難溶電解質(zhì)的溶解平衡知識點

1、難溶電解質(zhì)的溶解平衡一.固體物質(zhì)的溶解度1 .溶解度：在一定溫度下，某固體物質(zhì)在100g溶劑里達到飽和狀態(tài)時所溶解的質(zhì)量，叫做這種物質(zhì)在這種溶劑里的溶解度。符號：S,單位：g,公式：S= (m溶質(zhì)/m溶劑)X 100g2 .不同物質(zhì)在水中溶解度差別很大，從溶解度角度，可將物質(zhì)進行如下分類：溶解性易溶可溶微溶難溶溶解度10g1-10gKsp,則溶液過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，達到新的平衡2) 若Qc=Ksp,則溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)3)若Qc Ksp (AgBr) Ksp (Agl),所以溶解度：AgCl) Ksp (AgBr) Ksp (Agl)。不同類型的難溶電解質(zhì)，不能簡單

2、地根據(jù)Ksp大小，判斷難溶電解質(zhì)溶解度的大小。3、溶度積的應(yīng)用通過比較溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度哥的乘積一一濃度積(Q)的相對大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否生成或溶解。QKsp,溶液過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，達到新的平衡；CC=Ksp,溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)；Q Hg等生成極難溶的硫化物CuS HgS等沉淀，也是分離、除去雜質(zhì)常用的方法。反應(yīng)如下：2+ _2_2+2+ -22+Cu +S =Cu&。 Cu + H2s=Cu& + 2H。Hg +S =Hg$。 Hg + H2S=HgS + 2H 。應(yīng)用：提純、廢水處理等，目的是利用沉淀去除或者分離某種離子2.沉淀

3、的溶解(1)沉淀溶解的原理根據(jù)平衡移動，對于在水中難溶的電解質(zhì)，如果能設(shè)法不斷地移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平 衡向沉淀溶解的方向移動,就可以使沉淀溶解。(2)溶解沉淀的化學(xué)方法I .酸堿溶解法注意：用酸溶解含金屬離子的難溶物時，所選用酸的酸根與金屬離子不反應(yīng)如：使CaCO沉淀溶解,可以加入鹽酸降低 CO32-的濃度，使平衡向溶解的方向移動n.氧化還原溶解法原理是通過氧化還原反應(yīng)使難溶物的離子濃度降低，使平衡向右移動而溶解此法適用于具有明顯氧化性或還原性的難溶物，如不溶于鹽酸的硫化物 Ag2s溶于HNO就是一個例子：3Ag2S+8HNO=6AgNO+3Sj +2NOT +4H2Om.配位溶

4、解法生成絡(luò)合物使沉淀溶解法,如溶解AgCl可以加入氨水以生成 Ag ( NH) 2+而使其溶解W.沉淀轉(zhuǎn)化溶解法本法是將難溶物轉(zhuǎn)化為能用上述兩種方法之一溶解的沉淀，然后再溶解例如BaSO中加入飽和NaCO溶液使BaSO轉(zhuǎn)化為BaCO,再將BaCO溶于鹽酸3、沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是溶解平衡的移動，一般來說，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀比較容易(轉(zhuǎn)化成更難溶的物質(zhì))。這兩種難溶物的溶解能力差別越大 ,這種轉(zhuǎn)化的趨勢就越大如：在ZnS的溶解 平衡體系中加入 CuSOm夜,可以使其轉(zhuǎn)化為更難溶的 CuS沉淀，這說明溶解度ZnSCuS轉(zhuǎn)化的方 程式可以表示為 ZnS(s)+Cu 2+(aq)

5、=CuS(s)+Zn 2+(aq)對于一些用酸或其他方法不能溶解的沉淀，可以將其轉(zhuǎn)化成另一種用酸或其它方法能溶解的沉淀， 然后出去。例如 鍋爐除水垢例、許多在水溶液中的反應(yīng)，往往有易溶物轉(zhuǎn)化為難溶物或難溶物轉(zhuǎn)化為更難溶物的現(xiàn)象下表為相同 溫度下某物質(zhì)的溶解度物質(zhì)AgClAg2 sCaSOCa(OH)2溶解度(g)X 10-4X10-6物質(zhì)Ca(HCO) 2CaCONHHCO(NH4)2SO溶解度(g)X10-321(1)若在有氯化銀固體的水中加入硫化鈉溶液，可能觀察到的現(xiàn)象是白色固體消失，同時會生成黑色固體(2)生成硫酸俊化肥的方法之一是把石膏粉(CaSQ)懸浮于水中，不斷通入氨氣并通入二氧化

