难溶电解质的溶解平衡全面资料全.docx

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难溶电解质的溶解平衡全面资料全

《难溶电解质的溶解平衡》

[学习目标]　1.了解难溶电解质的溶解平衡。

2.了解溶度积的意义。

3.知道沉淀生成、沉淀溶解、沉淀转化的本质是沉淀溶解平衡的移动。

[重点·难点]　重点：

溶度积的意义，沉淀生成、溶解及转化的本质。

难点：

溶度积的应用。

一、对“Ag+与Cl—的反应不能进行到底”的理解

1、不同电解质在中的溶解度差别很大，有的很大，有的很小。

在20℃时电解质的溶解性与溶解度的关系如下：

物质在水中“溶”与“不溶”是相对的，“不溶”是指“难溶”，绝对不溶的物质是没有的。

2、生成沉淀的离子反应之所以能发生，是因为。

3、溶解平衡的建立

固态物质溶于水中时，一方面，在水分子的作用下，分子或离子脱离固体表面进入水中，这一过程叫溶解过程；另一方面，溶液中的分子或离子又在未溶解的固体表面聚集成晶体，这一过程叫结晶过程。

当这两个相反过程速率相等时，物质的溶解达到最大限度，形成饱和溶液，达到溶解平衡状态。

4、沉淀溶解平衡

（1）定义：

绝对不溶解的物质是不存在的，任何难溶物质的溶解度都不为零。

以AgCl为例：

在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，便得到饱和溶液，即建立下列动态平衡：

AgCl（s）Ag＋（aq）＋Cl－（aq）

难溶电解质在水中建立起来的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡等一样，符合平衡的基本特征,满足平衡的变化基本规律.

（2）特征：

（与化学平衡相比较）

等：

达到沉淀溶解平衡时，沉淀_________速率的与沉淀__________速率相等

逆：

沉淀生成过程与溶解过程时_________的

动：

动态平衡，达沉淀溶解平衡时，沉淀的生成和溶解仍在进行，只是速率相等。

定：

达沉淀溶解平衡，溶质各离子浓度保持不变。

变：

当条件改变，平衡会破坏，后建立新的平衡。

（3）表达式：

如：

AgCl（s）Cl－（aq）＋Ag＋（aq）

AgCl===Ag＋＋Cl－与AgCl（s）Cl－（aq）＋Ag＋（aq）区别

［练习］书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式

碘化银：

氢氧化镁

（4）生成难溶电解质的离子反应的限度

不同电解质在水中的溶解度差别很大，例如AgCl和AgNO3。

习惯上将溶解度小于0.01g的称为难溶电解质。

对于常量的化学反应来说，0.01g是很小的，所以一般情况下，相当量的离子互相反应生成难溶电解质，就可以认为反应完全了。

化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于，沉淀就达完全。

4.影响溶解平衡的因素：

（1）内因：

电解质本身的性质不同的电解质在水溶液中溶解的程度不一样，而且差别很.

注意：

①绝对不溶的电解质是没有的，同是难溶电解质，溶解度差别也很大。

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：

（难溶电解质的溶解平衡作为一种平衡体系，遵从平衡移动原理）

①浓度：

加水，平衡向溶解方向移动。

改变平衡体系中某离子的浓度，平衡向削弱这种改变的方向移动。

②温度：

升温，多数平衡向溶解方向移动。

但也有少数电解质，溶解度随温度升高而减小（如Ca（OH）2）。

升高温度，平衡向沉淀方向移动。

③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或更难电离或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。

