难溶电解质的溶解平衡知识点46183.pdf

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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)Ksp(AgI)。不同类型的

2、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,往往有易溶物转化为难溶物或难溶物转化为更难溶物

3、的现象?下表为相同温度下某物质的溶解度?物质 AgCl Ag2S CaSO4 Ca(OH)2 溶解度(g)1.510-4 1.310-6 0.2 0.165 物质 Ca(HCO3)2 CaCO3 NH4HCO3(NH4)2SO4 溶解度(g)16.6 1.510-3 21 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 酸 铵 晶 体,写 出 该 反 应 的 化 学 方 程式:

4、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 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 Ag2CrO4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)Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO42(aq)2x x (2x)2

5、x=Ksp c(AgCl)c(Ag2CrO4)在 0.010 molL-1 AgNO3溶液中，c(Ag+)=0.010 molL-1 AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)溶解平衡时：0.010 x x(0.010 x)x1.81010 x 很小，0.010 x 0.010 x1.8108(molL1)c(AgCl)=1.8108(molL1)Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO24(aq)溶解平衡时：0.010 x x (0.0102x)2x1.11012 x 很小，0.0102x0.010 x1.1108(molL1)c(Ag2CrO4)1.110-8(molL1)c(AgCl)c(A

6、g2CrO4)二 考查沉淀溶解平衡中的溶度积规则 例4将等体积的410-3mo1L-1的AgNO3和410-3mo1L 1 K2CrO4混合，有无Ag2CrO4沉淀产生?已知KSP(Ag2CrO4)1.1210-12。解：等体积混合后,浓度为原来的一半。c(Ag+)=210-3molL-1;c(CrO4 2-)210-3mol L-1 Qic2(Ag+)c(CrO4 2-)(2l0-3)22l0-3 8l0-9KSP(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 Ksp1.810

7、10）()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/LNa2CO3溶液 50mL 0.01mol/L 氯化钡溶液 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1.0710-5molL-1，BaSO4在0.010molL-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0.01

8、0molL-1 Na2SO4溶液中的溶解度为xmolL-1，则溶解平衡时：BaSO4(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)=1.0710-10 因为溶解度x很小，所以 0.010+x0.010 0.010 x=1.0710-10 所以 x=1.0710-8(molL-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(

9、OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH(aq)，在常温下 Ksp=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 C4 D5【答案】D【解析】由溶度积的公式有，Ksp=c(Cu2+)c2(OH)=21020，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Fe

10、3+杂质的目的?KSP Co(OH)2=1.09l 0-15，KSPFe(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-(-log1.3810-11)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 pH=14-(-log3.3010-8)6.50 所以应将PH值控制在3.146.5之间才能保证除去F

11、e3+，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 7090C 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 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（

12、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 CrO42，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

13、衡状态的是 。aCr2O72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)3的溶度积 Ksp=c(Cr3+)c3(OH)=11032，要使 c(Cr3+)降至 105 molL1，溶液1136393331038.1101064.2)(FespFe(OH)(OHcKc的 pH 应调至 。方法 2：电解法 该法用 Fe 做电极电解含 Cr2O7

14、2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（4）5（5）阳极反应为 Fe 一 2e=Fe2+，提供还原剂 Fe2+（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。