沉淀溶解平衡

高中化学选择性必修1人教版第四节沉淀溶解平衡1知道沉淀溶解平衡的概念及其影响因素。2明确溶度积和离子积的关系,学会判断溶液中难溶电解质的沉淀或溶解情况。3能用平衡移动原理解释沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质。4学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的问题。

1溶解平衡状态在一定温度下,固体溶质在水中形成饱和溶液时,溶液中溶质质量保持不变的状态,

该状态下,固体溶质溶解的速率和溶液中离子结合生成沉淀的速率相等,但溶解和

沉淀仍在进行。1|沉淀溶解平衡 2沉淀溶解平衡1概念在一定温度下,当沉淀和溶解速率相等时,即建立了动态平衡,人们把这种平衡称为

沉淀溶解平衡。如AgCl溶于水的沉淀溶解平衡表示为①AgCls Agaq

Cl-aq

。2特征

3沉淀溶解平衡的移动固体物质的沉淀溶解平衡是可逆过程:固体物质 溶液中的溶质。1v溶解⑤>

v沉淀固体溶解2v溶解⑥=

v沉淀沉淀溶解平衡3v溶解⑦<

v沉淀析出沉淀4生成难溶电解质的离子反应的限度125℃时,溶解性与溶解度的关系2反应完全的标志一般情况下,化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于⑧1×10-5

mol·L-1时,

生成沉淀的反应就进行完全了。5溶度积常数以AmBns mAnaqnBm-aq为例:

溶度积离子积概念沉淀溶解平衡的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQ表达式Ksp=cm(An+)·cn(Bm-),式中的浓度都

是平衡浓度Q=cm(An+)·cn(Bm-),式中的浓度是

任意时刻的浓度应用判断在一定条件下沉淀生成或溶解①Q>Ksp:溶液中有沉淀析出②Q=Ksp:沉淀溶解平衡状态③Q<Ksp:溶液中无沉淀析出

1沉淀的生成1调节pH法工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,将含杂质的氯化铵溶解于水,再加入氨水调节pH

至7~8,可使Fe3生成FeOH3沉淀而除去。反应的离子方程式为⑨Fe33NH3·H2O

 FeOH3↓3N 

。2加沉淀剂法以Na2S、H2S等作沉淀剂,使Cu2、Hg2等金属阳离子生成极难溶的硫化物CuS、

HgS等沉淀而除去。离子方程式为Cu2S2- CuS↓、Cu2H2S CuS↓2H、Hg2S2- HgS↓和Hg2H2S HgS↓2H。2沉淀的溶解1原理:根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,只要不断移去平衡体系中的

相应离子,平衡就向沉淀溶解的方向移动,从而使沉淀溶解。2|沉淀溶解平衡的应用2溶解沉淀的试剂a用⑩强酸

溶解:例如,用盐酸溶解CaCO3、FeS、AlOH3、CuOH2等难溶电

解质。b用某些盐溶液溶解:例如,MgOH2沉淀可溶于NH4Cl溶液,化学方程式为 MgOH22NH4Cl MgCl22NH3·H2O

。3沉淀的转化1沉淀转化实验a难溶性银盐之间的转化实验步骤

各步反应的离子方程式①Ag++Cl-

AgCl↓②AgCl(s)+I-(aq)

AgI(s)+Cl-(aq)③2AgI(s)+S2-(aq)

Ag2S(s)+2I-(aq)实验结论溶解度小的沉淀可转化为溶解度更小的沉淀2溶液 产生白色沉淀 白色沉淀逐渐转化为红褐色沉淀2沉淀转化的实质实质是沉淀溶解平衡的移动。一般来说,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉

淀。两者的溶解度差别越大,沉淀越容易转化。3沉淀转化的应用a锅炉除水垢水垢中的CaSO4s CaCO3s Ca2aq反应的化学方程式如下:CaSO4Na2CO3 Na2SO4CaCO3CaCO32HCl CaCl2H2OCO2↑b自然界中矿物的转化原生铜的硫化物 CuSO4溶液 铜蓝CuS反应的化学方程式如下:CuSO4nS CuSnSO4CuSO4PbS CuSPbSO4 判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。1溴酸银AgBrO3的溶解度随温度升高逐渐增大,所以AgBrO3的溶解是放热过程

✕s AgaqCl-aq和AgCl AgCl-所表示的意义相同 

✕3石灰乳中存在下列平衡:CaOH2s Ca2aq2OH-aq,加入少量CaCl2溶液,溶度积常数变大 

✕2溶液,则S 沉淀完全,溶液中只含Ba2、Na和Cl-,不含S  

✕提示:因为溶液中存在硫酸钡的沉淀溶解平衡,所以溶液中仍含有少量S 。2的废水常用MnSs作沉淀剂,其反应原理为Cu2aqMnSs CuSsMn2aq,该反应达到平衡时,cCu2=cMn2 

✕提示:反应达到平衡时,cCu2和cMn2不再变化,但不一定相等。4沉淀时,为了减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀硫酸来洗涤 √提示:稀硫酸中的S 能抑制BaSO4的溶解,可以减少BaSO4的损耗。

