第四节沉淀溶解平衡学案超好好.docx
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第四节沉淀溶解平衡学案超好好
第四节沉淀溶解平衡
【知识要点】
1.理解难溶电解质的溶解平衡。
2.理解溶度积,及溶度积规则。
3.理解影响难溶电解质的溶解平衡移动的因素。
4.利用平衡移动的知识分析沉淀的生成、溶解及转化
一、难溶电解质的溶解平衡:
1.定义:
在一定温度下,难溶电解质溶液中,当________与________的速率相等时,建立
了固体与溶液中离子之间的动态平衡,叫做沉淀溶解平衡。
AgCl(s)
_________________________
2、溶解平衡的特征:
溶解平衡符合一般的化学平衡,是动态平衡,当条件改变时,平衡会发生改变。
3.影响溶解平衡的因素:
(1)内因:
____________________________
习惯上将溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质,对于常量的化学反应来说,化学上通常认为
残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时,沉淀达到完全。
[注意]
①绝对不溶的电解质是没有的。
②同是难溶电解质,溶解度差别也很大。
③易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。
(2)外因:
讨论:
往含AgCl固体的饱和溶液中作如下改变,平衡如何移动,AgCl的溶解度如何变化?
A、升高温度
B、加水
C、加入AgNO3
D、加入NaCl
小结:
①浓度:
加水,平衡向__________方向移动。
②温度:
升温,多数平衡向___________方向移动。
③同离子效应:
遵循平衡移动原理。
例1、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是()
A、反应开始时,溶液中各离子浓度相等。
B、沉淀溶解平衡达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等
C、沉淀溶解平衡达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变。
D、沉淀溶解平衡达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解。
2、在含AgCl固体的饱和溶液中,分别加入下列物质,对AgCl的溶解度有什么影响,并解释之。
(1)盐酸:
。
(2)AgNO3:
。
(3)氨水:
。
3、下列说法中正确的是()
A、物质的溶解性为难溶,则该物质不溶于水
B、不溶于水的物质溶解度为0
C、绝对不溶解的物质是不存在的
D、某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度为零
二.容度积(Ksp):
1.概念:
在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂之乘积为一常数,称为溶度积常
数,简称溶度积。
用符号Ksp表示。
溶度积的大小取决于难溶电解质的本性。
Ksp只与温度有关,大多数物质的Ksp随温度的升高而升稍
微增大。
对于MmAn型电解质来说,沉淀溶解平衡:
(平衡时)
MmAn(s)
mMn+(aq)+nAm—(aq)
溶度积的公式是:
Ksp=___________________________
2.溶度积和溶解度的关系:
(1)对同类型的微溶电解质,如AgCl,AgBr,AgI,BaSO4,CaCO3等,在相同温度下,
Ksp越大,溶解度就越________;Ksp越小,溶解度就越________。
(2)对于不同类型的微溶电解质,溶度积小的,溶解度不一定小。
如:
Mg(OH)2的溶度积(Ksp=1.8×10-11)比CaCO3的溶度积(Ksp=2.8×10-9)小,但Mg(OH)2的
溶解度(2.6×10-4mol·L-1)却比CaCO3的溶解度(5.29×10-5mol·L-1)大。
因此,从Ksp大小比较溶解度大小时,只有在同类型的电解质之间才能直接比较。
3.溶度积规则,可以判断溶液中沉淀的生成和溶解。
(1)Qc=Ksp此时难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态,溶液是__________溶液。
(2)Qc>Ksp溶液中将____________,直到溶液中的Qc=Ksp为止。
(3)Qc<Ksp溶液为_____________溶液,将足量的难溶电解质固体放入此溶液中,固体将
溶解,直到溶液中Qc=Ksp时,溶液达到饱和。
例1、写出下列难溶电解质的溶度积表达式。
Mg(OH)2AgBr
Ca3(PO4)2Ag2S
2、下列说法正确的是()
A.难溶电解质的溶度积越小,溶解度越大B.可以通过沉淀反应使杂质离子完全沉淀
C.难溶电解质的溶解平衡是一种动态平衡D.一定浓度的NH4Cl溶液可以溶解Mg(OH)2
3、在100mL0.01mol/LKCl溶液中,加入1mL0.01mol/L100mL0.01mol/LAgNO3溶液,下列说
法正确的是(AgClKSP=1.8×10-10)()
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
4、向含有AgCl(s)的饱和AgCl溶液中加水,下列叙述正确的是()
A.AgCl的溶解度增大B.AgCl的溶解度、Ksp均不变
C.Ksp(AgCl)增大D.AgCl的溶解度、Ksp均增大
5、已知Ksp(Mg(OH)2)=1.810-11,则Mg(OH)2在水中的溶解度为()。
A.2.610-4mol·L-1B.1.710-4mol·L-1
C.4.210-6mol·L-1D.3.210-22mol·L-1
6、(2013新课标)已知Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(Ag2C2O4)=3.410-11,Ksp(Ag2CrO4)=1.110-12,Ksp(AgBr)=5.010-13,在下列难溶银盐饱和溶液中,c(Ag+)最大的是()。
A.AgClB.AgBrC.Ag2CrO4D.Ag2C2O4
7、.已知Ksp(PbI2)=7.110-9,则其饱和溶液中c(I-)为()
A.8.410-5mol·L-1B.1.210-3mol·L-1C.2.410-3mol·L-1D.1.910-3mol·L-1
8.已知Ksp(Mg(OH)2)=1.810-11,则Mg(OH)2在pH=12.00的NaOH溶液中的溶解度为()