同离子效应：

在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的作用。

思考：

对于平衡：

AgClAg++Cl-改变条件，平衡有何影响？

条件

平衡移动方向

C（Ag+）

C（Cl—）

Ksp

溶解度（S）

升高温度

加水

加NaCl（s）

加AgNO3（s）

加AgCl固体

［练习］石灰乳中存在下列平衡：

Ca（OH）2（s）Ca2+（aq）+2OH―（aq）,加入下列溶液，可使Ca（OH）2减少的是（）

A.Na2CO3溶液B.AlCl3溶液C.NaOH溶液D.CaCl2溶液

［练习］：

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：

。

二、溶度积

1.溶度积常数Ksp（或溶度积）

难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时，离子浓度保持不变（或一定）。

各离子浓度幂的乘积是一个常数,这个常数称之为溶度积常数简称为溶度积，用符号Ksp表示。

即：

AmBn（s）mAn+（aq）＋nBm－（aq）　　　　Ksp=[An+]m·[Bm－]n

例如：

常温下沉淀溶解平衡：

AgCl（s）Ag+（aq）＋Cl－（aq），

Ksp（AgCl）=[Ag+][Cl－]＝1.8×10－10　　

常温下沉淀溶解平衡：

Ag2CrO4（s）2Ag+（aq）＋CrO42-（aq），

Ksp（Ag2CrO4）=[Ag+]2[CrO2-4]＝1.1×10－12　

2.溶度积KSP的性质

（1）溶度积KSP的大小和平衡常数一样，它与难溶电解质的性质和温度有关，与浓度无关，离子浓度的改变可使溶解平衡发生移动,而不能改变溶度积KSP的大小。

（2）溶度积KSP反映了难溶电解质在水中的溶解能力的大小。

相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶于水；反之Ksp越大，溶解度越大。

如：

Ksp（AgCl）=1.8×10-10;Ksp（AgBr）=5.0×10-13;Ksp（AgI）=8.3×10-17.

因为:

Ksp（AgCl）>Ksp（AgBr）>Ksp（AgI）,所以溶解度:

AgCl）>Ksp（AgBr）>Ksp（AgI）。

不同类型的难溶电解质，不能简单地根据Ksp大小，判断难溶电解质溶解度的大小。

4、影响Ksp的因素：

温度：

绝大数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，向移动。

Ksp。

少数盐的溶解是放热过程，升高温度，向生成移动，Ksp。

如Ca（OH）2。

5、判断规则

通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积（离子积）Qc的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。

QcKsp时：

溶液过饱和，平衡向生成沉淀的方向移动——有沉淀生成

QcKsp时：

溶液饱和，处于平衡状态

QcKsp时：

溶液不饱和，平衡向沉淀溶解的方向移动——沉淀溶解

例1：

下列情况下，有无CaCO3沉淀生成？

已知Ksp,CaCO3=4.96´10-9

（1）往盛有1.0L纯水中加入0.1mL浓度为0.01mol/L的CaCl2和Na2CO3；

（2）改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0mol/L呢？

例2：

在1L含1.0×10-3mol·L-1的SO42-溶液中，注入0.01molBaCl2溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去SO42-?

已知:

Ksp（BaSO4）=1.1×10-10mol2·L-2

例3：

若某溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10mol／L,使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么?

（Ksp（Fe（OH）3）=4×10-39Ksp（Mg（OH）2）=1.8×10-11）

例4：

已知：

某温度时，Ksp（AgCl）=[Ag+][Cl－]＝1.8×10－10，Ksp（Ag2CrO4）=[Ag+]2[CrO2-4]＝1.1×10－12，试求此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液中Ag+的物质的量浓度，并比较两者的大小。

溶度积与溶解度之间的换算

例1：

已知25℃时，AgCl的溶解度是1.92×10-3g/L，求它的溶度积。

已知AgCl的摩尔质量为143.5g/mol。

例2：

已知25℃时KSP（AgCl）=1.8×10-10,把足量的AgCl放入1L1.0mol／L的盐酸溶液中溶解度是多少？

（g/L）

练习：

已知Cu（OH）2（s）Cu2＋＋2OH－，Ksp＝c（Cu2＋）c2（OH－）＝2×10－20mol3·L－3。

（1）在CuSO4溶液中c（Cu2＋）＝0.020mol·L－1，如果生成Cu（OH）2沉淀，应调整溶液pH在_______范围。

（2）要使0.2mol·L－1CuSO4溶液中Cu2＋沉淀较为完全（使c（Cu2＋）降为原来的千分之一），则应调整pH＝________。

三、沉淀溶解平衡的应用

1．沉淀的生成

（1）调节pH法

如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为：

________________________________________________________________________。

（2）沉淀剂法

如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为：

_____________________________________

原则：

（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）生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好

