaOH溶液,先得到的沉淀是 。
Fe(OH)3
由溶度积可知,向某滤液中加入氢氧化钠溶液,氢氧化铁先沉淀。
②25 ℃时,为了使Cu2+沉淀完全,需调节溶液H+浓度不大于________mol·L-1。
由溶度积可知,25 ℃时,铜离子沉淀完全时,溶液中的氢氧根离子浓度
为 mol·L-1=5×10-8 mol·L-1,则溶液中的氢离子浓度不大于2×
10-7 mol·L-1。
2×10-7
【正误辨析】
(1)Ksp(AB2)小于Ksp(CD),则AB2的溶解度小于CD的溶解度。( )
[提示] × 溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大,只有组成相同的难溶电解质才可以通过Ksp比较溶解度大小。
(2)溶度积常数只受温度影响,升高温度Ksp增大。( )
[提示] × 大多数难溶物升高温度Ksp增大,少数(如氢氧化钙)升高温度Ksp减小。
(3)常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体,Mg(OH)2的Ksp不变。( )
[提示] √ Ksp只受温度影响。
(4)AgCl(s)+I-(aq) AgI(s)+Cl-(aq)的化学平衡常数
K=。( )
[提示] √ 该反应的平衡常数K===。
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