A.1.810-7mol·L-1B.1.010-5mol·L-1C.1.010-7mol·L-1D.1.810-9mol·L-1
9.已知Ksp(CaC2O4)=4.010-9,若在c(Ca2+)=0.020mol·L-1的溶液生成CaC2O4沉淀,溶液中的c(C2O42-)最小应为()。
A.4.010-9mol·L-1B.2.010-7mol·L-1
C.2.010-9mol·L-1D.8.010-11mol·L-1
10.在20ml0.0020mol·L-1Na2SO4溶液中加入20ml0.020mol·L-1BaCl2溶液,有无BaSO4沉淀生成?
并判断SO42-离子是否沉淀完全?
(已知BaSO4的Ksp=1.07×10-10)
11.已知Ksp(ZnS)=2.0×10-22,,Ksp(CdS)=8.0×10-27,,在Zn2+和Cd2+两溶液中(浓度相同)分别通H2S至饱和, 离子在酸度较大时生成沉淀,而 离子在酸度较小时生成沉淀。
12、将足量BaCO3分别加入:
30mL水
10mL0.2mol/LNa2CO3溶液
50mL0.01mol/L氯化钡
溶液
100mL0.01mol/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:
_____。
13、难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡。
在常温下,溶液时各离子浓度以它们的系数为次方的乘积
是一个常数,这个常数叫溶度积(Ksp)。
例如,Cu(OH)2
Cu2++2OH-
Ksp=C(Cu2+)·[C(OH-)]2=2×10-20。
溶液里各离子浓度(包括其方次)的乘积大于溶度积时
则出现沉淀;反之则沉淀溶解。
(1)某CuSO4溶液里C(Cu2+)=0.02mol/L,如果要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的PH,使之小于
。
(2)要使0.2mol/LCuSO4溶液中的Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+溶液降低至原来的千分之一),则应向溶
液中加入NaOH溶液,使溶液的PH为 。
三.沉淀反应的应用:
1.沉淀的生成:
对于常量的化学反应来说,化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时,沉淀达
到完全。
2、沉淀的方法:
①调节PH:
如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入________调节pH至7-8,
可使________生成__________沉淀而除去。
②加沉淀剂法:
如:
沉淀Ag+,可用__________作沉淀剂,因为它的溶解度小;使某些金属离子如
Cu2+、Hg2+时,可加入_____________________等作沉淀剂,生成极难溶的硫化物__________
等沉淀。
溶液中沉淀物的溶解度越小,被沉淀离子沉淀越完全,这是分离、除去杂质常用的
方法。
3、生成沉淀来分离或除去某些离子要考虑的因素:
①沉淀剂的选择:
要求除去溶液中的某种离子,又不能影响其他离子的存在,并且由沉淀剂引入溶
液的杂质离子还要便于除去。
②加入适当过量沉淀剂,使沉淀完全,一般过量20%--50%。
例1、为除去MgCl2溶液中的FeCl3,可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是()
A、NaOHB、Na2CO3C、氨水D、MgO
2、为了除去溶液中以离子形态存在的铁杂质,最好生成()。
A.Fe(OH)2B.FeSC.Fe(OH)3D.FeCO3。
3、实验室中,要使溶液AlCl3中的Al3+全部沉淀出来,最适宜选用的试剂是()
A.NaOH溶液B.Ba(OH)2溶液C.盐酸D.氨水
4、除去中NaCl中的FeCl3需加入的试剂是()
A.NaOHB.石灰水C.铜片D.氨水
5、工业上制备纯净的氯化锌时,将含杂质的氯化锌溶于过量盐酸中,为了除去杂质需调节溶液的pH到4,应加入的试剂是()
A.NaOHB.NH3·H2OC.ZnOD.ZnCl2
6、(山东理综,15)某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液
pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。
据图分析,下列判断错误的是( )
A.Ksp[Fe(OH)3] B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点 C.c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)乘积相等 D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和 7.(2009·广东,10)硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线 如下,下列说法正确的是(双选)( ) A.温度一定时,Ksp(SrSO4)随c(SO )的增大而减小 B.三个不同温度中,313K时Ksp(SrSO4)最大 C.283K时,图中a点对应的溶液是不饱和溶液 D.283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液 8.(2008·山东理综,15)某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解 平衡曲线如图所示。 下列说法正确的是( ) A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点 B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点 C.d点无BaSO4沉淀生成 D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp 10.(2010·海南,5)已知: Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.5×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,则下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是( ) A.AgCl>AgI>Ag2CrO4B.AgCl>Ag2CrO4>AgI C.Ag2CrO4>AgCl>AgID.Ag2CrO4>AgI>AgCl 11.