资源简介 沉淀溶解平衡及应用一、沉淀溶解平衡1.难溶的界定(1)没有绝对不溶的电解质,难溶电解质都会发生微量溶解,溶解度小于0.01g即视为难溶(2)残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol/L,沉淀就达完全2.沉淀溶解平衡(1)概念一定温度下,当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时,形成电解质的饱和溶液,达到平衡状态,我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡(2)溶解平衡的建立尽管AgCl难溶于水,但仍有部分Ag+和Cl-离开固体表面进入溶液,同时进入溶液的Ag+和Cl-又会在固体表面沉淀下来,当这两个速率相等时,即达到沉淀溶解平衡状态3.表示方法标明物质状态和可逆符号:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)4.溶解平衡的特征(1)逆:溶解和沉淀互为可逆过程(2)等:v溶解 = v沉淀(3)动:动态平衡,溶解和沉淀仍在进行(4)定:溶液中各离子浓度保持不变(5)变:当条件改变时,溶解平衡将发生移动二、影响因素1.内因难溶电解质本身的性质(决定因素)2.外因(1)温度: 绝大多数难溶盐溶解是吸热过程,温度升高,平衡正向移动 [气体、Ca(OH)2除外](2)浓度: 加水稀释,平衡正向移动(3)同离子效应:加与难溶电解质相同离子,平衡逆向移动 【总结】同离子浓度越大,溶解度越小(4)反应离子:加反应消耗难溶电解质的离子,平衡正向移动【例1】将足量AgCl分别加入下列溶液中,AgCl溶解度由大到小的顺序是( B )①20ml 0.01 mol·L-1 KCl溶液 ②20ml 0.02 mol·L-1 CaCl2溶液 ③20ml蒸馏水④20ml 0.03 mol·L-1 HCl溶液 ⑤20ml 0.05 mol·L-1 AgNO3溶液A.①>②>④>③>⑤ B.③>①>④>②>⑤C.⑤>③>②>①>④ D.③>④>⑤>②>①【例2】当氢氧化镁固体在水中达到沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)时,为使Mg(OH)2固体的量减少,需加入少量的( A )A.NH4NO3 B.NaOHC.MgSO4 D.Na2SO4三、沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的生成(1)沉淀剂【例如】除去污水中重金属离子(如 Cu2+ 、Hg2+):以 Na2S、H2S等做沉淀剂,Cu2++S2-=CuS↓、Hg2++S2-=HgS↓【例1】将4×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液与4×10-3 mol·L-1的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出?Ksp(AgCl) = 1.8×10-10(2)调节 PH①除Cu2+中Fe3+:加入CuO或CuCO3或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3,调节PH至3.7~4.67,与Fe3+水解产生的H+反应,促进Fe3+水解,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去②除Cu2+中Fe2+:先加入氧化剂(H2O2)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,再除去Fe3+氢氧化物 开始沉淀时的pH值 沉淀完全时的pH值(<10-5mol/L)Cu(OH)2 4.67 6.7Fe(OH)3 1.48 3.7(3)同离子效应:增大溶解平衡中某离子浓度, 使平衡向沉淀方向移动2.沉淀的溶解(1)加酸:CaCO3 可溶于盐酸(2)加盐:Mg(OH)2 可溶于NH4Cl溶液3.沉淀的转化(1)AgCl、AgI、Ag2S的转化实验操作实验现象 有白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄色沉淀 黄色沉淀转化为黑色沉淀化学方程式 NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3 AgCl+KI=AgI+KCl 2AgI+Na2S=Ag2S+2NaI实验结论 AgCl沉淀转化为AgI沉淀,AgI沉淀又转化为Ag2S沉淀,溶解度:Ag2S(2)Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化实验操作实验现象 产生白色沉淀 白色沉淀转化为红褐色沉淀化学方程式 MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl 3Mg(OH)2+2FeCl3=2Fe(OH)3+3MgCl2实验结论 Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀,溶解度:Fe(OH)3【例2】实验:①0.1 mol·L-1 AgNO3溶液和0.1 mol·L-1 NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;②向滤液b中滴加0.1 mol·L-1 KI溶液,出现浑浊;③向沉淀c中滴加0.1 mol·L-1 KI溶液,沉淀变为黄色。