3.3沉淀溶解平衡课件上学期高二化学选择性必修1

(1)概念:在一定条件下,当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时,沉淀溶解的速率与沉淀生成

的速率相等,固体的量和离子浓度不再变化的状态,称为沉淀溶解平衡。(2)表示方法:如PbI2的沉淀溶解平衡可表示为PbI2(s)

Pb2+(aq)+2I-(aq)。(3)沉淀溶解平衡的特征a.“动”——动态平衡。b.“等”——v溶解=v沉淀≠0。c.“定”——达到平衡时,溶液中离子的浓度保持不变。沉淀溶解平衡1.沉淀溶解平衡与溶度积d.“变”——当改变影响平衡的条件时,沉淀溶解平衡将发生移动,直至建立新的平衡。(1)定义:沉淀溶解平衡的平衡常数叫溶度积常数或溶度积,通常用符号Ksp来表示。(2)表达式:当难溶电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时,存在沉淀溶解平衡:AmBn(s)

mAn+(aq)+nBm-(aq),其溶度积的表达式为Ksp=

(An+)·

(Bm-)。(3)影响因素:Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与溶液中离子的浓度和沉淀的量无关。(4)意义:溶度积(Ksp)反映了难溶电解质在水中的溶解能力。通常,对于相同类型的难溶电解

质,Ksp越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强。如:Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),则溶解能

力:AgCl>AgBr>AgI。(1)原理通过改变条件使沉淀溶解平衡移动,最终使溶液中的离子转化为沉淀或沉淀转化为溶液中

的离子。(2)应用①利用Ksp判断沉淀的溶解与生成2.

沉淀溶解平衡的应用

②利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。③用来解释某些自然现象。如溶洞中石笋、钟乳石的形成,所涉及的化学反应为CaCO3+

CO2+H2O

Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2

CaCO3↓+H2O+CO2↑。(1)沉淀转化的实质沉淀转化的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

沉淀容易实现。两者的溶解度差别越大,沉淀越容易转化。(2)沉淀转化的应用①锅炉除水垢水垢中的CaSO4(s)

CaCO3(s)

Ca2+(aq)。有关化学方程式:CaSO4+Na2CO3

CaCO3+Na2SO4、CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑。②工业废水处理工业废水处理过程中,可利用沉淀转化原理用FeS、MnS等难溶物作为沉淀剂将重金属离

子如Hg2+、Ag+、Pb2+转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。例如,用FeS除去Hg2+的总反应为FeS(s)+Hg2+(aq)

HgS(s)+Fe2+(aq)。1.溶解度小的沉淀易转化为溶解度更小的沉淀,而溶解度较小的沉淀不能转化为溶解度较

大的沉淀。这种说法正确吗?提示溶解度较小的沉淀可以转化为溶解度较大的沉淀,当两种沉淀的Ksp差别不大时

可以实现。

2.Ksp越大的难溶电解质在水中的溶解程度越高。这种说法正确吗?提示对于相同类型的难溶电解质,一般Ksp越大,难溶电解质在水中的溶解程度越高,对

于不同类型的难溶电解质,Ksp不能直接作为比较依据。3.加热时,沉淀溶解平衡一定向沉淀溶解的方向移动。这种说法正确吗?提示升高温度,沉淀溶解平衡向吸热反应方向移动,但有些沉淀溶解时放热。知识辨析()✕()✕()✕4.当溶液中阴、阳离子浓度相等时,沉淀溶解达到平衡状态。这种说法正确吗?提示溶液中阴、阳离子浓度相等时,沉淀溶解不一定达到平衡状态。

5.Mg(OH)2固体在溶液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)

Mg2+(aq)+2OH-(aq),Mg(OH)2固体可溶于NH4Cl溶液。这种说法正确吗?提示N

+OH-

NH3·H2O,OH-浓度减小,Mg(OH)2的沉淀溶解平衡右移。

()√()✕难溶电解质的沉淀溶解平衡是可逆过程:难溶电解质

溶液中的溶质。(1)内因影响沉淀溶解平衡的主要因素是难溶电解质本身的性质。1.沉淀溶解平衡及其影响因素(2)外因影响因素平衡移动方向Ksp变化温度升高温度向吸热方向移动,多数

为溶解方向多数增大降低温度向放热方向移动,多数

为生成沉淀方向多数减小加水向溶解方向移动不变加入相同离子向生成沉淀方向移动不变加入与体系中离子发生反应的离子向溶解方向移动不变入冬以后,许多果树、林木的树干都要涂上一层白白的东西,称为“涂白”。这层

“涂白”是将足量的熟石灰放入蒸馏水中制得的。把足量熟石灰放入蒸馏水中,一段时间

后达到平衡:Ca(OH)2(s)

Ca2+(aq)+2OH-(aq)。下列叙述正确的是

(

)A.给溶液加热,溶液的pH升高B.恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高2CO3溶液,Ca(OH)2固体增多D.向溶液中加入少量的NaOH固体,Ca(OH)2固体增多典例D解析

A项,给溶液加热,Ca(OH)2溶解度减小,平衡逆向移动,c(OH-)减小,pH减小,错误;B项,

恒温下向溶液中加入CaO,发生反应CaO+H2O

Ca(OH)2,由于温度不变,Ca(OH)2溶解度不变,仍为饱和溶液,c(OH-)不变,因此pH不变,错误;C项,向溶液中加入Na2CO3溶液,C

+Ca2+

CaCO3↓,平衡正向移动,Ca(OH)2固体减少,错误;D项,向溶液中加入少量的NaOH固体,c(OH-)增大,平衡逆向移动,因此Ca(OH)2固体增多,正确。1.已知溶度积,求溶液中的某种离子的浓度如Ksp(AgCl)=amol2·L-2的饱和AgCl溶液中,c平(Ag+)=

mol·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Ksp=amol2·L-2,在0.1mol·L-1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平

衡后c平(Ag+)=10amol·L-1。如对于反应Cu2+(aq)+ZnS(s)

CuS(s)+Zn2+(aq),Ksp(ZnS)=c平(Zn2+)·c平(S2-),Ksp(CuS)=c平(Cu2+)·c平(S2-),该反应的平衡常数K=

=

。2.