在溶液中有浓度均为0.01mol/L的Fe3+、Cr3+、Zn2+、Mg2+等离子,已知: Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39;Ksp[Cr(OH)3]=7.0×10-31 Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17;Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11 当其氢氧化物刚开始沉淀时,下列哪一种离子所需的pH最小( ) A.Fe3+B.Cr3+C.Zn2+D.Mg2+ 2.沉淀的溶解: (1)沉淀溶解的规律: 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____________的方向移动,就可以使沉淀溶解。 (2).沉淀的溶解 1)、酸溶解法 如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为__________________________。 Cu(OH)2溶于稀硫酸,离子方程式为: _______________________。 2)、盐溶液溶解法 如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为: ______________________________。 1加入足量的水 2使沉淀转化为气体 3使沉淀转化为弱电解质 4氧化还原法( )适用于具有明显氧化性或还原性的难溶物 5使沉淀转化为配合物 AgCl Ag++Cl- (AgCl加氨水生成银氨离子可溶) 例1、试用平衡移动原理解释下列事实 (1)FeS不溶于水,但却能溶于稀盐酸中。 ____________________________________________ (2)CaCO3难溶于稀硫酸,但却能溶于醋酸中。 __________________________________________ (3)分别用等体积的蒸馏水和0.010mol/L硫酸洗涤BaSO4沉淀,用水洗涤造成的BaSO4的损失量大于 用稀硫酸洗涤造成的损失量____________________________________________________。 2、把氢氧化钙放入蒸馏水中,一定时间后达到如下平衡: Ca(OH)2(s) Ca2++2OH-加入以下 溶液,可使Ca(OH)2减少的是() A.Na2S溶液B.AlCl3溶液C.NaOH溶液D.CaCl2溶液 3、当Mg(OH)2在水中达到溶解平衡时: Mg(OH)2 Mg2++2OH-要使Mg(OH)2进一步溶解,应向溶液中加少量的固体是() A.NH4ClB.NaOHC.Na2CO3D.干冰 3.沉淀的转化: (1)实质: _____________________________________________。 (2)规律: ①加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子,使平衡向溶解的方向 移动。 ②一般来说,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。 两者的的差距越大,转化越容易。 (注意: 不一定是Ksp比较小的转化成Ksp更小的。 ) 溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀,如在BaSO4的饱和溶液中加 入高浓度的Na2CO3溶液,也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。 (3)应用 ①锅炉除垢: 将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为: _________________________。 ②矿物转化 CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS,离子方程式为: _____________________。 例1、向盛有1mL0.1mol/LMgCl2溶液的试管中滴加1-2滴2mol╱LNaOH溶液,现象是__________________;再滴加2滴0.1mol╱LFeCl3溶液,静置一段时间后,现象是____________________;此过程发生的反应的化学方程式为________________________________________。 2、在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。 在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适氧化剂,使Fe2+ 氧化为Fe3+,下列物质可采用的是______。 A.KMnO4B.H2O2C.Cl2D.HNO3 然后再加入适当物质调整至溶液pH=3.6,使Fe3+转化为Fe(OH)3,可以达到除去Fe3+而不损 失CuSO4的目的,调整溶液pH可选用下列物质中的________。 A.NaOHB.NH3·H2O C.CuOD.Cu(OH)2 解答该题时应注意两点: (1)、加氧化剂或加入试剂调整pH时不能引入新的杂质。 (2)、根据Ksp进行简单计算,分析pH=3.6时Cu(OH)2和Fe(OH)3的沉淀情况。 3、已知Ksp(PbCl2)=1.610-5,Ksp(PbI2)=7.110-9,Ksp(PbS)=8.010-28。 若沉淀过程中依次看到白色 PbCl2、黄色PbI2、和黑色PbS三种沉淀,则往Pb2+溶液中滴加沉淀剂的次序是()。 A.Na2S、NaI、NaClB.NaCl、NaI、Na2S C.NaCl、Na2S、NaID.NaI、NaCl、Na2S 4、将AgCl和AgI的饱和溶液的清液混合,在其中加入AgNO3固体,将会() A.只有AgCl沉淀B.只有AgI沉淀 C.AgCl,AgI都沉淀,以AgCl为主D.AgCl,AgI都沉淀,以AgI为主 5、已知: 某温度时,Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10 Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2-4]=1.1×10-12 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0.010mo1·L-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。 