沉淀溶解平衡

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沉淀溶解平衡

基础再现·深度思考
第4讲
4.AgCl 的 Ksp=1.80×10-10 mol2·L-2,将 0.002 mol·L-1 的 NaCl 和 0.002 mol·L-1 的 AgNO3 溶液等体积混合,是否 有 AgCl 沉淀生成?
答案 c(Cl-)·c(Ag+)=0.001 mol·L-1×0.001 mol·L-1= 10-6 mol2·L-2>Ksp,有沉淀生成。
生产中的应用
常见金属氢氧化物沉淀的pH范围
还 可 练搅拌习的条为件了下除加去入Cu的C一l2酸种性试溶剂液是中F( eDCl)3,可在是加以?热
A. NaOH B. Na2CO3 C. 氨水
D. CuO
分步沉淀
问题2:若向含有0.1mol/L的Cl- 和0.1mol/L的I的溶液中,逐滴滴加AgNO3溶液,哪一个先沉淀?
拓展•应用
沉淀的生成
通过控制条件,使得Qc > Ksp,析出沉淀
问题1.为了避免工业废水对海洋环境的污 染,排放前必须进行处理,要对含浓度为 0.022mol/LCu2+进行沉淀,需调节pH至少为 多少会开始析出沉淀?调节PH为多少时铜 离子除尽?
298K,Ksp [Cu(OH)2]=2.2×10 -20
C.25℃时,Mg(OH)2固体在20mL 0.01 mol·L-1 氨水中 的Ksp比在20mL 0.01 mol·L-1NH4Cl溶液中的Ksp小 D.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF溶液后, Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
规律方法·解题指导
第4讲
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【例 3】 在 25 ℃时,FeS 的 Ksp=6.3×10-18 mol2·L-2,
Mg+2H2O = Mg(OH)2+H2↑

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2
9.5 105 mol dm 3
因CrO42-沉淀完全时的浓度为1.0 ×10-5 moldm-3故有
Ksp 9.0 1012 [Ag ] 9.5 10 4 mol dm 3 2 1.0 105 [CrO4 ]
例:向0.1 molL-1 的ZnCl2溶液中通H2S气体至饱和(0.1mol· -1 L )时,溶液中刚有ZnS沉淀生成,求此时溶液的pH = ?已知 Ksp(ZnS)=2.0×10-22,H2S 的Ka1=1.3×10-7, Ka2=7.1×10-15 解: ZnS Zn2+ + S2-
Ksp = C(Ag+)C(Cl-) = 1.8 × 10-10 C(Ag+) = Ksp/C(Cl-) = 1.8 × 10-10 /0.1 = 1.8 × 10-9 mol/L s = C(Ag+) = 1.8 × 10-9 mol/L << 1.3 4× 10-5 mol/L
在AgCl的饱和溶液中,有AgCl固体存在,当分别向溶液中加 入下列物质时,将有何种变化? + -
CaCO3(s) +2H+ PbSO4(s) + 2AcMg(OH)2(s) + 2NH4+ Fe(OH)3(s) + 3H+
Ca2+ + H2O+CO2↑
Pb(Ac)2 + SO42Mg2+ + 2NH3· 2O H Fe3+ + 3H2O
ii、 发生氧化还原反应
3CuS + 8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+ 3S↓+ 2NO↑+ 4H2O
(2)向1.0 × 10-3 moldm-3 的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶 液,求开始有Ag2CrO4沉淀生成时的[Ag+] =? CrO42-沉淀完 全时, [Ag+]= ?

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【思考】解平衡的概念
1.定义:
一定温度下,当沉淀溶解的速率和 沉淀生成的速率相等时,形成了电解质 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. 注意:
饱和溶液而且溶液中有未溶解的固体。
2.表示方法: AgCl(S) Ag+(aq)+Cl-(aq)
B
【变形1】
-9 已知,Ksp(CaCO3)=5.0×10 ,将浓 度为1×10-4 mol/LCaCl2溶液与等体
积的Na2CO3混合,若有沉淀生成, 则Na2CO3溶液的浓度为 mol/L
-4 2×10
【变形2】
【例】Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀 溶解平衡: 例Cr(OH)3(S) Cr3+( aq)+3OH-( aq) 常温下,Cr(OH)3的溶度积 Ksp=c (Cr3+)· c3(OH-)=10-32,要使 c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调 至 5 。
例1. 将4×10-3mol· L-1的AgNO3溶液与 4×10-3mol· L-1的NaCl溶液等体积混合能 否有沉淀析出?[Ksp(AgCl)= 1.8×10-10]
解:c(Ag+)=2 ×10-3mol· L-1
c(Cl-)= 2 ×10-3mol· L-1
Qc
=c(Ag+) ·c(Cl-)= 2 ×10-3× 2 ×10-3
溶度积(Ksp)的应用
【思考】 AgCl(S)在水溶液和 NaCl溶液中达到沉淀溶解平衡时
c(Ag+)?
(一)求饱和溶液中离子浓度:
例1. 已知 298K 时AgCl 的 Ksp = 1.8×10-10, 求其饱和溶液中c(Ag+) =?