实例1利用-射线对钡的穿透能力较差的特性,医学上在进行消化系统的-射

线透视时,常使用BaSO4做内服造影剂,这种技术俗称钡餐透视。由于Ba2有剧毒,

故水溶性钡盐不能用作钡餐。BaCO3和BaSO4的沉淀溶解平衡分别为:BaCO3s Ba2aqC aq

sp=26×10-9BaSO4s Ba2aqS aq

sp=11×10-10

1|沉淀溶解平衡的应用实例2Ba2有剧毒,如果误食可溶性钡盐会导致钡中毒。

中毒者应尽快用50%的Na2SO4溶液洗胃,随后导泻使钡盐尽快排出。Na2SO4溶液

进入胃后,S 可与Ba2结合生成BaSO4沉淀而解毒。问题4、BaCO3都难溶于水,而且二者的溶解度相差不大,医学

上能用BaCO3作钡餐吗为什么提示:不能。胃酸的酸性很强,如果用BaCO3作钡餐,BaCO3入胃后,胃酸可与BaCO3

电离出的C 反应生成二氧化碳和水,使C 的浓度降低,Q<sp,此时BaCO3的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,使Ba2浓度增大而导致人体中毒,因此不能用碳酸钡

作钡餐。2误食可溶性钡盐如BaCl2等,会导致钡中毒。中毒者应尽快用50%的Na2SO4溶液

洗胃的原因是什么提示:钡中毒后,用50%的Na2SO4溶液洗胃,S 与Ba2结合生成BaSO4沉淀,可缓解Ba2对人体的毒害。3已知不同金属离子在溶液中完全沉淀时,溶液的pH不同。根据信息分析除去CuCl2溶液中的FeCl3应选什么试剂原理是什么提示:因FeCl3发生水解反应:Fe33H2O FeOH33H,故可选择CuO或CuCO3,消耗Fe3水解生成的H,调节溶液pH于37~44之间,从而使Fe3完全以FeOH3形式沉

淀出来,再过滤除去FeOH3及过量的CuO或CuCO3。溶液中被沉淀的离子Fe3+Cu2+生成氢氧化物沉淀时溶液的pH≥3.7≥4.4 沉淀的生成与溶解1沉淀的生成和溶解这两个方向相反的过程相互转化的条件是离子浓度,控制离

子浓度,可以使反应向我们需要的方向转化。2利用生成沉淀除去某种离子,首先要使生成沉淀的反应能够发生,其次沉淀生成

的反应进行得越完全越好。3根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去溶解平衡

体系中的相应离子,使平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。如常用强

酸溶解CaCO3、FeS、AlOH3、CuOH2等难溶电解质。

向锅炉中注入Na2CO3溶液,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸除去,下

列叙述中正确的是 DA温度升高,Na2CO3溶液的W和cH均会增大3,说明spCaCO3>spCaSO44不溶,是因为硫酸酸性强于盐酸 aqCaSO4s CaCO3sS aq思路点拨解答本题的关键是理解W、sp的意义,会分析W、sp的影响因素。解析

温度升高,水的电离平衡正向移动,W增大;温度升高,促进Na2CO3的水解,使

溶液中cOH-增大,cH减小,A项错误。spCaCO3<spCaSO4,B项错误。CaCO3

与盐酸反应生成可溶性的氯化钙、水和二氧化碳,CaSO4与盐酸不满足复分解反应

发生的条件,与酸性强弱无关,C项错误。硫酸钙转化为较疏松且溶解度更小的碳

酸钙的离子方程式为CaSO4sC aq CaCO3sS aq,D项正确。2|溶度积常数的计算及其应用 溶度积常数计算的三种常见设问方式1已知溶度积,求溶液中的某种离子的浓度,如sol·L-1。2已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中的另一种离子的浓度,如某温度下

AgCl的sol·L-1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后cAg=

10amol·L-1。3计算反应的平衡常数,如对于反应Cu2aqnSs CuSsn2aq,spnS=cn2·cS2-,spCuS=cCu2·cS2-,该反应的平衡常数= = 。 沉淀溶解平衡图像的分析1明确图像中纵、横坐标的含义纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度,有时候是离子浓度的负对

数。2理解图像中线上点、线外点的含义①以氯化银为例,在如图所示的沉淀溶解平衡图像中,曲线上任意一点都达到了沉

淀溶解平衡状态,此时Q=sp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离

子的浓度都只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外。②曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时Q>sp。③曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Q<sp。

3抓住sp的特点,结合选项分析判断①溶液在蒸发时,溶质离子浓度的变化有两种情况:原溶液不饱和时,溶质离子浓度

都增大;原溶液饱和时,溶质离子浓度都不变。②对于同一难溶电解质来说,溶度积常数只与温度有关,与溶液中溶质的离子浓度

无关。

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sp=4×10-10,下列说法不正确的是 B

℃时,AgBr的sp为49×10-13固体,可使溶液由c点变到b点Ct℃时,图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液℃时,AgClsBr-aq AgBrsCl-aq的平衡