84难溶电解质的电离平衡.docx

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84难溶电解质的电离平衡

第四节　难溶电解质的溶解平衡

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了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。

了解沉淀转化的本质。

考点一　沉淀溶解平衡及应用

1．电解质在水中的溶解度

20℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：

2．沉淀溶解平衡的建立与特点

（1）概念

在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。

（2）溶解平衡的建立

（3）特点

2．沉淀溶解平衡的影响因素

（1）难溶电解质本身的性质，是内因，是决定因素。

（2）外界素影响：

（1）浓度：

（Ksp不变）

①加水稀释，平衡向溶解的方向移动；

②向平衡体系中加入难溶物相应的离子，平衡逆向移动；

③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，平衡向溶解的方向移动。

（2）温度：

绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解的方向移动，Ksp增大。

（3）实例：

以AgCl（s）Ag＋（aq）＋Cl－（aq）　ΔH>0为例

外界条件

移动方向

平衡后c（Ag＋）

平衡后c（Cl－）

Ksp

升高温度

正向

增大

增大

增大

加水稀释

正向

减小

减小

不变

加入少量AgNO3

逆向

增大

减小

不变

通入HCl

逆向

减小

增大

不变

通入H2S

正向

减小

增大

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：

Fe3＋＋3H2O===Fe（OH）3↓＋3H＋、CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O。

②沉淀剂法：

如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。

（2）沉淀的溶解

①酸溶解法：

如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。

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配位溶解法：

如AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O===[Ag（NH3）2]＋＋Cl－＋2H2O。

④氧化还原溶解法

如不溶于盐酸、硫酸的硫化物CuS、Ag2S溶于稀HNO3。

⑤沉淀转化溶解法：

把CaSO4浸泡在在饱和Na2CO3溶液中，大约一周时间，转化为CaCO3后，加酸溶解。

（3）沉淀的转化

①实质：

沉淀溶解平衡的移动。

如AgNO3溶液加入NaCl生成AgCl沉淀，再加入NaBr大部分转化为AgBr沉淀，再加入KI后转化为AgI沉淀，再加入Na2S后有转化为Ag2S沉淀。

则说明Ksp[AgCl]＞Ksp[AgBr]＞Ksp[AgI]＞Ksp[Ag2S]。

②规律：

一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现，沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。

③应用：

锅炉除垢：

将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为：

CaSO4＋CO===CaCO3＋SO。

矿物转化：

CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式为：

ZnS＋Cu2＋===CuS＋Zn2＋。

1．下列方程式①AgCl（s）Ag＋（aq）＋Cl－（aq）、②AgCl===Ag＋＋Cl－表示意义相同吗？

提示：

不同。

①是AgCl的沉淀溶解平衡的离子方程式；AgCl是强电解质，②是AgCl的电离方程式。

2．溶解度较小的沉淀一定不能转化成溶解度较大的沉淀吗？

提示：

不一定。

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．分别用等体积的蒸馏水和0.01mol/L的盐酸洗涤AgCl沉淀，用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量，为什么？

提示：

用水洗涤AgCl，AgCl（s）Ag＋（aq）＋Cl－（aq）平衡右移，AgCl的质量减少，用HCl洗涤AgCl，稀释的同时HCl电离产生的Cl－会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些。

考点二　溶度积常数及应用

一、溶度积常数

（1）表达式：

对于溶解平衡MmAn（s）mMn＋（aq）＋nAm－（aq）

Ksp＝cm（Mn＋）·cn（Am－）。

（2）意义：

溶度积（Ksp）反映了物质在水中的溶解能力。

（3）影响因素：

溶度积常数只与难溶电解质本身的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。

（4）溶度积规则：

某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度的乘积Qc（离子积）与Ksp的关系：

二、溶度积常数的应用

1、QC与KSP的比较

（1）、判断沉淀的生成、溶解或转化：

溶解度小的沉淀转化成溶解度更小。

不是同一类型的不能只看KSP的大小。

（2）、判断沉淀产生的顺序：

QC与KSP的比较，差值越大的先沉淀。

2、KSP的计算

（1）利用KSP计算溶液中离子的浓度C

（2）利用KSP计算物质在溶液中的溶解度S

（3）利用KSP计算PH

1．难溶电解质的Ksp数值越小，表明在水中的溶解能力就越弱，这种说法对吗？

提示：

不对。

当难溶电解质化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp越小，则难溶电解质在水中的溶解能力就越弱；如果组成中阴、阳离子个数比不同，Ksp不能用于直接判断溶解能力的强弱。

2．利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的离子？

提示：

不可能将要除去的离子全部通过沉淀除去。

一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5mol/L时，沉淀已经完全。

【专题】溶度积的计算及应用

1．溶度积的计算及应用和沉淀溶解平衡图像题的解题策略

（1）结合具体的溶解平衡，可以写出溶度积的表达式。

一般说来，表达式为同类型的沉淀，溶度积越小，表明其溶解度越小。

（2）关于溶度积的计算，主要是结合具体溶解平衡考查某离子沉淀时溶液的pH或离子浓度，或根据离子浓度判断，能否达到溶解平衡等。

（3）计算反应的平衡常数，如对于反应Cu2＋（aq）＋MnS（s）CuS（s）＋Mn2＋，Ksp（MnS）＝c（Mn2＋）·c（S2－），Ksp（CuS）＝c（Cu2＋）·c（S2－），而平衡常数K＝＝。

