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第36 讲 难溶电解质的溶解平衡
1.了解难溶电解质的溶解平衡。
2.理解溶度积(Ksp)的含义,能进行相关的计算。
3.能正确分析沉淀溶解平衡图像。
考点一 沉淀溶解平衡及应用
1.固体溶质的溶解性
在20 ℃时,物质的溶解度与溶解性的关系如下:
2.沉淀溶解平衡
(1)定义。
沉淀溶解平衡状态是指在一定温度下,当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时,沉淀溶解速率和沉淀
生成速率相等的状态。
例如,在一定温度下,当AgCl 溶于水形成饱和溶液时,AgCl 溶于水形成Ag+和Cl-的速率等于溶液
中的Ag+和Cl-结合生成AgCl 的速率的状态,属于溶解平衡状态。
(2)溶解平衡的建立。
固体溶质溶液中的溶质
①v(溶解)>v(沉淀),固体溶解
②v(溶解)=v(沉淀),溶解平衡
③v(溶解)<v(沉淀),析出晶体
(3)沉淀溶解平衡的特征
(4)影响因素
①内因
难溶电解质本身的性质是决定因素。
任务目标
必备知识
1
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以AgCl 为例:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。
外界条件
移动方向
c(Ag+)
Ksp
升高温度
正向
增大
增大
加入少量的AgNO3
逆向
增大
不变
加入Na2S
正向
减小
不变
通入HCl
逆向
减小
不变
3.沉淀溶解平衡的应用
(1)沉淀的生成。
①调节pH 法。
如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀
而除去。离子方程式为CuO+2H+===Cu2++H2O Fe3++3H2O===Fe(OH)3↓+3H+。
②沉淀剂法。
如用H2S 沉淀Hg2+的离子方程式为Hg2++H2S===HgS↓+2H+。
(2)沉淀的溶解
当沉淀溶解平衡的离子发生反应造成浓度降低,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,结果就是沉淀溶解
了。
①酸溶解法。
如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。
Cu(OH)2溶于稀硫酸,离子方程式为Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O。
②盐溶液溶解法。
如Mg(OH)2溶于NH4Cl 溶液,离子方程式为Mg(OH)2+2NH===Mg2++2NH3·H2O。
(3)沉淀的转化。
①实质:沉淀溶解平衡的移动。
②规律:一般说来,溶解度小的沉淀容易转化成溶解度更小的沉淀。沉淀的溶解度差别越大,越容易
转化。
③应用
a.锅炉除垢:将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为CuSO4+CO===CaCO3↓+SO。
b.矿物转化:CuSO4溶液遇PbS 转化为 CuS,离子方程式为Cu2++PbS===CuS↓+Pb2+。
2
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1.下列说法正确的是( )
A.25°C 时,等体积的盐酸和醋酸,前者一定比后者的导电能力强
B.氯化铜水解的实质是Cu2+与水电离产生的OH﹣结合成弱电解质Cu(OH)2
C.中和pH 与体积均相同的盐酸和醋酸溶液,盐酸消耗的NaOH 多
D.AgNO3溶液与NaCl 溶液混合后的溶液中,一定有c(Ag+)=c(Cl﹣)
2.下列化学原理的应用,主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是( )
①热纯碱溶液的洗涤油污能力强;
②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用时,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒;
③溶洞、珊瑚的形成;
④碳酸钡不能做“钡餐”而硫酸钡则能;
⑤泡沫灭火器灭火的原理。
A.②③④
B.①②③
C.③④⑤
D.①②③④⑤
3.室温下向100 mL 蒸馏水中加入1 g CaCO3,一段时间后再向其中加入10 mL 蒸馏水,一段时间后继续加
入10 mL 蒸馏水。该过程中电导率的变化如下图:
已知:室温下,CaCO3的溶解度为0.001 3 g。
下列说法不正确的是( )
A.a→b 电导率上升是由于CaCO3固体部分溶解于水中
B.c 和e 对应的时刻分别加入了10 mL 蒸馏水
C.c→d、e→f,电导率下降,说明CaCO3的溶解平衡逆向移动
D.g 后的电导率几乎不再改变,说明CaCO3的溶解达到平衡状态
考点二 溶度积常数及其应用
1.溶度积和离子积比较
要点突破
必备知识
3
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以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)为例
溶度积
离子积
定义
沉淀溶解的平衡常数
溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号
Ksp
Qc
表达式
Ksp(AmBn)=Cm(An+)·Cn(Bm-),式
中的浓度都是平衡浓度
Qc(AmBn)=Cm(An+)·Cn(Bm-),式
中的浓度是任意浓度
应用
判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解
①Qc>Ksp:溶液过饱和,有沉淀析出
②Qc=Ksp:溶液饱和,处于溶解平衡状态
③Qc<Ksp:溶液不饱和,无沉淀析出
2.Ksp 的影响因素
(1)内因:难溶物质本身的性质,这是主要决定因素。
(2)外因:Ksp只受温度影响。绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向溶解方向移
动,Ksp增大。
特别提醒:
①浓度:加水稀释,平衡向溶解方向移动,但Ksp不变。②其他:向平衡体系中加入可与体系中某些
离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时,平衡向溶解方向移动,但Ksp不变。
1.已知25℃时,物质的溶度积常数为Ksp(FeS)=6.3×10﹣18;Ksp(CuS)=1.3×10﹣36;Ksp(ZnS)=1.6×10﹣24.下列