6、碳，充分反應(yīng)后立即過濾，濾液經(jīng)蒸發(fā)而得到硫酸俊晶體，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程 式:CaSQ+CO+H2O+2Nl3=CaCOj +(NH) 2SO 一.考查沉淀溶解平衡中溶質(zhì)濃度的計算例 3:已知:某溫度時，Ksp(AgCl)=Ag +Cl =x 10 10Ksp(Ag 2CrO4)=Ag +2CrO2- 4 = X 10 12試求：(1)此溫度下AgCl飽和溶液和Ag2CrO4飽和溶液的物質(zhì)的量濃度，并比較兩者的大小。(2)此溫度下，在L-1的AgNO3溶液中，AgCl與Ag2CrO4分別能達到的最大物質(zhì)的量濃度，并比 較兩者的大小。解析 AgCl(s) - Ag + (aq) + Cl (aq

7、)Ag2CrO4(s)- 2Ag + (aq)+CrO42 (aq)2xx(2x)2 - x=Ksp c(AgCl) v c(Ag2CrO4) 在 mol L-1 AgNO3 溶液中，c(Ag+)= mol L-1 十 一 AgCl(s) Ag (aq) + Cl (aq)溶解平衡時：+xx+ x)x=x 1010x 很小，+x x=x 10 8(mol L 1)c(AgCl)= x 10 8(mol L 1)一 一 一， 一一 +，Ag2CrO4(s)- 2Ag (aq) + CrO2 4(aq)溶解平衡時：+xx+ 2x)2 x= X 10 12x=x 10 8(mol L 1)x 很小，

8、+2x = c(Ag2CrO4)=x 10-8 (mol L 1)c(AgCl) c(Ag2CrO4)考查沉淀溶解平衡中的溶度積規(guī)則例4.將等體積的4X10-3mo1 L-1的AgNO3和4X 10-3mo1-L1個504混合，有無Ag 2CrO4沉淀產(chǎn)生 已知Ksp (Ag2CrO4)=x 10-12o解：等體積混合后，濃度為原來的一半。c(Ag+)=2X 10-3mol L-1;c(CrO42-) = 2X 10-3mol L-1Qi=c2(Ag+) c(CrO42-)= (2Xl0-3 )2X2Xl0-3=8X 10-9Ksp (CrO 4-2)所以有沉淀析出【練習(xí)】在LKCl溶液中，加

9、入 LAgNO3溶液，下列說法正確的是(AgCl 的 Ksp=x 10 10)()A.有AgCl沉淀析出 B.無AgCl沉淀 C.無法確定D.有沉淀，但不是 AgCl3. 考查沉淀溶解平衡中的同離子效應(yīng)例5.將足量BaCO3分別加入： 30mL水 10mL LNa2CO3溶液50mL L氯化鋼溶液 100mLL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為：例6.已知室溫下BaSO4在純水中的溶解度為x 10-5mol L-1, BaSO4在L-1 Na2SO4溶液中的溶解度是在純水中溶解度的多少倍已知Ksp (BaSO4)= X 10-10解：設(shè)BaSO4在L-1 Na2

10、SO4溶液中的溶解度為xmol L-1,則溶解平衡時：BaSO4(s) ，Ba(aq)2+SO4(aq)2平衡時濃度/x +xKsp (BaSO4)=c (Ba2+ ) c ( SO42-)=x + x)=x 10-10因為溶解度x很小，所以+x =x 10-10所以x=X10-8(mol L-1)計算結(jié)果與BaSO4在純水中的溶解度相比較，溶解度為原來的X 10-8 /X 10-5，即約為0. 0010倍。4. 考查沉淀溶解平衡中的除雜和提純例.Cu(OH)2在水溶液中存在著如下沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s)= Cu2+(aq)+2OH -(aq),在常溫下Ksp=2X 10-20。在常