2．沉淀溶解平衡图像题的解题策略

（1）溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点，均表示不饱和。

（2）从图像中找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp的值。

（3）比较溶液的Qc与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。

（4）涉及Qc的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。

【热点题型】沉淀溶解平衡在物质分离中的应用

沉淀溶解平衡知识常用于物质的分离与提纯，往往结合化工生产、实验流程考查物质的分离提纯，此类试题综合性强，思维有深度。

解答此类问题要灵活应用生成沉淀的反应条件，溶度积常数在图像中的定量描述，学会利用溶度积计算未知离子浓度，利用溶度积规则判断沉淀的生成与否，学会分析化工流程，抓住实验目的和实验步骤，综合应用氧化还原反应、化学平衡、基本实验操作等知识，学会获取信息（图、表、数据等）和加工信息，用以解决化学问题。

考点一　沉淀溶解平衡及应用题型

命题角度一　沉淀溶解平衡及其影响因素

[典例1]　（2014·江西九州高三联考）已知溶液中存在平衡：

Ca（OH）2（s）Ca2＋（aq）＋2OH－（aq）　ΔH<0，下列有关该平衡体系的说法正确的是（　　）

①升高温度，平衡逆向移动

②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度

③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的NaOH溶液

④恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高

⑤给溶液加热，溶液的pH升高

⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加

⑦向溶液中加入少量NaOH固体，Ca（OH）2固体质量不变

A．①⑥　　　　　　　　　B．①⑥⑦

C．②③④⑥D．①②⑥⑦

[解析]　②会生成CaCO3，使Ca2＋浓度减小，错误；加入氢氧化钠溶液会使平衡左移，有Ca（OH）2沉淀生成，但Ca（OH）2的溶度积较大，要除去Ca2＋，应把Ca2＋转化为更难溶的CaCO3，③错误；恒温下Ksp不变，加入CaO后，溶液仍为Ca（OH）2的饱和溶液，pH不变，④错误；加热，Ca（OH）2的溶解度减小，溶液的pH降低，⑤错误；加入Na2CO3溶液，沉淀溶解平衡向右移动，Ca（OH）2固体转化为CaCO3固体，固体质量增加，⑥正确；加入NaOH固体平衡向左移动，Ca（OH）2固体质量增加，⑦错误。

[答案]　A

1．有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法正确的是（　　）

A．AgCl沉淀生成和溶解同时在不断进行，且速率相等

B．AgCl难溶于水，则溶液中没有Ag＋和Cl－

C．只要向含有AgCl的饱和溶液中加入盐酸，一定会有沉淀生成

D．向含有AgCl的悬浊液中加入NaBr固体，AgCl沉淀不变化

解析：

选A　A项，沉淀溶解平衡是一个动态平衡，正确；B项，沉淀溶解平衡存在，则肯定存在Ag＋和Cl－，错误；C项，如果加入盐酸后溶液中Cl－的浓度小于原饱和溶液中的Cl－的浓度，则不产生沉淀，错误；D项，向含有AgCl的悬浊液中加入NaBr固体，AgCl沉淀会转变为AgBr沉淀，错误。

2．在一定温度下，当Mg（OH）2固体在水溶液中达到平衡时：

Mg（OH）2（s）Mg2＋（aq）＋2OH－（aq），要使Mg（OH）2固体减少而c（Mg2＋）不变，可采取的措施是（　　）

A．加MgSO4　　　　　　　B．加HCl溶液

C．加NaOHD．加少量水

解析：

选D　加MgSO4会使该溶解平衡左移，Mg（OH）2固体增多，c（Mg2＋）变大；加HCl溶液使该溶解平衡右移，Mg（OH）2固体减少，c（Mg2＋）变大；加NaOH使该溶解平衡左移，Mg（OH）2固体增多；加少量水，平衡右移，Mg（OH）2固体减少，但溶液仍为饱和溶液，c（Mg2＋）不变。

3．将AgCl分别加入盛有：

①5mL水；②6mL0.5mol/LNaCl溶液；③10mL0.2mol/LCaCl2溶液；④50mL0.1mol/L盐酸的烧杯中，均有固体剩余，各溶液中c（Ag＋）从大到小的顺序排列正确的是（　　）

A．④③②①B．②③④①

C．①④③②D．①③②④

解析：

选C　根据沉淀溶解平衡：

AgCl（s）Ag＋（aq）＋Cl－（aq）知，Ksp＝c（Ag＋）·c（Cl－），那么溶液中c（Cl－）越大，则c（Ag＋）越小，C项符合要求。

命题角度二　沉淀溶解平衡在工农业生产中的应用

[典例2]　要使工业废水中的Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：

化合物

PbSO4

PbCO3

PbS

溶解度/g

1.03×10－4

1.81×10－7

1.84×10－14

由上述数据可知，沉淀剂最好选用（　　）

A．硫化物B．硫酸盐C．碳酸盐D．以上沉淀剂均可

[解析]　沉淀工业废水中的Pb2＋时，生成沉淀的反应进行得越完全越好，由于PbS的溶解度最小，故选硫化物作为沉淀剂。

[答案]　A

4．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]当作食盐混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒

③溶洞、珊瑚的形成

④碳