6.(2009·浙江理综,10)已知: 25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp[MgF2]=7.42×10-11。 下列说法正确的是( ) A.25℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大 B.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大 C.25℃时,Mg(OH)2固体在20mL0.01mol/L氨水中的Ksp比在20mL0.01mol/LNH4Cl溶液中的 Ksp小 D.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化为MgF2 作业 1.下列说法正确的是( ) A.溶度积小的物质一定比溶度积大的物质溶解度小 B.对同类型的难溶物,溶度积小的一定比溶度积大的溶解度小 C.难溶物质的溶度积与温度无关 D.难溶物的溶解度仅与温度有关 2.自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的 ZnS或PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS).下列分析正确的是( ) A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度 B.原生铜的硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性 C.CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2++S2-===CuS↓ D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应 3.已知同温度下的溶解度: Zn(OH)2>ZnS,MgCO3>Mg(OH)2.就溶解或电离出S2-的能力而言, FeS>H2S>CuS,则下列离子方程式错误的是( ) A.Mg2++2HCO +2Ca2++4OH-===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O B.Cu2++H2S===CuS↓+2H+ C.Zn2++S2-+2H2O===Zn(OH)2↓+H2S↑ D.FeS+2H+===Fe2++H2S↑ 4.在25℃时,AgCl的白色悬浊液中,依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液,观察到的现象是先出现 黄色沉淀,最后出现黑色沉淀.已知有关物质的溶度积Ksp(25℃)如表所示: AgCl AgI Ag2S Ksp(单位省略) 1.8×10-10 1.5×10-16 1.8×10-50 下列叙述错误的是( ) A.沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动 B.溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀 C.AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度相同 D.25℃时,在饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中,所含Ag+的浓度不同 5.已知25℃时,AgCl的溶度积Ksp=1.8×10-10mol2·L-2,则下列说法正确的是( ) A.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,Ksp变大 B.AgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中,一定有c(Ag+)=c(Cl-) C.温度一定时,当溶液中c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp时,此溶液中必有AgCl沉淀析出 D.将AgCl加入到较浓Na2S溶液中,AgCl转化为Ag2S,因为AgCl溶解度大于Ag2S 6.常温下,已知Mg(OH)2的溶度积常数为1.8×10-11mol3·L-3,则Mg(OH)2的饱和溶液的pH最接近于 ( ) A.1 B.3C.11D.13 7.某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示.下列说法正确的是( ) A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点 C.d点无BaSO4沉淀生成D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp 8.水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3和MgCO3的解释正确的是( ) A.Mg(OH)2的溶度积大于MgCO3的溶度积,且在水中发生了沉淀转化 B.Mg(OH)2的溶度积小于MgCO3的溶度积,且在水中发生了沉淀转化 C.MgCO3电离出的CO 发生水解,使水中OH-浓度减小,对Mg(OH)2的沉淀溶解平衡而言, Q<Ksp,生成Mg(OH)2沉淀 D.MgCO3电离出的CO 发生水解,使水中OH-浓度增大,对Mg(OH)2的沉淀溶解平衡而言, Q>Ksp,生成Mg(OH)2沉淀 9.在CaF2(Ksp=5.3×10-9mol3·L-3)与CaSO4(Ksp=9.1×10-6mol2·L-2)混合的饱和溶液中,测得F-浓度为 1.8×10-3mol·L-1,则溶液中SO 的浓度为( ) A.3.0×10-3mol·L-1B.5.7×10-3mol·L-1 C.1.6×10-3mol·L-1D.9.0×10-4mol·L-1 10.已知25℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2·L-2,Ksp(AgI)=8.3×10-17mol2·L-2.若在5mL含有KCl和 KI浓度均为0.01mol·L-1的混合溶液中,滴加8mL0.01mol·L-1的AgNO3溶液,则下列叙述中不正 确的是( ) A.溶液中所含溶质的离子浓度大小关系为: c(K+)>c(NO )>c(Ag+)>c(Cl-)>c(I-) B.溶液中先产生的是AgI沉淀 C.AgCl饱和溶液
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