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以上规则称为溶度积规则。沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的条件是离子浓度的大 小,控制离子浓度的大小,可以使反应向所需要的方向转化。
学以致用 如果将2×10-4mol·L-1的CaCl2溶液与3×10-4 mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合,问能否产生沉淀?[已知CaCO3的Ksp=5.0×10-9(mol·L-1)2]
BaCO3(s)
Ba2+ + CO32- Ksp=5.1×10-9mol2•L-2
提示:人体内胃酸的酸性较强(pH为0.9-1.5)
例2. 在1L含1.0×10-3mol•L-1 的SO42-溶液中,注入0.01mol BaCl2溶液(假设溶液体积不变)能否有效除去 SO42-?已知:Ksp(BaSO4)= 4×10-10 mol2•L-2
重晶石(主要成分是BaSO4)是制备钡化合物的重要原料 :BaSO4不溶于酸,但可以用饱和Na2CO3溶液 处理转化为易溶于酸的BaCO3
BaSO4
Ba2+ + SO42-
+
Na2CO3
CO32- + 2Na+
BaSO4 + CO32-
BaCO3(s) BaCO3 +SO42-
BБайду номын сангаасSO4
①饱和Na2CO3溶液 ②移走上层溶液
AgCl(s) AgBr(s) AgI(s)
Ag+ + ClAg+ + BrAg+ + I-
Ksp= [Ag+][Cl-] = 1.8×10-10mol2•L-2 Ksp= [Ag+][Br-] = 5.0×10-13mol2•L-2 Ksp= [Ag+][I-] = 8.3×10-17mol2•L-2

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沉淀溶解平衡
沉淀溶解平衡是指在溶液中存在着溶解物质与沉淀物质之间的平衡。

当溶解物质和沉淀物质之间的反应达到动态平衡时,称为沉淀溶解平衡。

在沉淀溶解平衡中,溶解物质会溶解为离子,在溶液中以溶解度的形式存在。

而沉淀物质则会以固态的形式存在,在溶液中无法溶解。

溶解物质和沉淀物质之间的平衡是受溶液中各种离子浓度和溶液温度等因素的影响的。

当溶液中的离子浓度超过了溶解度时,溶解物质就会发生沉淀,反之,当溶液中的离子浓度低于溶解度时,沉淀物质就会溶解。

沉淀溶解平衡在实际应用中有广泛的应用。

例如,在水处理过程中,我们常常需要控制水中的溶解物质(如钙、镁等)和沉淀物质(如碳酸钙、硫酸钙等)之间的平衡,以防止沉淀物质堆积在管道和设备上,造成堵塞和损坏。

1。

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沉淀转化及先后规律:
1、沉淀转化规律:
易溶→微溶→难溶→更难溶:一定可以实现 易溶←微溶←难溶←更难溶:计算后确定
2、沉淀先后规律:
Ksp小者优先【表达式相同】 注意:若Ksp相差很大则不必考虑表达式
【问题与探究】
1.试用平衡移动原理解释下列事实: (1)BaCO3不溶于水,为什么不能作钡餐?
(2)CaCO3难溶于稀H2SO4,却能溶于醋酸中;
D
5.已知:25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12, Ksp(MgF2)=7.42×10-11。下列说法正确的是( B ) A.25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大 B.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大 C.25 ℃时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L-1氨水中的Ksp比在 20 mL 0.01 mol·L-1 NH4Cl溶液中的Ksp小 D.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能 转化为MgF2
A (填以下字母 (2)上述流程中两次使用试剂①,推测试剂①应该是____ 编号)。 A.氢氧化钠 B.氧化铝 C.氨水 D.水 (3)溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13,如果pH过小,可能导致 的后果是(任写一点)。 镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全等 NaHCO (4)H中溶质的化学式: ____________ 。 3 5.6×10-10 mol·L-1 (5)计算溶液F中c(Mg2+)=_____________________(25 ℃时,氢氧化 镁的Ksp=5.6×10-12)。
C
)
3.某温度时,AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)在水中的沉淀溶解 平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( C )

