第19講難溶電解質(zhì)的溶解平衡

1、第7講難溶電解質(zhì)的溶解平衡課程標(biāo)準(zhǔn)1. 了解難溶電解質(zhì)的溶解平衡2.知道沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)考綱要求 (1)了解難溶電解質(zhì)在水中的溶解情況。(2)理解難溶電解質(zhì)在水中的沉淀溶解平衡特點(diǎn),正確理解和掌握溶度積 Kbp的概念。(3)掌握運(yùn)用濃度商和平衡常數(shù)來分析沉淀的溶解、生成和沉淀的轉(zhuǎn) 化。(4)掌握簡單的利用 Kbp的表達(dá)式，計算溶液中相關(guān)離子的濃度。自主學(xué)習(xí)1知識網(wǎng)絡(luò)一、難溶電解質(zhì)的溶解平衡1. 概念：在一定條件下，難溶電解質(zhì)溶解成離子的速率等于離子重新結(jié)合成沉淀的速率，溶液中各離子 的濃度保持不變的狀態(tài)。(也叫沉淀溶解平衡)2. 難溶電解質(zhì)在水中的沉淀溶解平衡和化學(xué)平衡、電離平衡一樣，合乎平衡的

2、基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律，其基本特征為：(1)可逆過程(3)各離子濃度不變 (4)3. 溶度積Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力匚有關(guān)，與 濃度無關(guān)。利用溶度積。沉淀的轉(zhuǎn)化是(2)沉積和溶解速率相等改變溫度、濃度等條件平衡移動,Ksp的大小和溶質(zhì)的溶解度不同，它只與溫Ksp可以判斷沉淀的生成、溶解情況以及沉淀溶解平衡移動方向4 .當(dāng) 當(dāng) 當(dāng)一種難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種難溶電解質(zhì)的過程，其實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動。 直至沉積與溶解達(dá)到平衡Qc 大于 Ksp時，情況為：此時有沉淀析出Qc等于Ksp時，情況為：沉積與溶解處于平衡狀態(tài)Qc 小于 Ksp時，情況為：則難溶電解質(zhì)會溶解，直至沉積

3、與溶解達(dá)到平衡狀態(tài)、沉淀溶解平衡的應(yīng)用若溶液中存在難溶電解質(zhì),1 .沉淀的生成(1) 方法：A、調(diào)節(jié)PH法B、加沉淀劑法 C、同離子效應(yīng)法 D、氧化還原法如：工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵,pH值至7 8Fe3" + 3NH3?H2O=Fe(OH)4 +3曲女口：沉淀Cu+、也2+等，以NaS HaS做沉淀劑Cu2" +S2 = CuSj Hg 2" +=HgSj(2) 原則：生成沉淀的反應(yīng)能發(fā)生，且進(jìn)行得越完全越好(3) 意義：物質(zhì)的檢驗(yàn)、提純及工廠廢水的處理等2.沉淀的溶解原理：設(shè)法不斷移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向舉例沉淀溶解的方向移動。難溶于水的鹽溶于

4、酸中，如：CaCQ FeS、AI(OH) 3、Cu(OH)2溶于鹽酸。難溶于水的電解質(zhì)溶于某些鹽溶液，如：Mg(OH)2溶于NHCI溶液酸堿溶解法(2)鹽溶解法(3)生成配合物使沉淀溶解(4)發(fā)生氧化還原反應(yīng)使沉淀溶解3.沉淀的轉(zhuǎn)化(1) 方法：加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或更難電離或氣體的離子。(2) 實(shí)質(zhì)：生成溶解度更小的難溶物【小結(jié)】改變條件使難溶電解質(zhì)的溶解使沉淀生成，或沉淀溶解，或沉淀轉(zhuǎn)化。2考點(diǎn)精析1. 了解溶解平衡的建立及其特征。2. 掌握沉淀溶解平衡常數(shù)及其應(yīng)用。3. 應(yīng)用化學(xué)平衡移動原理分析影響溶解平衡的因素。4. 應(yīng)用難溶電解質(zhì)的溶解平衡的理論解釋沉淀的生成，溶解及