下列分析不正确的是( B )A.浊液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)B.滤液b中不含有Ag+C.③中颜色变化说明AgCl转化为AgID.实验可以证明AgI比AgCl更难溶四、溶度积常数1.概念在一定温度下,沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液,其离子浓度不再发生变化,溶液中各离子浓度幂之积为常数,叫做溶度积常数(简称溶度积),用Ksp表示2.表达式AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq) Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)3.影响因素Ksp的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关,T越高,Ksp越大 [Ca(OH)2相反]4.反应条件对沉淀溶解平衡的影响【例如】AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)条件 移动方向 c(Ag+) c(Cl-) Ksp加热 正 ↑ ↑ ↑加水 正 不变 不变 不变加AgCl(s) 不移动 不变 不变 不变加NaCl(s) 逆 ↓ ↑ 不变加NaI(s) 正 ↓ ↑ 不变加AgNO3(s) 逆 ↑ ↓ 不变通HCl 逆 ↓ ↑ 不变通H2S 正 ↓ ↑ 不变5.应用(1)判断是否有沉淀是否沉淀 是否饱和Qc > Ksp 沉淀 过饱和Qc = Ksp 平衡 恰好饱和Qc < Ksp 不沉淀 不饱和(2)计算①溶解度【例1】室温下Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=9×10-11,求溶解度②沉淀转化平衡常数【例2】室温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17,求AgCl(s)+I-(aq)AgI(s)+(aq)的平衡常数③沉淀所需离子浓度、PH【例3】室温下Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,若将Pb2+完全沉淀,则溶液中c(SO42-)至少为 mol·L-1【例4】室温下Ksp[Mg(OH)2]=6.0×10-12,若Mg2+的浓度为6.0 mol·L-1,则溶液的PH > 才可能产生Mg(OH)2沉淀【例5】某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O):溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金属离子 Ni2+ Al3+ Fe3+ Fe2+开始沉淀时(c=0.01 mol·L-1)的pH 7.2 3.7 2.2 7.5沉淀完全时(c=1.0×10-5 mol·L-1)的pH 8.7 4.7 3.2 9.0回答下列问题:利用上述数据,计算Ni(OH)2的Ksp=__________(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 mol·L-1,则“调pH”应控制的pH范围是________【答案】0.01×(107.2-14)2或10-5×(108.7-14)2 3.2~6.2(3)比较溶解度:看阴阳离子个数比①相同:Ksp越小,溶解度越小②不同:根据Ksp计算溶解度(4)沉淀的转化①能否转化:沉淀由溶解度大的向溶解度小的转化②沉淀顺序:相同浓度,溶解度小的先沉淀【例6】已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr) =7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9×10-11。某溶液中含有Cl-、Br-和CrO42-,浓度均为 0.010 mol·L-1,向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( C )A.Cl-、Br-、CrO42- B. CrO42-、Br-、Cl-C.Br-、Cl-、CrO42- D. Br-、CrO42-、Cl-【结论】CrO42-可作为Ag+滴定Cl-或Br-的指示剂沉淀溶解平衡曲线一、Ksp相关1.Ksp计算①离子浓度→Ksp②Ksp→离子浓度2.Ksp比较①沉淀的转化②沉淀的顺序3.Ksp只与温度有关4.不同温度比较二、某一点溶液状态是否沉淀 是否饱和Qc > Ksp 沉淀 过饱和Qc = Ksp 平衡 恰好饱和Qc < Ksp 不沉淀 不饱和三、点的移动看阴阳离子浓度变化1.温度2.浓度3.