難溶電解質的溶解平衡 第20講 考綱導視 基礎反饋 判斷正誤 正確的畫 錯誤的畫 1 Ksp AB2 小于Ksp CD 則AB2的溶解度小于CD的溶解 度 2 不可能使要除去的離子全部通過沉淀除去 一般認為殘留在溶液中的離子濃度小于1 0 10 5mol L 1時 沉淀已經完 全 3 在一定條件下 溶解度較小的沉淀也可以轉化成溶解度 較大的沉淀 4 常溫下 向BaCO3飽和溶液中加入Na2CO3固體 BaCO3 的Ksp減小 5 溶度積常數Ksp只受溫度影響 溫度升高Ksp增大 6 常溫下 向Mg OH 2飽和溶液中加入NaOH固體 Mg OH 2的Ksp不變 7 溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀轉化 所以ZnS 沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀 8 驗證Fe OH 3的溶解度小于Mg OH 2 可將FeCl3溶液加入Mg OH 2懸濁液中 振蕩 可觀察到沉淀由白色變?yōu)榧t褐 色 9 25 時Cu OH 2在水中的溶解度大于其在Cu NO3 2溶 液中的溶解度 10 CaCO3難溶于稀硫酸 也難溶于醋酸 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 考點一 沉淀溶解平衡及溶度積常數 知識梳理 一 溶解平衡的概念與特點 1 溶解平衡的定義 沉淀溶解 沉淀生成 在一定溫度下 某難溶電解質溶液中 當 的速率等于 的速率時 建立了一個固體與溶液中離子之間的動態(tài)平衡 叫做沉淀溶解平衡 2 溶解平衡的建立 固體溶質 溶液中的溶質 固體溶解 溶解平衡 析出晶體 v 溶解 v 結晶 過程v 溶解 v 結晶 v 溶解 v 結晶 3 溶解平衡的特點 等 動 定 變 1 逆 固體溶解和沉淀過程是可逆的 2 v 溶解 v 沉淀 3 動態(tài)平衡 溶解的速率和沉淀的速率相等且不為0 4 達到平衡時 溶液中離子濃度保持不變 5 當改變外界條件時 溶解平衡將發(fā)生移動 達到新的平衡 4 影響沉淀溶解平衡的因素 1 內因 難溶電解質本身的性質 這是決定因素 2 外因 以AgCl s Ag aq Cl aq H 0為例 正向 增大 增大 增大 正向 減小 減小 不變 逆向 增大 減小 不變 逆向 減小 增大 不變 正向 減小 增大 不變 5 電解質在水中的溶解度 20 時 電解質在水中的溶解度 S 與溶解性存在如下關 系 0 01 1 1 10 10 0 01 二 用溶度積概念理解溶解平衡 1 溶度積常數 cm An cn Bm 1 表達式 對于溶解平衡 AmBn s aq Ksp mAn aq nBm 2 意義 反映了物質在水中的 能力 溫度 3 影響因素 溶度積常數只與難溶電解質的性質和 有關 而與沉淀的量和溶液中的離子濃度無關 溶解 2 溶度積規(guī)則 難溶電解質溶液中有關離子濃度冪的乘積稱為離子積 符 號為Qc Qc Ksp Qc Ksp Qc Ksp 1 溶液過飽和 有沉淀析出 2 溶液飽和 處于溶解平衡狀態(tài) 3 溶液未飽和 沉淀溶解 考點集訓 例1 下列有關敘述中 正確的是 答案 B 為0 1mol L 1MgCl2和FeCl3混合液中逐滴加入氨水 先生成沉 例2 2015年全國模擬組合 1 已知25 Ksp Mg OH 2 1 8 10 11 Ksp Fe OH 3 2 6 10 39 在25 下 向濃度均 淀 填化學式 生成沉淀的離子方程式為 2 氮的氫化物NH3 N2H4等在工農業(yè)生產 航空航天等領域有廣泛應用 已知25 時 幾種難溶電解質的溶度積如下表所示 思路指導 用Ksp判斷產生沉淀的先后順序 Ksp越小 沉淀越易析出 思路指導 從文字中提取數據信息 將有關離子濃度代入Ksp表達式進行計算 易錯警示 計算氫氧化物沉淀的Ksp需要用到的是c OH 而pH換 算出來的是c H 切記要通過Kw換算成c OH 例4 某溫度下 Fe OH 3 s Mg OH 2 s 分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后 溶液中金屬陽離子的濃度與溶液pH的關系如下圖 請根據下圖分析 1 該溫度下 溶度積常數的關系為 Ksp Fe OH 3 Ksp Mg OH 2 填 或 2 如果在新生成的Mg OH 2濁液中滴入足量的FeCl3溶液 振蕩后 白色沉淀會全部轉化為紅褐色沉淀 原因是 答案 1 2 Mg OH 2濁液中存在沉淀溶解平衡 Mg OH 2 s Mg2 aq 2OH aq 滴入足量的FeCl3溶液 c Fe3 c3 OH Ksp Fe OH 3 Fe3 與OH 生成更難溶的Fe OH 3 使Mg OH 2濁液沉淀溶解平衡向右移動 Mg OH 2濁液轉化為Fe OH 3沉淀 考點二 沉淀溶解平衡的應用 知識梳理 1 調節(jié)pH法 如除去NH4Cl溶液中的FeCl3雜質 可加入氨水調節(jié)pH至7 8 離子方程式為 