说法正确的是( )
A.在相同温度下,CuS 的溶解度大于ZnS 的溶解度
B.除去工业废水Fe2+中的Cu2+,可选用FeS 作沉淀剂
C.足量CuSO4溶解在0.1mol/L 的H2S 溶液中,Cu2+能达到的最大浓度为1.3×10﹣35mo1/L
D.在ZnS 的饱和溶液中,加入ZnCl2溶液,则使Ksp(ZnS)变小
2.下列实验操作、实验现象和结论均正确的是( )
选
项
实验操作
现象
结论
A
常温下,测定等浓度的HCOOK 和K2S
溶液的pH
pH(HCOONa)<pH(K2S)
Ka(HCOOH)>Ka2 (H2S)
B
向淀粉溶液中加稀硫酸共热,冷却后
再加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热
无砖红色沉淀生成
淀粉没有发生水解
要点突破
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C
加热石蜡
生成的气体能使酸性高锰酸
钾溶液褪色
加热石蜡产生的气体一定是
乙烯
D
向MgCl2溶液中滴加足量NaOH 溶
液,再滴加CuCl2溶液
先生成白色沉淀,后又有蓝
色沉淀生成
Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]
3.常温下,某水溶液M 中存在的离子有:Na+、A2﹣、HA﹣、H+、OH﹣,存在的分子有H2O、H2A.根据题意
回答下列问题:
(1)写出酸H2A 的电离方程式______。
(2)若溶液M 由10mL 2mol•L﹣1NaHA 溶液与10mL 2mol•L﹣1NaOH 溶液混合而得,则溶液M 的pH______7
(填“>”、“<”或“=”),溶液中离子浓度由大到小顺序为______。(溶液混合时体积变化忽略)。
(3)已知难溶电解质MmAn在水溶液中存在溶解平衡,该难容电解质的溶解平衡表达式为______,其溶度
积表达式为______。已知某温度下难溶电解质硫酸银在水溶液中Ksp=1.08×10﹣16,把1 克硫酸银投入20 毫
升水中,充分溶解后,溶液中C(Ag+)=______。
(4)25℃时,a mol/L 氨水和0.01mol/L 盐酸等体积混合充分反应后,C(
)═C(Cl﹣),求氨水的电
离常数K=______。
考点三 沉淀溶解平衡图像的分析
1.有关沉淀溶解平衡Ksp 曲线的分析
(1)典型示例
(2)点的变化
a→c
曲线上变化,增大c(SO)
b→c
加入1×10-5 mol·L-1 Na2SO4溶液(加水不行)
d→c
加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)
c→a
曲线上变化,增大c(Ba2+)
曲线上方的点表示有沉淀生成;曲线下方的点表示不饱和溶液
必备知识
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2.有关沉淀溶解平衡对数图像分析
图像
说明
已知:pM=-lg c(M)(M:Mg2+、Ca2
+、Mn2+),p(CO)=-lg c(CO)
横坐标数值越大,c(CO)越小
纵坐标数值越大,c(M)越小
曲线上方的点为不饱和溶液
曲线上的点为饱和溶液
曲线下方的点表示有沉淀生成
曲线上任意一点,坐标数值越大,其对应的
离子浓度越小
1.在t℃时,Ag2CrO4(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知AgCl 的Ksp=1.8×10-10。下列
说法不正确的是( )
A.t℃时,Ag2CrO4的Ksp为1×10-8
B.饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y 点变为X 点
C.t℃时,Y 点和Z 点时Ag2CrO4的Ksp相等
D.t℃时,将0.01 mol·L-1AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 mol·L-1KCl 和0.01 mol·L-1K2CrO4的混合溶液中,Cl-
先沉淀
2.某温度下,向10 mL 0.1 mol·L-1 NaCl 溶液和10 mL 0.1 mol·L-1 K2CrO4溶液中分别滴加0.1 mol·L-1 AgNO3溶
液。滴加过程中pM[pM=-lgM,M 为c(Cl-)或c(
)]与所加AgNO3溶液体积之间的关系如图所示。已知
Ag2CrO4为深红色沉淀,100.1≈1.259,
≈1.265。下列说法错误的是( )
要点突破
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A.a1、b、c 三点所示溶液中c(Ag+):b>c>a1
B.若将上述NaCl 溶液的浓度改为0.2 mol·L-1,则a1点会平移至a2点
C.若将a1与b 点溶液混合,则有AgCl 与Ag2CrO4固体析出
D.用AgNO3标准溶液滴定NaCl 溶液时,可用K2CrO4溶液作指示剂
3.将1.800gFeC2O4·2H2O 固体样品放在热重分析仪中进行热重分析,测得其热重分析曲线(样品质量随温
度变化的曲线)如图所示:
已知:①草酸盐受热分解易放出碳的氧化物。
②500℃之前,该热重分析仪的样品池处于氩气气氛中,500℃时起,样品池与大气相通。回答下列问题:
(1)300℃时是样品脱水的过程,试确定350℃时样品是否脱水完全___________(填“是”或“否”)
(2)400℃时发生变化的化学方程式是___________。
(3)将600℃时样品池中残留的固体隔绝空气冷却至室温,再向该固体中加入一定量的稀盐酸刚好完全溶
解,用pH 试纸测得所得溶液的pH=3,其原因是___________(用离子方程式回答)。向该溶液中滴加适
量NaOH 溶液,生成红褐色沉淀,测得此时溶液中铁元素的离子浓度为4.0×10-11mol·L-1,则此时溶液的pH
=___________(已知:Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38)。
(4)将1500℃时样品池中残留的固体隔绝空气冷却后,用稀盐酸溶解得到一棕黄色溶液。取少量该溶液
滴加KSCN 溶液,溶液显血红色;另取少量的该溶液滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液,产生特征蓝色沉淀。
写出残留固体与稀盐酸反应的化学方程式___________
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