沉淀溶解平衡详细版

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可溶的电解质溶液中存在溶解平衡,难溶的 电解质在水中是否也存在溶解平衡呢?
思考:Ag+和Cl-的反应真能进行到底吗? 一、难溶电解质的溶解平衡
1、概念: 在一定条件下,难溶电解质溶解成离子的速率等于 离子重新结合成沉淀的速率,溶液中各离子的浓度 保持不变的状态。(也叫沉淀溶解平衡)
速率V. V溶解 V溶解== V沉淀 == 0
2.加水稀释:
3.加入少量饱和MgCl2: 4.加入少量浓盐酸:
5.加入饱和氯化铵溶液:
②外因:遵循平衡移动原理
溶解方向移动。 b)浓度:加水,平衡向溶解方向移动。
c)同离子效应:加入含有相同离子电解质,平衡向
沉淀结晶的方向移动. (收集氯气)
d) 加入消耗相应离子的物质,平衡向溶解的方向移
二、溶度积和溶度积规则
1. 溶度积常数 难溶电解质的溶度积常数用Ksp表示。 通式:AnBm(s)⇌nAm+(aq) + mBn-(aq) 则Ksp, AnBm= [Am+]n . [Bn-]m
练习:BaSO4、Ag2CrO4、Mg(OH)2、 Fe(OH)3的溶度积
2. 溶度积常数的意义
常数
Ka、Kb
(3)Q c <Ksp 时: 溶液不饱和,若加入过量难溶电解质,
难溶电解质会溶解直至达到平衡(此时Q c =Ksp )
1、在100ml0.01mol/LKCl溶液中,加入 1ml0.01mol/LAgNO3溶液,下列说法正确的是 (已知AgCl的Ksp=1.8×10-10) ( ) A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀 C.无法确定
难溶电解质的溶解平衡
溶解度与溶解性的关系:20℃
难溶
微溶
可溶