2 沉淀劑法 如用H2S沉淀Cu2 離子方程式為 Fe3 3NH3 H2O H2S Cu2 CuS 2H 1 沉淀的生成 2 沉淀的溶解 1 酸溶解法 如CaCO3溶于鹽酸 離子方程式為 2 鹽溶液溶解法 如Mg OH 2溶于NH4Cl溶液 離子方程式為 3 氧化還原溶解法 如不溶于鹽酸的硫化物Ag2S溶于稀 HNO3 4 配位溶解法 如AgCl溶于氨水 離子方程式為 AgCl 2NH3 H2O Ag NH3 2 Cl 2H2O CaCO3 2H Ca2 H2O CO2 Mg OH 2 2NH4 Mg2 2NH3 H2O 3 沉淀的轉化 1 實質 沉淀溶解平衡的移動 沉淀的溶解度差別越大 越 容易轉化 2 應用 如鍋爐除垢 將CaSO4轉化為CaCO3 離子方程式為 礦物轉化 用飽和Na2CO3處理重晶石 BaSO4 制備可溶性鋇鹽 離子方程式為 BaCO3 2H Ba2 H2O CO2 考點集訓 例5 2015年全國模擬題組合 1 已知298K時 Ksp PbCO3 1 46 10 13 Ksp PbSO4 1 82 10 8 用離子方程式表示PbSO4懸濁液加入碳酸鈉溶液的作用 2 工業(yè)上利用含有一定濃度的I2和CuSO4溶液的工業(yè)廢水制備飼料添加劑Ca IO3 2 在還原過程伴隨有CuI沉淀生成 寫出CuI懸濁液加入Na2S的離子反應方程式 易錯警示 沉淀轉化方程式的連接符號用 沉淀標明狀態(tài) s 離 子用 aq 例6 2015年湖北荊州模擬 下述實驗設計能夠達到目的的 是 解析 AgCl轉化為AgI 說明Ksp前者大于后者 A項正確 Cu粉也能溶于稀硝酸 B項錯誤 若溶液中已存在Fe3 則后加KSCN溶液變紅無法證明是存在的Fe2 被氧化為Fe3 C項錯誤 證明H2CO3酸性比H2SiO3強 應在溶液中進行 Na2CO3和SiO2在高溫下熔融反應是利用物質的穩(wěn)定性 D項錯誤 答案 A 規(guī)律總結 沉淀轉化的實質就是溶解平衡向生成溶解度更小 Ksp更小 的沉淀方向移動 兩種沉淀的溶解度 Ksp 差別越大 沉淀轉化越容易 例如 AgNO3 AgCl 白色 AgBr 淡黃色 AgI 黃 色 Ag2S 黑色 AgNO3溶液和0 1mol L 1NaCl溶 例7 實驗 0 1mol L 1 液等體積混合得到濁液a 過濾得到濾液b和白色沉淀c 向濾液b中滴加0 1mol L 1KI溶液 出現(xiàn)渾濁 向沉淀c中滴加0 1mol L 1KI溶液 沉淀變?yōu)辄S色 Ag aq Cl aq A 濁液a中存在沉淀溶解平衡 AgCl s B 濾液b中不含有Ag C 中顏色變化說明AgCl轉化為AgID 實驗可以證明AgI比AgCl更難溶 答案 B 例8 2015年云南昭通模擬 已知 25 時 Ksp Mg OH 2 5 61 10 12 Ksp MgF2 7 42 10 11 下列說法正確的是 A 25 時 飽和Mg OH 2溶液與飽和MgF2溶液相比 前者的c Mg2 大B 25 時 Mg OH 2的懸濁液加入少量的NH4Cl固體 c Mg2 增大C 25 時 Mg OH 2固體在20mL0 01mol L 1氨水中的Ksp比在20mL0 01mol L 1NH4Cl溶液中的Ksp小D 25 時 在Mg OH 2的懸濁液中加入NaF溶液后 Mg OH 2不可能轉化成為MgF2 答案 B 實驗探究 利用溶解平衡制備 分離物質 近年高考中常在非選擇題部分考查沉淀溶解平衡知識 利用溶解平衡制備 分離物質 這里主要講述兩種類型問題 1 利用元素在不同pH范圍內的不同存在形式進行分離 提純 制備物質 這種類型的考題主要是利用兩性氫氧化物在不同pH范圍內存在形式的不同 進行分離 提純和制備 2 利用難溶物的溶解性相對難易進行分離 這種類型的考題主要是利用Ksp的相對大小 判斷難溶物的溶解性的相對難易 控制pH實現(xiàn)逐步分離或者相互轉化 如Fe OH 3完全沉淀時溶液的pH為3 2 而Cu OH 2完全沉淀時溶液的pH為6 7 那么Fe OH 3比Cu OH 2更難溶 調節(jié)pH在5左右可使Fe OH 3完全沉淀 而Cu OH 2不沉淀 達到分離除雜等目的 典例 工業(yè)上以軟錳礦為原料 利用燒結煙氣中的SO2制備 MnSO4 H2O的流程如下 回答下列問題 1 酸浸時SO2將MnO2還原為MnSO4 其離子方程式為 酸浸時SO2的吸收率與pH和溫度的關系如圖1 為提高SO2的吸收率 酸浸適宜的條件是 圖1圖2 SO2的吸收率與pH的關系SO2的吸收率與溫度的關系 mol L 1時認為已經完 2 濾渣B的主要成分是 3 加入MnS的目的是 4 操作 的步驟為 過濾 洗滌 干燥 5 已知金屬離子濃度小于1 0 10 5 全沉淀 根據表格數據 計算25 時Zn OH 2溶度積Ksp為 不需寫出計算過程 計算結果保留兩位有效數字 1 某含鉻廢水處理的主要流程如下所示 初沉降池中加入明礬作沉降劑 其作用的原理是 用離子方程 式表示 請補充并配平以下反應池中發(fā)生主要反應的離子方程式