5、其轉(zhuǎn)化。5. 考查沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)及綜合分析的思維能力。3自主訓(xùn)練1. 為除去MgCl2酸性溶液中的Fe3"，可在加熱攪拌的條件下，加入一種試劑，過濾后再加入適量鹽酸,這試劑不可以是()A . NH3 H2OB . MgOC. Mg(OH) 22. 將lOOmL 0.1mol/L的AgNO 3溶液加入足量的 NaCI和 法正確的是(AgF溶解度：182g/100g)A .產(chǎn)生的沉淀為 AgClB .產(chǎn)生的沉淀為C.產(chǎn)生的沉淀為 AgF和AgClD . AgF溶于水使平衡向溶解的方向移動。D. MgCO 3NaF的混合溶液中，產(chǎn)生1.435g沉淀，則下列說 ()AgF2+3. 石灰乳中存

6、在下列平衡：Ca(OH) 2(s) w二 Ca (aq)+2OH是A. Na2CO3 溶液二、填空題B. AICI3 溶液C. NaOH溶液(aq)，加入下列溶液，可使Ca(OH)2減少的()D. CaCl2 溶液4. 向含有AgI的飽和溶液中，分別進(jìn)行如下操作：加入固體若改加更多的 AgI固體，則C (Ag十)若改加AgBr固體，則C(I-)5. 將足量BaCO3分別加入： 30mL水 10mL 0.2moI/LNa 2CO3溶液50mL 0.01moI/L氯化鋇溶液100mL 0.01moI/L鹽酸中溶解至溶液飽和。請確定各溶液中Ba2+的濃度由大到小的順序?yàn)椋篲6. 在含有 0一、BL、

7、I一的溶液中，已知其濃度均為 0.1moI/L，而AgCI、AgBr AgI的溶度積分別為16X 10- 10、4.1X 10-15、1.5X 10-16。若向混合溶液中逐滴加入 AgNO3溶液是時，首先析出的沉淀是 ,最后析出的沉淀是?！咀灾饔?xùn)練】參考答案1. A 2. AD 3. AB4 減小，不變，減小互動探究1典型例題精析【例1】用平衡移動的原理分析Mg(OH)2溶于鹽酸和解釋：在溶液中存在 Mg(OH)2的溶解平衡：Mg(OH)2(s) ?Mg+(aq)+2OH (aq)加入鹽酸時，中和OH-,使c(OH-)減小，平衡右移， 生的屮中和OH,使c(OH-)減小，平衡右移，從而使AgN

8、O3,則 C(I)NH4CI溶液的原因?5.6. Agl , AgCI從而使Mg(OH溶解；加入 NHCI時，NHT水解，產(chǎn)Mg(OH)2 溶解【例2】一定溫度下，難溶電解質(zhì)在飽和溶液中各離子濃度幕的乘積是一個常數(shù)，這個常數(shù)稱為該難溶電 解質(zhì)的溶度積，用符號 Ksp表示。高考資源網(wǎng) 即：AmBn(s) -= mAn+(aq) + nBm (aq)已知：某溫度時，Ksp(AgCI)=Ag +CI 一 = 1.8+ 2 2Ksp(Ag2CrO4)=Ag CrO；A n+m Bm 一 KspX0 一10=1.1 氷0一12試求：(1)此溫度下AgCI飽和溶液和 Ag2CrO4飽和溶液的物質(zhì)的量濃度，

9、并比較兩者的大小。(2)此溫度下，在0.010mo1匸1的AgNO3溶液中，AgCI與Ag2CrO4分別能達(dá)到的最大物質(zhì)的量濃度，并比較兩者 的大小。高考資源網(wǎng)【解釋】AgCI(s)c(AgCI) =jKsp(AgCI) =J1.8x10/oAg 2CrO4(s)2x2(2x)2 x=Ks pAg +(aq) + CI (aq)=1 .10 mol L22Ag + (aq) + CrO4 (aq)I Ksp(Ag2CrO4)*11x10_icgCrOJ = J =6.5"0 mol 丄V 4c(AgCI) < c(Ag2CrO4)在 0.010 mol L-1 AgNO 3 溶

10、液中，c(Ag+)=0.010 molAgCI(s)Ag + (aq) +溶解平衡時：0.010 + x(0.010 + x) x = 1.8 X0-10/ x 很小，0.010 + x8x= 1.8 X0 (mol L 1)c(AgCI)= 1.81X8(moI L 1)Ag2CrO4(s)溶解平衡時：(0.010 + 2x)2 x = 1.1 X012x= 1.1 X0一 (mol L 1)c(AgCI) >c(Ag2CrO4)【例3】某化學(xué)興趣小組擬用粗氧化銅(含少量銅粉、氧化鐵及不溶于酸的雜質(zhì) 步驟如下：L-1Cl - (aq)0.010= 2Ag + (aq)0.010 + x