同离子效应【例1】如图是Ca(OH)2在温度分别为T1、T2时的沉淀溶解平衡曲线(与曲线Ⅰ对应的Ksp=4×10-6,≈1.6),下列说法正确的是( D )A.T1B.T1时,P点对应的分散系中分散质粒子直径小于1 nmC.加水稀释时溶液碱性减弱,Z点的溶液可转化为Q点的溶液D.Q点的溶液中c(OH-)约为0.0125 mol·L-1【例2】某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析,下列判断错误的是( B )A.Ksp[Fe(OH)3]的值小于Ksp[Cu(OH)2]的值B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点C.c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)乘积相等D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和【例3】25℃时,FeS和ZnS的饱和溶液中,金属阳离子与S2-的物质的量浓度的负对数关系如图所示。下列说法正确的是( B )A.溶解度S(FeS)B.a点表示FeS的不饱和溶液,且c(Fe2+)>c(S2﹣)C.向b点对应溶液中加入Na2S溶液,可转化为c点对应的溶液D.向含有Fe2+和Zn2+的溶液中滴加Na2S溶液,FeS先析出【例4】25 ℃时,碳酸铅和碘化铅在不同溶液中分别达到溶解平衡时-lg c(Pb2+)与-lg c(CO)或-lg c(I-)的关系如图所示。已知≈100.2,题中涉及浓度的单位为mol/L。下列说法正确的是( D )A.曲线L2表示-lg c(Pb2+)与-lg c(I-)的变化关系B.25 ℃时,饱和溶液中c(Pb2+):PbI2C.水的电离程度:p>qD.反应PbI2(s)+CO(aq)PbCO3(s)+2I-(aq)的平衡常数K=105.1【例5】已知:pAg=-lg c(Ag+),Ksp(AgCl)=1×10-12,如图是向10 mL AgNO3溶液中逐渐加入0.1 mol·L-1的NaCl溶液时,溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位:mL)变化的图像。根据图像所得下列结论不正确的是[提示:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]( C )A.原AgNO3溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1B.图中x点满足c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)C.相同实验条件下,把0.1 mol·L-1的NaCl换成0.1 mol·L-1 NaI,则图像中x点的纵坐标小于6D.相同实验条件下,若改为0.2 mol·L-1 NaCl溶液时,x点的横坐标小于100 沉淀溶解平衡及应用一、沉淀溶解平衡1.难溶的界定(1)没有绝对不溶的电解质,难溶电解质都会发生微量溶解,溶解度小于0.01g即视为难溶(2)残留在溶液中的离子浓度小于 mol/L,沉淀就达完全2.沉淀溶解平衡(1)概念一定温度下,当沉淀 的速率和沉淀 的速率相等时,形成电解质的饱和溶液,达到平衡状态,我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡(2)溶解平衡的建立尽管AgCl难溶于水,但仍有部分Ag+和Cl-离开固体表面进入溶液,同时进入溶液的Ag+和Cl-又会在固体表面沉淀下来,当这两个速率相等时,即达到沉淀溶解平衡状态3.表示方法标明物质状态和可逆符号:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)4.溶解平衡的特征(1)逆:溶解和沉淀互为可逆过程(2)等:v溶解 = v沉淀(3)动:动态平衡,溶解和沉淀仍在进行(4)定:溶液中各离子浓度保持不变(5)变:当条件改变时,溶解平衡将发生移动二、影响因素1.内因难溶电解质本身的性质(决定因素)2.外因(1)温度: 绝大多数难溶盐溶解是 过程,温度升高,平衡 向移动 [气体、Ca(OH)2除外](2)浓度: 加水稀释,平衡 向移动(3)同离子效应:加与难溶电解质相同离子,平衡 向移动 【总结】同离子浓度越大,溶解度越(4)反应离子:加反应消耗难溶电解质的离子,平衡 向移动【例1】将足量AgCl分别加入下列溶液中,AgCl溶解度由大到小的顺序是( )①20ml 0.01 mol·L-1 KCl溶液 ②20ml 0.02 mol·L-1 CaCl2溶液 ③20ml蒸馏水④20ml 0.03 mol·L-1 HCl溶液 ⑤20ml 0.05 mol·L-1 AgNO3溶液A.①>②>④>③>⑤ B.③>①>④>②>⑤C.⑤>③>②>①>④ D.