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3、意义:
Ksp的大小反映了物质在水中的溶解 能力。组成相似的难溶物Ksp越大,其溶解 能力越强。
4、影响因素: 和其他平衡常数一样,Ksp只与温 度有关,一定温度下,Ksp是常数。
1.对于平衡 AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq), 若改变条件,对其有何影响?
改变条件 平衡移动 方向 平衡时 平衡时 c(Ag+ ) c(Cl-)
例2(2009福建24)已知298K时,的容度积常数 Ksp= 5.6×10-12,取适量的滤液B,加入一定量的烧 碱达到沉淀溶液平衡,测得pH = 13.00,则此温
5.6×10-10mol· L-1 度下残留在溶液中的 c(Mg2+) = _________
例3(2009山东卷28)运用化学反应原理研究氮、氧等
一、沉淀溶解平衡原理
1.溶解平衡的建立 以AgCl为例
水分子作用下
Ag+
V V溶解 V沉淀
ClAgCl(s)
一定温度下,当沉淀溶解的速率和沉淀生成的 速率相等时,形成了电解质的饱和溶液,达到平衡 状态,我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡.
t
2.表示方法 溶解 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 沉淀
(2)反映了难溶电解质在水中的溶解能力。同类型的 难溶电解质,在相同温度下,Ksp越大,溶解度就越大; 不同类型的难溶电解质,通过计算进行比较。 (3)在一定温度下,通过比较任意状态离子积(Qc) 与溶度积(Ksp)的大小,判断难溶电解质沉淀溶解 平衡进行的限度。 ①当Qc = Ksp时, ②当Qc < Ksp时, ③当Qc > Ksp时,
Ksp
溶解度
升 温 加 水
正向
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【解析】根据流程图和表中数据,加入NH3•H2O调pH为8,只有Fe3+完全沉淀,故可除去 Fe3+;加入NaOH调pH=12.5,Mg2+也完全沉淀,Ca2+部分沉淀,所以滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2
、Ca(OH)2;根据Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,H2C2O4过量时Ba2+转化为BaC2O4沉淀,
变化曲线关系可知:温度升高,该物质的溶解度增大。说明升高温度促进物质的溶解,
根据平衡移动原理:升高温度,平衡向吸热方向移动。因此溴酸银(AgBrO3)溶解是吸热 过程 ,错误;B、温度升高,溴酸银溶解在水中的微粒运动速度加快,扩散的更快,因 此升高温度使其溶解速度加快,正确;C、图像可以看出:在60℃时溴酸银的溶解度大 约是0.6g.即在100g约0.1L溶液中, 该饱和溶液中溶质的浓度为:c(AgBrO3)=
【2016年高考海南卷】(4)已知:Kw=1.0×10-14,Al(OH)3
AlO2-+H++H2O
K=2.0×10-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于_________。
已知:Kw=1.0×10-14,Al(OH)3
AlO2-+H++H2O
K=2.0×10-13。Al(OH)3溶于NaOH
BaCl2· 2H2O产品的产量减少。
反思归纳
【解析】在a点时Qc<Ksp,对应的是AgBr的不饱和溶液,A项正确;在t℃时, 根据图中b点的c(Ag+)和c(Br-)可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10-13,B项 正确;在t℃时,平衡常数 ,代入数据得K≈816,
C项正确;在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br-)增大,沉淀溶解平衡
D
【2014年高考新课标Ⅰ卷第11题】溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示,下列说法错 误的是( )
A
A.溴酸银的溶解时放热过程 B.温度升高时溴酸银溶解速度加快 C.60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10-4 D.若硝酸钾中含有少量溴酸银,可用重结晶方法提纯
【解析】解决本题,首先要认识坐标系,弄清坐标系中横坐标、纵坐标的含义。然后分 析物质的性质变化规律,再对各个选项中的知识逐一进行剖析。A、由溶解度随温度的
Hale Waihona Puke ③Qc<Ksp:溶液未饱和,无沉淀析出
【例题】在t ℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t ℃时AgCl的Ksp= 4×10-10,下列说法不正确的是(
D)
A.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
B.在t℃时,Ksp(AgBr)=4.9×10-13 C.在t℃时,AgCl(s)+Br-(aq) AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈816 D.在AgBr的饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由b点到c点
1.溶度积:
以AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
Ksp(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-)(式中的浓度都是平衡浓度) 浓度商Qc(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-) (式中的浓度是任意浓度)
判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解:
①Qc>Ksp:溶液过饱和,有沉淀析出; ②Qc=Ksp:溶液饱和,溶解平衡状态;
【2016年高考海南卷】向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略 体 积变化),下列数值变小的是( ) A.c(CO32−) B.c(Mg2+) C.c(H+) D.Ksp(MgCO3)
A
【2016年高考新课标Ⅲ卷】下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向0.1mol CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中 B.将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中 C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中 D. 向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3 ,溶液中 不变 减小 增大

》复习课
湖北阳新一中 赵少华
考纲要求:
1.了解难溶电解质的溶解平衡。 2.理解溶度积(Ksp)的含义,能进行相关计算。
复习强化:
1.溶度积(Ksp)与溶解度(S)的相互换算. 2.根据难溶氢氧化物溶度积,计算相应金属离子开始沉 淀以及沉淀完全时的PH. 3.判断一种沉淀在一定条件下能否转化为另一种沉淀.
逆向移动,c(Ag+)减小,溶液不能由b点到c点,D项错误。
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+。 ②沉淀剂法 如用Na2S,H2S沉淀Cu2+,离子方程式为H2S+Cu2+===CuS↓+2H+。
(2)沉淀的溶解
①酸溶解法
如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。 ②盐溶液溶解法
如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为Mg(OH)2+2NH4+===Mg2++2NH3·H2O。
(3)沉淀的转化 ①实质:沉淀溶解平衡的移动(沉淀的Ksp差别越大,越容易转化)。 ②应用:锅炉除垢、矿物转化等。
(0.6g÷236g/mol) ÷ 0.1L =0.025mol/L,故Ksp=c(Ag+)· c(BrO3-)=0.025×0.025约等于
6×10-4 ,正确;D、由于硝酸钾的溶解度比较大,而且溶解度随温度的升高而增大。而 溴酸银的溶解度较小,所以若硝酸钾中含有少量溴酸银,可用重结晶方法提纯。正确。
溶液反应的平衡常数K=

【2015山东理综化学】毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂 质),实验室利用毒重石制备BaCl2· 2H2O的流程如下:
加入NH3· H2O调节pH=8可除去Fe3+ (填离子符号),滤渣Ⅱ中含 Mg(OH)2、Ca(OH)2
(填化学式)。加入H2C2O4时应避免过量,原因是 H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀,产品的产量减少。 已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9 。
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