溶度积计算的常见设问方式已知某温度下,Ksp(BaSO4×10-10mol2·L-2,Ksp(BaCO3×10-9mol2·L-2。下列说法中不正确的是

(

)4的溶解度比BaCO3小,所以BaCO3可以转化为BaSO43、BaSO4均难溶于水,所以都可以作钡餐试剂2CO3溶液中加入BaCl2和Na2SO4,当两种沉淀共存时,

×10-2D.常温下,BaCO3若要在Na2SO4溶液中转化为BaSO4,则Na2SO4×10-6mol·L-1

典例B解析相同类型的沉淀,溶度积较大的沉淀易转化为溶度积较小的沉淀,A项正确;碳酸钡能

溶于胃酸生成钡离子,引起重金属中毒,B项错误;向Na2CO3溶液中加入BaCl2和Na2SO4,当两

种沉淀共存时

=

=

×10-2,C项正确;在碳酸钡溶液中,c(Ba2+)=

=

mol·L-1=5×10-5mol·L-1,则常温下BaCO3在Na2SO4溶液中开始转化为BaSO4时,c(S

)=

=

×10-6mol·L-1,D项正确。(1)酸、碱溶解法加入酸或碱,使其与平衡体系中的相应离子反应,降低离子浓度,使平衡向沉淀溶解的方向

移动。(2)氧化还原溶解法加入氧化剂或还原剂,通过发生氧化还原反应使难溶物的某个离子浓度降低,使平衡向沉淀

溶解的方向移动,本法适用于具有较强氧化性或还原性的难溶物质。(3)盐溶液溶解法利用某些盐溶液溶解沉淀。如将Mg(OH)2沉淀加入NH4Cl溶液中,平衡向沉淀溶解的方向

移动。3.沉淀溶解与生成的方法(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Fe(OH)3沉淀而除去。反应的离子方程式为Fe3++3NH3·H2O

Fe(OH)3↓+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CuS、HgS等沉淀而除

去。离子方程式为Cu2++S2-

CuS↓、Cu2++H2S

CuS↓+2H+、Hg2++S2-

HgS↓和Hg2++H2S

HgS↓+2H+。名师点拨

(1)对于沉淀的生成和溶解这两个方向相反的过程,改变离子浓度,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需考虑两点:首先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。为研究沉淀的生成及转化,某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是

(

)A.①中浊液中存在平衡:AgSCN(s)

Ag+(aq)+SCN-(aq)B.②中颜色变化说明上层清液中含有SCN-C.③中颜色变化说明有AgI生成D.该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶典例D思路点拨注意该实验中反应物用量,硝酸银溶液过量,不能证明发生了沉淀的转化。解析①中产生AgSCN白色沉淀,存在沉淀溶解平衡:AgSCN(s)

Ag+(aq)+SCN-(aq),故A正确;取上层清液,加入Fe3+,溶液变为血红色,说明溶液中含有SCN-,故B正确;③中产生黄色

沉淀,说明有AgI产生,故C正确;①中反应Ag+有剩余,加入KI溶液,剩余的Ag+与I-反应,有黄色

沉淀析出,不能证明AgI比AgSCN更难溶,故D错误。以BaSO4沉淀溶解平衡曲线为例。

4.沉淀溶解平衡的有关图像(1)a、c点在曲线上,表示该条件下达到沉淀溶解平衡,可利用曲线上的点(如a、c点)的坐标来计算Ksp(BaSO4)。(2)b点在曲线的上方,表示过饱和溶液,c(Ba2+)·c(S

)>Ksp,有沉淀生成。(3)d点在曲线的下方,表示不饱和溶液,c(Ba2+)·c(S

)<Ksp,还能继续溶解BaSO4。pC图像是将溶液中某一微粒浓度或某些微粒浓度的比值取负对数,如pC=-lgc(A),图像中c

(A)越大,则pC越小。三种沉淀的溶解平衡曲线如图所示,pM为阳离子浓度的负对数,pR为

阴离子浓度的负对数。

(1)直线AB上的点:c(M2+)=c(R2-)。(2)溶度积:Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3)>Ksp(MnCO3)。(3)X点处对应的CaCO3溶液是过饱和溶液,会析出沉淀,对应的CaSO4溶液是不饱和溶液,若加入CaSO4,能继续溶解CaSO4。(4)Y点与A点的Ksp相等,等于10-5mol2·L-2;Z点与C点的Ksp相等,等于10mol2·L-2。一定温度下,三种碳酸盐MCO3(M2+为Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:p(M2+)=-lgc(M2+),p(C

)=-lgc(C

)。下列说法正确的是

(

)3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大3的饱和溶液,且c(Mn2+)=c(C

)3的饱和溶液,且c(Ca2+)<c(C

)3的不饱和溶液,且c(Mg2+)>c(C

)典例B思路点拨曲线上的点是该条件下达到沉淀溶解平衡的点,线上方或线下方的点的含义需

要根据纵、横坐标的含义判断。解析p(M2+)相等时,p(C

)越大,c(C

)