③>④>⑤>②>①【例2】当氢氧化镁固体在水中达到沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)时,为使Mg(OH)2固体的量减少,需加入少量的( )A.NH4NO3 B.NaOHC.MgSO4 D.Na2SO4三、沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的生成(1)沉淀剂【例如】除去污水中重金属离子(如 Cu2+ 、Hg2+):以 Na2S、H2S等做沉淀剂,Cu2++S2-=CuS↓、Hg2++S2-=HgS↓【例1】将4×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液与4×10-3 mol·L-1的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出?Ksp(AgCl) = 1.8×10-10(2)调节 PH①除Cu2+中Fe3+:加入 或 或 或 ,调节PH至 ,与Fe3+水解产生的H+反应,促进Fe3+水解,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去②除Cu2+中Fe2+:先加入氧化剂( )将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,再除去Fe3+氢氧化物 开始沉淀时的pH值 沉淀完全时的pH值(<10-5mol/L)Cu(OH)2 4.67 6.7Fe(OH)3 1.48 3.7(3)同离子效应:增大溶解平衡中某离子浓度, 使平衡向沉淀方向移动2.沉淀的溶解(1)加酸:CaCO3 可溶于盐酸(2)加盐:Mg(OH)2 可溶于NH4Cl溶液3.沉淀的转化(1)AgCl、AgI、Ag2S的转化实验操作实验现象 有白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄色沉淀 黄色沉淀转化为黑色沉淀化学方程式 NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3 AgCl+KI=AgI+KCl 2AgI+Na2S=Ag2S+2NaI实验结论 AgCl沉淀转化为AgI沉淀,AgI沉淀又转化为Ag2S沉淀,溶解度:Ag2S(2)Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化实验操作实验现象 产生白色沉淀 白色沉淀转化为红褐色沉淀化学方程式 MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl 3Mg(OH)2+2FeCl3=2Fe(OH)3+3MgCl2实验结论 Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀,溶解度:Fe(OH)3【例2】实验:①0.1 mol·L-1 AgNO3溶液和0.1 mol·L-1 NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;②向滤液b中滴加0.1 mol·L-1 KI溶液,出现浑浊;③向沉淀c中滴加0.1 mol·L-1 KI溶液,沉淀变为黄色。下列分析不正确的是( )A.浊液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)B.滤液b中不含有Ag+C.③中颜色变化说明AgCl转化为AgID.实验可以证明AgI比AgCl更难溶四、溶度积常数1.概念在一定温度下,沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液,其离子浓度不再发生变化,溶液中各离子浓度幂之积为常数,叫做溶度积常数(简称溶度积),用Ksp表示2.表达式AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq) Ksp=3.影响因素Ksp的大小只与难溶电解质本身的性质和 有关,T越高,Ksp [Ca(OH)2相反]4.反应条件对沉淀溶解平衡的影响【例如】AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)条件 移动方向 c(Ag+) c(Cl-) Ksp加热加水加AgCl(s)加NaCl(s)加NaI(s)加AgNO3(s)通HCl通H2S5.应用(1)判断是否有沉淀是否沉淀 是否饱和Qc > KspQc = KspQc < Ksp(2)计算①溶解度【例1】室温下Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=9×10-11,求溶解度②沉淀转化平衡常数【例2】室温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17,求AgCl(s)+I-(aq)AgI(s)+(aq)的平衡常数③沉淀所需离子浓度、PH【例3】室温下Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,若将Pb2+完全沉淀,则溶液中c(SO42-)至少为 mol·L-1【例4】室温下Ksp[Mg(OH)2]=6.0×10-12,若Mg2+的浓度为6.0 mol·L-1,则溶液的PH > 