11、 x 很小，c(Ag 2CrO4) = 1.1 X0 " (mol L-)+x0.010 + 2x 0.010 - -8 “ 一1、2 一CO (aq)制取無水氯化銅，其制備過量鹽酸過濾*實(shí)驗(yàn)過程中所用的物質(zhì)x粗氧化銅溶液II加入YpH=5過濾加入X4沉淀IICuCl2CuCl2 - 2出0請?zhí)顚懴铝锌瞻?1) 沉淀n的成分(化學(xué)式)是(2) 步驟加入的試劑(3) 步驟加入的試劑是。(4) 步驟要得到無水CUCI2，應(yīng)控制的一定條件是沉淀物Fe(OH)3Al(OH) 3Mg(OH) 2pH3. 45. 212. 4- MpCb部分陽離子以氫氧化物形式完全深沉?xí)r溶液的(1)(2)(3)

12、(4)物質(zhì)開始沉淀時pH完全沉淀時pHFe(OH) 32. 73. 7Fe(OH)27. 69. 6Cu(OH) 25. 26. 4氧化劑調(diào)節(jié)pH的物質(zhì)A雙氧水E氨水B高錳酸鉀F堿式碳酸銅C氯水G氧化銅。X可選用表n中的(填序號，且選出全部合理的)，其作用是.y可選用表n中的 (填序號，且選出全部合理的)，控制pH = 5的目的(5) 步驟中所發(fā)生的全部反應(yīng)的離子方程式： 。答案：Fe(OH)3AC使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+ (3)FG使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3通入HCI氣體使CuCL 2耳0在酸性條件下失水 CuO+2H=CU+HO; Fe2Q+6H=2Fe3+3HO; 2Fe3+Cu=2

13、Fe+CLr2方法、技巧、規(guī)律小結(jié)對難溶電解質(zhì)的溶解平衡常數(shù)的正確的理解，一方面要運(yùn)用前面的影響化學(xué)平衡、電離平衡的因素知識進(jìn) 行牽移和類比以達(dá)到強(qiáng)化和內(nèi)化的目標(biāo)；另一方面要用溶度積KSP知識來分析沉淀的溶解、生成和沉淀的轉(zhuǎn)化。不同沉淀方法的應(yīng)用1.直接沉淀法：除去指定的溶液中某種離子或獲取該難溶電解質(zhì)2. 分步沉淀法：鑒別溶液中含有哪些離子或分別獲得不同難溶電解質(zhì)3共沉淀法：除去一組某種性質(zhì)相似的離子，加入合適的沉淀劑4. 氧化還原法：改變某離子的存在形式，促使其轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛雀〉碾y溶電解質(zhì)便于分離除去3體驗(yàn)咼考1. (08山東卷)某溫度時，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說

14、法正確的是()A .加入Na2SO4可以使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)B 通過蒸發(fā)可以使溶液由d點(diǎn)變到c點(diǎn)C. d點(diǎn)無BaSO4沉淀生成D . a點(diǎn)對應(yīng)的Kap大于c點(diǎn)對應(yīng)的Kap2. (09年廣東化學(xué) 22) ( 12分)某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO 3、MgSiO 3、CaMg(CO 3)2、Al 2O3和Fe2O3等，回收其中鎂的工藝流程如下：硫朋人hOH溶液J 周休廢料+叵可*畫H遜I調(diào)pH L i 25過濾卜濾槪"pH由見上表，請回答下列冋題：浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有 (要求寫出兩條)濾渣I的主要成分有。從濾渣n中可回收利用的主要物質(zhì)有

