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1、1 难溶电解质的溶解平衡一固体物质的溶解度1. 溶解度：在一定温度下，某固体物质在100g 溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。符号：S，单位： g，公式： S=（m溶质/m溶剂） 100g 2. 不同物质在水中溶解度差别很大，从溶解度角度，可将物质进行如下分类：溶解性易溶可溶微溶难溶溶解度10g 1-10g 0.01-1g Ksp,则溶液过饱和 , 有沉淀析出 , 直至溶液饱和 , 达到新的平衡? 2)若 Qc=Ksp,则溶液饱和 , 沉淀与溶解处于平衡状态?3) 若 Qc Ksp (AgBr) Ksp (AgI),所以溶解度 :AgCl) Ksp (AgBr
2、) Ksp (AgI)。不同类型的难溶电解质，不能简单地根据Ksp 大小，判断难溶电解质溶解度的大小。3、 、溶度积的应用通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积浓度积(Qc) 的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。QcKsp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡；QcKsp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；QcCuS ?转化的方程式可以表示为ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+(aq) ?对于一些用酸或其他方法不能溶解的沉淀，可以将其转化成另一种用酸或其它方法能溶解的沉淀，然后出去。例如锅炉除水垢例、许多在水溶液中的反应, 往往有易
3、溶物转化为难溶物或难溶物转化为更难溶物的现象?下表为相同温度下某物质的溶解度?物质AgCl Ag2S CaSO4Ca(OH)2溶解度 (g) 1.5 10-41.3 10-60.2 0.165 物质Ca(HCO3)2CaCO3NH4HCO3(NH4)2SO4溶解度 (g) 16.6 1.5 10-321 75.4 (1) 若在有氯化银固体的水中加入硫化钠溶液, 可能观察到的现象是_白色固体消失, 同时会生成黑色固体 _ ?(2) 生成硫酸铵化肥的方法之一是把石膏粉(CaSO4) 悬浮于水中 , 不断通入氨气并通入二氧化碳, 充分反应 后 立 即 过 滤 , 滤 液 经 蒸 发 而 得 到 硫
4、酸 铵 晶 体 , 写 出 该 反 应 的 化 学 方 程式:CaSO4+CO2+H2O+2NH3=CaCO3+(NH4)2SO4_?一考查沉淀溶解平衡中溶质浓度的计算例 3：已知：某温度时，Ksp(AgCl)=Ag+Cl 1.81010精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页4 Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2CrO2- 4 1.11012试求： （1）此温度下AgCl 饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度，并比较两者的大小。（2）此温度下，在0.010mo1L-1的 AgNO3溶液中， AgCl 与 Ag2
5、CrO4分别能达到的最大物质的量浓度，并比较两者的大小。解析 AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq) 1510spLmol103. 1108. 1)AgCl(K)AgCl(cAg2CrO4(s) 2Ag(aq)CrO42(aq) 2x x (2x)2x=Ksp 1531234242105 .64101 .14)()(LmolCrOAgKCrOAgcspc(AgCl) c(Ag2CrO4) 在 0.010 molL-1 AgNO3溶液中， c(Ag+)=0.010 mol L-1AgCl(s) Ag(aq) Cl(aq) 溶解平衡时：0.010 x x (0.010 x)x1.8 1010 x
6、很小，0.010 x 0.010 x1.8108(mol L1) c(AgCl)= 1.8 108(molL1) Ag2CrO4(s) 2Ag(aq) CrO24(aq) 溶解平衡时：0.010 x x (0.0102x)2x1.11012x 很小，0.0102x0.010 x1.1108(mol L1) c(Ag2CrO4)1.110-8 (mol L1) c(AgCl) c(Ag2CrO4) 二考查沉淀溶解平衡中的溶度积规则例4将等体积的410-3mo1 L-1的 AgNO3和410-3mo1 L 1 K2CrO4混合，有无 Ag2CrO4沉淀产生 ? 已知 KSP(Ag2CrO4)1.1
7、210-12。解：等体积混合后,浓度为原来的一半。c(Ag+)=210-3mol L-1;c(CrO4 2-)210-3mol L-1Qic2(Ag+) c(CrO4 2 -)(2l0-3 )22l0-38l0-9KSP (CrO4-2)所以有沉淀析出【练习】在100ml0.01mol/LKCl溶液中，加入1ml0.01mol/LAgNO3溶液，下列说法正确的是（AgCl 的 Ksp1.8 1010）( ) A有 AgCl 沉淀析出B无 AgCl 沉淀C无法确定D有沉淀，但不是AgCl 三考查沉淀溶解平衡中的同离子效应例 5将足量BaCO3分别加入：30mL 水10mL 0.2mol/LNa2
8、CO3溶液50mL 0.01mol/L 氯化钡精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页5 溶液100mL 0.01mol/L 盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为：_ 例6已知室温下 BaSO4在纯水中的溶解度为1.0710-5mol L-1，BaSO4在 0.010mol L-1 Na2SO4溶液中的溶解度是在纯水中溶解度的多少倍? 已知 KSP (BaSO4)1.0710-10解：设 BaSO4在0.010mol L-1 Na2SO4溶液中的溶解度为xmol L-1，则溶解平衡时：BaSO