如：

被沉淀离子为Ca2+离子，可用生成CaCO3，CaSO4或CaC2O4形成沉淀出来，但这三种沉淀物的溶解度CaC2O4＜CaCO3＜CaSO4，因此，沉淀成CaC2C4的形式，Ca2+离子去除的最完全

［练习］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．沉淀的溶解

（1）酸溶解法

如CaCO3溶于盐酸，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________________________________。

（3）氧化还原溶解法

如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。

3．沉淀的转化

（1）实质：

____________的移动（沉淀的溶解度差别________，越容易转化）。

（2）应用：

锅炉除垢、矿物转化等。

问题思考为什么不能用BaCO3作钡餐？

注意

（1）沉淀的转化的方法：

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）沉淀的转化的实质：

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

［练习］现向含AgBr的饱和溶液中：

（1）加入固体AgNO3，则c（Ag＋）________（填“变大”、“变小”或“不变”，下同）；

（2）加入更多的AgBr固体，则c（Ag＋）________；

（3）加入AgCl固体，则c（Br－）________，c（Ag＋）________；

（4）加入Na2S固体，则c（Br－）________，c（Ag＋）________。

强化练习

1、[2014·重庆卷]下列叙述正确的是（　　）

A．浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe（OH）3胶体

B．CH3COONa溶液中滴加少量浓盐酸后c（CH3COO－）增大

C．Ca（HCO3）2溶液与过量NaOH溶液反应可得到Ca（OH）2

D．25℃时Cu（OH）2在水中的溶解度大于其在Cu（NO3）2溶液中的溶解度

2、[2014·新课标全国卷Ⅰ]溴酸银（AgBrO3）溶解度随温度变化的曲线如图所示，下列说法错误的是（　　）

A．溴酸银的溶解是放热过程

B．温度升高时溴酸银溶解速率加快

C．60℃时溴酸银的Ksp约等于6×10－4

D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯

3、　[2014·新课标全国卷Ⅰ]利用如图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是（　　）

选

项

①

②

③

实验结论

A.

稀

硫

酸

Na2S

AgNO3与

AgCl的

浊液

Ksp（AgCl）>

Ksp（Ag2S）

B.

浓

硫

酸

蔗糖

溴水

浓硫酸具有脱

水性、氧化性

C.

稀

盐

酸

Na2SO3

Ba（NO3）2

溶液

SO2与可溶性

钡盐均可生成

白色沉淀

D.

浓

硝

酸

Na2CO3

Na2SiO3

溶液

酸性：

硝酸>

碳酸>硅酸

4、[2014·安徽卷]中学化学中很多“规律”都有其适用范围，下列根据有关“规律”推出的结论正确的是（　　）

选项

规律

结论

A

较强酸可以制取较弱酸

次氯酸溶液无法制取盐酸

B

反应物浓度越大，反应速率越快

常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完

C

结构和组成相似的物质，沸点随相对分子质量增大而升高

NH3的沸点低于PH3

D

溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化

ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀

5、（09年浙江）已知：

25°C时，

，

。

下列说法正确的是（）

A．25°C时，饱和Mg（OH）2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c（Mg2+）大

B．25°C时，在Mg（OH）2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c（Mg2+）增大

C．25°C时，Mg（OH）2固体在20ml0.01mol·L-1氨水中的KSP比在20mL0.01mol·L-1NH4Cl溶液中的KSP小

D．25°C时，在Mg（OH）2的悬浊液加入NaF溶液后，Mg（OH）2不可能转化成为MgF2

6、[2014·新课标全国卷Ⅱ]某小组以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。

为确定其组成，进行如下实验。

①氨的测定：

精确称取wgX，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V1mLclmol·L－1的盐酸标准溶液吸收。

蒸氨结束后取下接收瓶，用c2mol·L－1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V2mLNaOH溶液。