才可能产生Mg(OH)2沉淀【例5】某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O):溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金属离子 Ni2+ Al3+ Fe3+ Fe2+开始沉淀时(c=0.01 mol·L-1)的pH 7.2 3.7 2.2 7.5沉淀完全时(c=1.0×10-5 mol·L-1)的pH 8.7 4.7 3.2 9.0回答下列问题:利用上述数据,计算Ni(OH)2的Ksp=__________(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 mol·L-1,则“调pH”应控制的pH范围是________(3)比较溶解度:看阴阳离子个数比①相同:Ksp越小,溶解度越________②不同:根据Ksp计算溶解度(4)沉淀的转化①能否转化:沉淀由溶解度________的向溶解度________的转化②沉淀顺序:相同浓度,溶解度________的先沉淀【例6】已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr) =7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9×10-11。某溶液中含有Cl-、Br-和CrO42-,浓度均为 0.010 mol·L-1,向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )A.Cl-、Br-、CrO42- B. CrO42-、Br-、Cl-C.Br-、Cl-、CrO42- D. Br-、CrO42-、Cl-【结论】CrO42-可作为Ag+滴定Cl-或Br-的指示剂沉淀溶解平衡曲线一、Ksp相关1.Ksp计算①离子浓度→Ksp②Ksp→离子浓度2.Ksp比较①沉淀的转化②沉淀的顺序3.Ksp只与温度有关4.不同温度比较二、某一点溶液状态是否沉淀 是否饱和Qc > Ksp 沉淀 过饱和Qc = Ksp 平衡 恰好饱和Qc < Ksp 不沉淀 不饱和三、点的移动看阴阳离子浓度变化1.温度2.浓度3.同离子效应【例1】如图是Ca(OH)2在温度分别为T1、T2时的沉淀溶解平衡曲线(与曲线Ⅰ对应的Ksp=4×10-6,≈1.6),下列说法正确的是( )A.T1B.T1时,P点对应的分散系中分散质粒子直径小于1 nmC.加水稀释时溶液碱性减弱,Z点的溶液可转化为Q点的溶液D.Q点的溶液中c(OH-)约为0.0125 mol·L-1【例2】某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析,下列判断错误的是( )A.Ksp[Fe(OH)3]的值小于Ksp[Cu(OH)2]的值B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点C.c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)乘积相等D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和【例3】25℃时,FeS和ZnS的饱和溶液中,金属阳离子与S2-的物质的量浓度的负对数关系如图所示。下列说法正确的是( )A.溶解度S(FeS)B.a点表示FeS的不饱和溶液,且c(Fe2+)>c(S2﹣)C.向b点对应溶液中加入Na2S溶液,可转化为c点对应的溶液D.向含有Fe2+和Zn2+的溶液中滴加Na2S溶液,FeS先析出【例4】25 ℃时,碳酸铅和碘化铅在不同溶液中分别达到溶解平衡时-lg c(Pb2+)与-lg c(CO)或-lg c(I-)的关系如图所示。已知≈100.2,题中涉及浓度的单位为mol/L。下列说法正确的是( )A.曲线L2表示-lg c(Pb2+)与-lg c(I-)的变化关系B.25 ℃时,饱和溶液中c(Pb2+):PbI2C.水的电离程度:p>qD.反应PbI2(s)+CO(aq)PbCO3(s)+2I-(aq)的平衡常数K=105.1【例5】已知:pAg=-lg c(Ag+),Ksp(AgCl)=1×10-12,如图是向10 mL AgNO3溶液中逐渐加入0.1 mol·L-1的NaCl溶液时,溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位:mL)变化的图像。根据图像所得下列结论不正确的是[提示:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]( )A.原AgNO3溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1B.图中x点满足c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)C.相同实验条件下,把0.1 mol·L-1的NaCl换成0.1 mol·L-1 NaI,则图像中x点的纵坐标小于6D.相同实验条件下,若改为0.2 mol·L-1 NaCl溶液时,x点的横坐标小于100 展开更多...... 收起↑ 资源列表 讲义:沉淀溶解平衡(学生版).docx 讲义:沉淀溶解平衡(答案版).docx