15、。Mg(CIO3)2在農(nóng)業(yè)上可用作脫葉劑、催熟劑，可采用復(fù)分解反應(yīng)制備：MgCI 2+2NaCIO 3=Mg(CIO 3)2+2NaCI已知四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T) 將反應(yīng)物按化學(xué)反應(yīng)方程式計量數(shù)比混合制備 按中條件進(jìn)行制備實(shí)驗(yàn)。在冷卻降溫析出除去產(chǎn)品中該雜質(zhì)的方法是： 3. ( 08廣東卷)已知 Ag 2SO4的Kw為2.0 X0-3，將適量Ag 2SO4固體溶于100 mL水中至剛好飽和，該過 程中Ag +和SO：卞度隨時間變化關(guān)系如右圖(飽和 上述體系中加入 100 mL. 0.020 moI L-1 Na2SO4濃度隨時間變化關(guān)系的是變化曲線如下圖所示：Mg(ClO 3)2

16、.簡述可制備Mg(CIO 3)2的原因：Mg(ClO 3)2過程中，常伴有NaCI析出，原因是:OAg2SO4溶液中 c(Ag+)= 0.034 mol L-1)。若 ti 時刻在溶液，下列示意圖中，能正確表示t1時刻后Ag +和 SO；-e.L1y LMT-nDi.I1 f*r RL i一乂=rt Ar耳 ST.Iot,4. (08江蘇卷)(10分)工業(yè)上制備 BaCl2的工藝流程圖如下:A*-高溫焙燒T溶解過濾濾液結(jié)晶鹽酸炭重晶石礦*產(chǎn)物氣體吸收某研究小組在實(shí)驗(yàn)室用重晶石咼溫(主要成分BaSO4)對工業(yè)過程進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。查表得BaSO4(s) + 4C(s) 4CO(g) + BaS(s)

17、咼溫-1 Hi = +571.2 kJ molBaSO4(s) + 2C(s) 2CO2(g) + BaS(s)氣體用過量NaOH溶液吸收，得到硫化鈉。 H2= +226.2 kJ molNa2S水解的離子方程式為向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，當(dāng)兩種沉淀共存時，=c(CI)Ksp(AgBr)=5.410-13, Ksp(AgCI)=2.0 t0-10咼溫反應(yīng) C(s) + CO2(g)2CO(g)的 H= kJ mol-1。實(shí)際生產(chǎn)中必須加入過量的炭，同時還要通入空氣，其目的是【體驗(yàn)高考】參考答案1. C2. (1 )增大硫酸濃度；加熱升高溫度；邊加硫酸邊攪拌(要求寫出兩條)(2)

18、濾渣I主要成分有 Fe(OH)3、AI(OH) 3 (3)從濾液n中可回收利用的主要物質(zhì)有(4)該反應(yīng)的生成物為Mg(CIO 3)2和NaCI的混合溶液，NaCI的溶解度隨溫度變化不大，Mg(CIO 3)2的溶解度隨溫度升高而升高。利用兩物的溶解度差異，通過加熱蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，將Mg(CIO 3)2與NaCI分離，制得Mg(CIO 3)2。因?yàn)樵谙嗤瑴囟认蛳翹aCI的溶解度最小，有少量 NaCI 隨 Mg(CIO3)2析出；重結(jié)晶 3. B4.S2- + H2O = HS- +OH- 2.7 XW-3 ；+172.5 ;使BaSO4得到充分的還原(或提高 BaS的產(chǎn)量) 反應(yīng)放熱維持

19、反應(yīng)所需高溫。形成性檢測與評價1(1)基礎(chǔ)檢測1. 試驗(yàn)室中，要使 AICI A . Ba(OH)2 溶液 B .2. 體)CaSO4、Na2SO4所以在冷卻結(jié)晶過程中，會;HS- + H2OH2S +OH-；:為吸熱反應(yīng)，炭和氧氣形成性檢測3溶液中的AI 3+全部沉淀出來，最適宜選用的試劑是NaOH溶液 C .鹽酸 D .氨水定溫度下，在氫氧化鈣的懸濁液中，存在氫氧化鈣固體與其電離的離子間的溶解平衡關(guān)系:=Ca2+ + 2OH。向此種懸濁液中加入少量的氧化鈣粉末，下列敘述正確的是B 溶液中鈣離子濃度減少D. pH減小Ca(OH)2(固A 溶液中鈣離子數(shù)目減小C.溶液中氫氧根離子濃度增大3.