11、溫下如果要生成 Cu(OH)2沉淀，需要向 mol - L 1的CuSO4溶液中加入固體堿來調(diào)整溶 液的pH,使溶液的pH大于()A. 2B. 3C. 4D. 5【答案】D【解析】由溶度積的公式有，Ksp=c(Cu2+) c2(OH )= 2 x 10 20,若要使mol - L 1的Cu2+沉淀，則需c(OH )=1x 10 9mol - L 1,再根據(jù)水的離子積常數(shù)得,c(H )10141 10 9151一10 mol L ,貝U pH=5Ksp例題7. 在L-1Co2+溶液中，含有少量Fe3+雜質(zhì)。問應(yīng)如何控制pH值，才能達到除去Fe3+雜質(zhì)的目的 Co(OH)2 =xl 0-15, K

12、sp Fe(OH)3 =X10-39解：使Fe3+定量沉淀完全時的pH值：Fe(OH) 3(s) = Fe3+ + 3 OH-KspFe(OH) 3 = c(Fe3+) c3(OH-)c(OH ) 3K spFe(OH)3 3 2.64 10 39c(Fe3 )106111.38 10pH= 14 - X 10-11) =使Co2+不生成Co(OH)2沉淀的pH值：Co(OH) 2(s) = Co2+ + 2OH -KspCo(OH) 2 = c(Co 2+) c2(OH-)不生成Co(OH)2沉淀的條件是c(Co2+)c2(OH-) v KspCo(OH) 2 pH = 14 - X10-8

13、) =所以應(yīng)將PH值控制在之間才能保證除去Fe3+,而Co2+留在溶液中。5. 考查沉淀溶解平衡中沉淀的轉(zhuǎn)化例題8、 BaS為原料制備Ba(OH) 2 . 8H2O的過程是：BaS與HCl反應(yīng)，所得溶液在70 c90C時與 過量NaOH溶液作用，除雜，冷卻后得到Ba(OH)2 8H2O晶體。據(jù)最新報道，生產(chǎn)效率高、成本低的Ba(OH)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)還能進行：3 .簡述新方法生產(chǎn)效率高、成本低的原因。解答：(1) BaS+CuO +9H2O=Ba(OH)2 8H2O+CuS 也可寫 Ba

14、(OH)2(2) CuS的溶度積比CuO小得多(更難溶)，有利于該反應(yīng)正向進行。(3)CuS為難溶物(未反應(yīng)的CuO也不溶)，過濾后，將濾液濃縮、冷卻，就可在溶液中析出 Ba(OH) 2 8H2O 晶體，故生產(chǎn)效率高；CuS在空氣中焙燒氧化可得CuO與SO2,故CuO可反復(fù)使用(SO2可用于制硫的化合物)，因而成本低。11.工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O72和CrO42 ,它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害，必須進行處理。常用的處理方法有兩種。方法1:還原沉淀法該法的工藝流程為：其中第步存在平衡；2 CrO42(黃色)+2H九一 C2O72(橙色)+H2O(1)若平衡體系的pH=2,該溶液顯

15、 色。(2)能說明第步反應(yīng)達平衡狀態(tài)的是 。a. Cr2O72和CrO42一的濃度相同b. 2v(Cr2O72 )= v(CrO42 )c.溶液的顏色不變(3)第步中，還原 1 mol Cr2O72一離子，需要 mol的FeSO4 7H2O。(4)第步生成的 Cr(OH) 3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH) 3(s)，, Cr3+(aq)+3OH (aq)常溫下，Cr(OH)3 的溶度積 Ksp=c(Cr3+) c3(OH )= 1 x 10 32 ,要使 c(Cr3+)降至 10 5 mol - L 1,溶液的pH應(yīng)調(diào)至。方法2:電解法該法用Fe做電極電解含Cr2O72一的酸性廢水

16、，隨著電解進行，在陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr(OH) 3 沉淀。(5)用Fe做電極的原因為。(6)在陰極附近溶液 pH升高的原因是(用電極反應(yīng)解釋) 。溶液中同時生成的沉淀還有?！敬鸢浮?1)橙c(3) 6(4) 5(5)陽極反應(yīng)為Fe 2e-=Fe2+,提供還原劑Fe2+(6) 2H+2e =H2 f + Fe(OH) 3【解析】(1)根據(jù)所給的平衡體系可知，在酸性溶液中，平衡應(yīng)該正向移動，故溶液顯橙色。(2)能說明第步反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志是溶液的顏色不變即各離子的濃度不變，但是離子的濃度不一定相等；反應(yīng)過程中2v(Cr2O72 )與v(CrO42)一直相等，所以b項無法判斷是否達到平衡狀態(tài)。(3)因為銘元素的化合價由+6變?yōu)?3。所以1 mol Cr2O72一需要