9、4(s) Ba(aq)2+SO4(aq)2平衡时浓度 mol.L-1 x 0.010+x KSP (BaSO4)c（Ba2+） c（ SO42-)=x(0.010 + x) =1.07 10-10因为溶解度 x很小，所以0.010+x0.010 0.010 x=1.07 10-10所以x=1.0710-8(mol L-1) 计算结果与 BaSO4在纯水中的溶解度相比较，溶解度为原来的1.0710-8 /1.0710-5 ,即约为 00010倍。四考查沉淀溶解平衡中的除杂和提纯例Cu(OH)2在水溶液中存在着如下沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH(aq)， 在常温下Ksp
10、=21020。在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要向0.02 molL1的 CuSO4溶液中加入固体碱来调整溶液的pH，使溶液的pH 大于（）A2 B3 C 4 D5 【答案】 D 【解析】由溶度积的公式有，Ksp=c(Cu2+)c2(OH)= 2 1020，若要使0.02 molL1的 Cu2+沉淀，则需c(OH)=1109 molL1，再根据水的离子积常数得，1159141010110)(LmolHc，则 pH=5例题 7在1.0mol L-1Co2+溶液中，含有少量Fe3+杂质。问应如何控制pH值，才能达到除去Fe3+杂质的目的? KSPCo(OH)2=1.09l 0-15，KSP
11、Fe(OH)3=2.6410-39解： 使 Fe3+定量沉淀完全时的pH值：Fe(OH)3(s) = Fe3+ + 3 OH-KSPFe(OH)3 = c(Fe3+) c3(OH-) pH14 - (-log1.38 10-11)3.14 使 Co2+不生成 Co(OH)2沉淀的 pH值：Co(OH)2(s) = Co2+ + 2OH-KSPCo(OH)2 = c(Co2+) c2(OH-) 不生成 Co(OH)2沉淀的条件是c(Co2+)c2(OH-) KSPCo(OH)2 1136393331038.1101064.2)(FespFe(OH)(OHcKc815221030.30.11009
12、.1)Co(spCo(OH)OH(cKc精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页6 pH = 14 - (-log3.30 10-8)6.50 所以应将 PH值控制在 3.146.5之间才能保证除去Fe3+，而Co2+留在溶液中。五考查沉淀溶解平衡中沉淀的转化例题 8、 BaS 为原料制备Ba(OH)28H2O 的过程是： BaS 与 HCl 反应，所得溶液在70 90C 时与过量NaOH 溶液作用，除杂，冷却后得到Ba(OH)28H2O 晶体。据最新报道，生产效率高、成本低的Ba(OH)28H2O 晶体的新方法是使BaS
13、 与 CuO 反应1新方法的反应方程式为：2该反应反应物CuO 是不溶物，为什么该反应还能进行：3简述新方法生产效率高、成本低的原因。解答： （1）BaSCuO9H2OBa(OH)28H2OCuS也可写 Ba(OH)2（2）CuS 的溶度积比CuO 小得多（更难溶） ，有利于该反应正向进行。（3） CuS 为难溶物（未反应的CuO 也不溶）， 过滤后，将滤液浓缩、 冷却， 就可在溶液中析出Ba(OH)2 8H2O晶体， 故生产效率高； CuS 在空气中焙烧氧化可得CuO 与 SO2，故 CuO 可反复使用 （SO2可用于制硫的化合物），因而成本低。11工业废水中常含有一定量的Cr2O72和 C
14、rO42，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。方法 1：还原沉淀法该法的工艺流程为: 其中第步存在平衡；2 CrO42(黄色 )+2H+Cr2O72(橙色 )+H2O （1）若平衡体系的pH=2，该溶液显色。（2）能说明第步反应达平衡状态的是。a Cr2O72和 CrO42的浓度相同b2v(Cr2O72)= v(CrO42) c溶液的颜色不变（3）第步中，还原1 mol Cr2O72离子，需要mol 的 FeSO47H2O。（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) 常温下， Cr(OH)
15、3的溶度积Ksp=c(Cr3+)c3(OH)= 11032，要使 c(Cr3+)降至 105molL1，溶液的 pH 应调至。方法 2：电解法该法用 Fe 做电极电解含Cr2O72的酸性废水， 随着电解进行， 在阴极附近溶液pH 升高， 产生 Cr(OH)3沉淀。（5）用 Fe做电极的原因为。（6）在阴极附近溶液pH 升高的原因是（用电极反应解释）。溶液中同时生成的沉淀还有。【答案】（1）橙（2）c （3）6 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页7 （4）5 （5）阳极反应为Fe一 2e=Fe2+，提供还原剂Fe2+（
16、6） 2H+2e=H2+ Fe(OH)3【解析】（1）根据所给的平衡体系可知，在酸性溶液中，平衡应该正向移动，故溶液显橙色。（ 2）能说明第步反应达到平衡的标志是溶液的颜色不变即各离子的浓度不变，但是离子的浓度不一定相等；反应过程中2v(Cr2O72) 与 v(CrO42)一直相等，所以b 项无法判断是否达到平衡状态。（ 3）因为铬元素的化合价由+6 变为 +3。所以1 mol Cr2O72需要得到6 mol 电子，故需要6 mol FeSO47H2O。（4） 根据 Ksp计算可知，当 c(Cr3+)=105 mol L1时 c(OH)=109 mol L1， 故根据 Kw计算得此时c(H+)=105 molL1，故溶液的pH=5。（5）因为需要还原剂F2+，故应该让铁作阳极，阳极反应为Fe2e=Fe2+（6）根据离子的放电顺序可知，阴极放电的微粒是氢离子，故阴极附近溶液的pH 升高，因为Cr2O72将亚铁离子氧化为铁离子，所以在溶液中还会生成氧氧化铁沉淀。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页