沉淀溶解平衡知识点

沉淀溶解平衡

一．固体物质的溶解度

1.溶解度：在一定温度下，某固体物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。符号：S，单位：g，公式：S=（m溶质/m溶剂 ）×100g 2.不同物质在水中溶解度差别很大，从溶解度角度，可将物质进行如下分类：

溶解性 溶解度 易溶 >10g 可溶 1-10g 微溶 0.01-1g 难溶 <0.01g 3.绝大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大，少数物质的溶解度随温度变化不明显，个别物质的溶解度随温度的升高而减小。 二?沉淀溶解平衡 1.溶解平衡的建立

讲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。 2.沉淀溶解平衡

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)

溶解 沉淀

Ag(aq)＋Cl(aq)

＋－

3.溶解平衡的特征

1）动：动态平衡

2）等：溶解和沉淀速率相等

3）定：达到平衡，溶液中离子浓度保持不变

4）变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。 三．沉淀溶解平衡常数——溶度积

1）定义：在一定温度下，难溶性物质的饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡，其平衡常数叫溶度积常数。

+- 2）表达式：以MmAn(s) mMn(aq)+nAm(aq)为例： mn

Ksp=[c(Mn+)]·[c(Am-)]

3）意义：反应了物质在水中的溶解能力。对于阴阳离子个数比相同的电解质，Ksp数值越大，电解质在

水中的溶解能力越强。

4）影响因素：与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。 四．影响沉淀溶解平衡的因素

1）内因：难溶电解质本身的性质

2）外因：①浓度：加水稀释，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动

②温度：多数难溶性电解质溶解于水是吸热的，所以升高温度，沉淀溶解平衡向溶解的方向

移动。

③同离子效应：向沉淀溶解平衡体系中，加入相同的离子，使平衡向沉淀方向移动。

④其他：向体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或气体的离子，使平衡向溶解方

向移动。

五．溶度积规则

通过比较溶度积Ksp与溶液中有关离子的离子积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?对AgCl而言,其Qc=c(Ag)·c(Cl),该计算式中的离子浓度不一定是平衡浓度,而

Ksp计算式中的离子浓度一定是平衡浓度?

1)若Qc>Ksp,则溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡? 2)若Qc=Ksp,则溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态?

1

沉淀溶解平衡

3)若Qc

2+

1.生成：在难溶电解质溶液中,当Qc>Ksp时,就会有沉淀生成,如沉淀溶液中的Cu,可以加入的沉淀剂是

Na2S?

2.溶解：用化学方法溶解沉淀的原则是:使沉淀溶解平衡向着溶解的方向移动?常用的方法有酸碱溶解法?

配位溶解法?氧化还原溶解法和沉淀转化溶解法? 当Qc

原理是借助某些可溶性弱电解质(水?弱酸或弱碱),使难溶物的离子浓度降低而溶解?本法适用于溶解氢化物?弱酸或弱碱盐等难溶物质?具体办法是:难溶酸用强碱溶;难溶碱用强酸或较强酸溶;难溶弱酸盐用强酸或较强酸溶解?

注意:用酸溶解含金属离子的难溶物时,所选用酸的酸根与金属离子不反应?

2-如：使CaCO3沉淀溶解,可以加入盐酸降低 CO3 的浓度,使平衡向溶解的方向移动? Ⅱ.氧化还原溶解法

原理是通过氧化还原反应使难溶物的离子浓度降低,使平衡向右移动而溶解?此法适用于具有明显氧化性或还原性的难溶物,如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于HNO3就是一个例子: 3Ag2S+8HNO3 ===6AgNO3+3S↓+2NO↑+4H2O Ⅲ.配位溶解法

+

生成络合物使沉淀溶解法,如溶解AgCl可以加入氨水以生成Ag（NH3）2 而使其溶解? Ⅳ.沉淀转化溶解法

本法是将难溶物转化为能用上述两种方法之一溶解的沉淀,然后再溶解?例如BaSO4中加入饱和Na2CO3溶液使BaSO4转化为BaCO3,再将BaCO3溶于盐酸?

3.转化：沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动,通常一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀,这两种难溶物的溶

解能力差别越大,这种转化的趋势就越大?如:在ZnS的溶解平衡体系中加入CuSO4溶液,可以使其转化为更难溶的CuS沉淀,这说明溶解度ZnS>CuS?转化的方程式可以表示为

2+2+

ZnS(s)+Cu(aq)===CuS(s)+Zn(aq)?

七．实验探究

沉淀的转化实验

许多在水溶液中的反应,往往有易溶物转化为难溶物或难溶物转化为更难溶物的现象?下表为相同温度下某物质的溶解度?

物质 溶解度(g) 物质 溶解度(g) AgCl 1.5×10 Ca(HCO3)2 16.6 -4Ag2S 1.3×10 CaCO3 1.5×10 -3-6CaSO4 0.2 NH4HCO3 21 Ca(OH)2 0.165 (NH4)2SO4 75.4 (1)若在有氯化银固体的水中加入硫化钠溶液,可能观察到的现象是______白色固体消失,同时会生成

黑色固体__________________________?