20、有關(guān)AgCl沉淀的溶解平衡說法正確的是 A . AgCl沉淀生成和沉淀溶解不斷進(jìn)行，但速率相等B. AgCl難溶于水，溶液中沒有 Ag +和CC. 升高溫度，AgCl沉淀的溶解度增大D .向AgCl沉淀中加入NaCl固體，AgCl沉淀的溶解度不變4. 除去KCl中的K2CO3應(yīng)選用下列哪種物質(zhì)A . H2SO4B . HClC. HNO3 D .三者均可5. 類似于水的離子積，難溶鹽AmBn也有離子積K sp且Ksp = C (A* )c ()“，已知常溫_3下每升水中可溶解 BaSO42.33X 10 g,則其Ksp為()_ 4_ 5_ 10_12A . 2.33X 10B . 1 X 10

21、 C . 1 X 10D . 1X 106. 在100ml0.01mol/LKCI溶液中，加入 1ml0.01mol/LAgNO 3溶液，下列說法正確的是 (AgCl 的 Ksp = 1.8X 10_10)A .1 .()C .無法確定 D.有沉淀，但不是 AgCl有AgCl沉淀析出 B .無AgCl沉淀能力檢測-1Q4 4已知：25 C時，KMg (OH) 2=5 . 61咒10- , KMgF 2=7 . 43咒10-。下列說法正確的是( A. 25 C時，飽和Mg (OH ) 2溶液與飽和MgH溶液相比，前者的c (Mg2+ )大 B . 25 C時，在Mg (OH) 2的懸濁液中加入少

22、量的 NHq固體，c ( Mg2+)增大C . 25 C時，Mg (OH ) 2 固體在 20 mL 0 . 01 mol L-1 氨水中的 K 比在 20 mL 0 . 01 mol L-1 nH4CI 溶液中的K小D . 25 C時，在 Mg (OH ) 2懸濁液中加入 NaF溶液后，Mg (OH ) 2不可能轉(zhuǎn)化為 MgF22. 硫酸鍶(SrSO4)在水中的深沉溶解平衡曲線如下，下列說法正確的是A .溫度一定時，Ksp (SrSO4)隨c(SCf)的增大而減小B .三個不同溫度中，313K時Ksp (SrSO4)最大C . 283K時，圖中a點(diǎn)對應(yīng)的溶液是不飽和溶液D . 283K下的S

23、rSO4飽和溶液升溫到263K后變?yōu)椴伙柡腿芤?. 鋁和鎵的性質(zhì)相似，如M(OH) 3都是難溶的兩性氫氧化物。在自然界鎵常以極少量分散于鋁礦，如AI2O3中。用NaOH溶液處理鋁礦(Al 2O3)時，生成NaAIO2、NaGaO2;而后通入適量 CO?,得Al(OH) 3沉淀，而NaGaO?留在溶液中(循環(huán)多次后成為提取鎵的原料)。發(fā)生后一步反應(yīng)是因?yàn)锳、鎵酸酸性強(qiáng)于鋁酸C、鎵濃度小，所以不沉淀D、4. 己知碳酸鈣和氫氧化鈣在水中存在下列溶解平衡 + CO32_。在火力發(fā)電廠燃燒煤的廢氣中往往含有妬* K-I V)-1.60 1 faSI詁-I聲' -i>5 ' -門帀B

24、、鋁酸酸性強(qiáng)于鎵酸Al(OH) 3是難溶物Ca(OH)2 (固)Ca2+ + 2OH，CaCO3(固)=Ca2+SO2、O2、N2, CO2等，為了除去有害氣體 SO2變廢為寶，常常見粉末狀的碳酸鈣或熟石灰的懸濁液洗滌廢氣，反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。(1) 寫山上述兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式： S02與CaCO 3懸濁液反應(yīng) S02與 Ca(OH) 2懸濁液反應(yīng) (2) 試說明用熟石灰的懸濁液而不用澄清石灰水的理由 5. 以BaS為原料制備 Ba(0H)280的過程是：BaS與HCI反應(yīng)，所得溶液在 70C90C時與過量NaOH 溶液作用，除雜，冷卻后得到Ba(0H)2 8HO晶體。據(jù)最新報道，生產(chǎn)效率高、成本低的Ba(0H)2 8H2O晶體的新方法是使 BaS與CuO反應(yīng)1. 新方法的反應(yīng)方程式為： 2. 該反應(yīng)反應(yīng)物 CuO是不溶物，為什么該反應(yīng)還能進(jìn)行：3. 簡述新方法生產(chǎn)效