氨的测定装置（已省略加热和夹持装置）

②氯的测定：

准确称取样品X，配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定，K2CrO4溶液为指示剂，至出现淡红色沉淀不再消失为终点（Ag2CrO4为砖红色）。

回答下列问题：

（1）装置中安全管的作用原理是__________________________________________。

（2）用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时，应使用________式滴定管，可使用的指示剂为________。

（3）样品中氨的质量分数表达式为________。

（4）测定氨前应该对装置进行气密性检验，若气密性不好测定结果将________（填“偏高”或“偏低”）。

（5）测定氯的过程中，使用棕色滴定管的原因是____________________；滴定终点时，若溶液中c（Ag＋）＝2.0×10－5mol·L－1，c（CrO

）为________mol·L－1。

[已知：

Ksp（Ag2CrO4）＝1.12×10－12]

（6）经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3，钴的化合价为________，制备X的化学方程式为______________________________________；X的制备过程中温度不能过高的原因是________。

1．D　[解析]浓氨水中滴加氯化铁饱和溶液产生氢氧化铁沉淀，A项错误；醋酸钠溶液中滴加浓盐酸后促使醋酸根离子的水解平衡向右移动，使醋酸根离子浓度减小，B项错误；碳酸氢钙与过量的氢氧化钠反应生成碳酸钙、水、碳酸钠，得不到氢氧化钙，C项错误；Cu（NO3）2溶液中的Cu2＋能抑制Cu（OH）2的溶解，D项正确。

2、．A　[解析]由图像可知随着温度的升高，AgBrO3的溶解度逐渐增大，即AgBrO3的溶解是吸热过程，A项错误；温度升高，其溶解速率加快，B项正确；60℃时c（AgBrO3）＝

＝2.5×10－3mol/L，其Ksp＝c（Ag＋）·c（BrO

）≈6×10－4，C项正确；AgBrO3的溶解度较小，若KNO3中混有AgBrO3，可采用降温重结晶的方法提纯，D项正确。

3、.B　[解析]A项，产生的H2S通入③中，无法比较Ksp（AgCl）与Ksp（Ag2S），错误；B项，蔗糖变黑，且溴水褪色，说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性，正确；C项，③中产生白色沉淀，是SO2在酸性条件下被氧化成SO

的缘故，错误；D项，浓HNO3具有挥发性，可进入③中产生沉淀，无法比较酸性，错误。

4、.D　[解析]次氯酸分解生成盐酸和氧气，A项错误；常温下，铝遇浓硝酸发生“钝化”，铝片不能溶解，B项错误；NH3分子间存在氢键，沸点高于PH3，C项错误；CuS比ZnS更难溶，因此向ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可实现沉淀转化，生成CuS沉淀，D项正确。

6、

（1）当A中压力过大时，安全管中液面上升，使A瓶中压力稳定

（2）碱　酚酞（或甲基红）

（3）

×100%

（4）偏低

（5）防止硝酸银见光分解　2.8×10－3

（6）＋3　2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===2[Co（NH3）6]Cl3＋2H2O　温度过高过氧化氢分解、氨气逸出

[解析]

（1）安全管与大气相通，可通过液体在安全管的上升平衡A瓶内的压强。

（2）量取NaOH溶液用碱式滴定管，滴定终点由酸性变到中性，用酚酞作指示剂。

（3）根据题给信息可知HCl参与两个反应：

氨测定过程中反应为NH3＋HCl===NH4Cl，残留HCl与NaOH反应。

由氨测定过程中反应的HCl的量可确定氨的量，进而确定氨的质量分数。

（4）若气密性不好则会导致氨气逸出，使测量结果偏低。

（5）测氯的过程中用硝酸银溶液，而硝酸银见光易分解，故用棕色滴定管；根据溶度积常数和c（Ag＋）可计算出c（CrO

）。

（6）由样品中钴、氨、氯的物质的量之比为1∶6∶3得X的化学式[Co（NH3）6]Cl3，利用化合价规则判断钴的化合价；制备X时用到H2O2，而H2O2在温度过高时会分解，且温度过高溶解的氨也会减小。