(2)生成硫酸铵化肥的方法之一是把石膏粉(CaSO4)悬浮于水中,不断通入氨气并通入二氧化碳,充分反

应后立即过滤,滤液经蒸发而得到硫酸铵晶体,写出该反应的化学方程式:CaSO4+CO2+H2O+2NH3===CaCO3↓+(NH4)2SO4_? 《沉淀溶解平衡》复习题 姓名 命题人：汤汝平 一、选择题： 1．下列叙述正确的是---------------------------------------------------( ) A．一般认为沉淀离子浓度小于104 mol/L时，则认为已经沉淀完全 － 2

沉淀溶解平衡

B．反应AgCl＋NaBr===AgBr＋NaCl能在水溶液中进行，因为AgBr比AgCl更难溶于水 C．Al(OH)3(s) 表示水解平衡

D．只有反应速率很高的化学反应才能应用于工业生产 2．下列说法不正确的是( )

A．Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关

B．由于Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀 C．其他条件不变，离子浓度改变时，Ksp不变

D．两种难溶电解质作比较时，Ksp小的，溶解度一定小

3．向ZnSO4溶液中加入Na2S溶液时，得到白色沉淀，然后向白色沉淀中滴加CuSO4溶液，发现沉淀变为黑色，则下列说法不正确的是( )

A．白色沉淀为ZnS，黑色沉淀为CuS B．上述现象说明ZnS的Ksp小于CuS的Ksp C．利用该原理可实现一种沉淀转化为更难溶的沉淀 D．该过程破坏了ZnS的溶解平衡 4．下列说法中正确的是( )

A．饱和石灰水中加入一定量生石灰，温度明显升高，所得溶液的pH增大 B．AgCl悬浊液中存在平衡：AgCl(s) 中离子的总浓度会减小

C．AgCl悬浊液中加入KI溶液，白色沉淀变成黄色，证明此条件下Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI) D．硬水中含有较多的Ca2、Mg2、HCO、SO42-，加热煮沸可以完全除去其中Ca2、Mg2

＋

＋

＋

＋

Al3(aq)＋3OH(aq)表示沉淀溶解平衡，Al(OH)3

＋

－ Al3＋3OH

＋

－

Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，往其中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，溶液

5．下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是( )

A．Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度 B．在氯化银的沉淀溶解平衡体系中，加入蒸馏水，氯化银的Ksp增大

C．在氯化银的沉淀溶解平衡体系中，加入碘化钾固体，氯化银沉淀可转化为碘化银沉淀 D．在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中，加入稀盐酸，溶解平衡不移动

6．已知：在一定温度下，微溶电解质Ca(OH)2在饱和溶液中建立沉淀—溶解平衡：Ca(OH)2(s) 浓度积常数Ksp＝[Ca2][OH]2.下列有关说法不正确的是( )

＋

－

Ca2＋2OH，

＋

－

A．饱和石灰水中加入生石灰，若保持温度不变，则溶液中Ca2的物质的量不变

＋

B．升高饱和石灰水的温度时，Ca(OH)2溶度积常数Ksp减小 C．饱和石灰水中加入生石灰，若保持温度不变，则pH不变 D．向饱和石灰水中加入浓CaCl2溶液会有Ca(OH)2沉淀析出 7．已知如下物质的溶度积常数FeS：Ksp＝6.3×10ZnS：Ksp＝1.6×10

－24

－18

；CuS：Ksp＝1.3×10

－36

；

.下列说法正确的是( )

A．同温度下，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度

B．将足量CuSO4溶解在0.1 mol·L－1的H2S溶液中，Cu2能达到的最大浓度

＋

为1.3×10

－35

mol·L－1

＋

＋

C．因为H2SO4是强酸，所以Cu2＋H2S===CuS↓＋2H不能发生

3

沉淀溶解平衡

D．除去工业废水中的Cu2，可以选用FeS做沉淀剂

＋

8.将足量BaCO3分别加入：① 30mL 水 ②10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液 ③50mL 0.01mol/L 氯化钡溶液 ④100mL 0.01mol/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： _ ____ 9.工业上制取纯净的CuCl2·2H2O的主要过程是：①将粗氧化铜（含少量Fe）溶解于稀盐酸中，加热、过滤、调节滤液的pH为3；②对①所得滤液按下列步骤进行操作：

已知Cu2+、Fe2+在pH为4—5时不水解，而Fe3+却几乎完全水解而沉淀。请回答下列问题： （1）X是什么物质？其反应的离子方程式是_______________________________________。 （2）Y物质应具备的条件是_______________________，生产中Y可选：______________。 （3）溶液乙在蒸发结晶时应注意：_______________________________________________。 10．已知在25℃的水溶液中，AgX、AgY、AgZ均难溶于水，且Ksp(AgX)＝1.8×10Ksp(AgY)＝1.0×10

－12

－10

，

，Ksp(AgZ)＝8.7×10

－17

.

(1)根据以上信息，判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(用已被溶解的溶质的物质的量/1 L溶液表示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为__________________________．

(2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体，则c(Y)____(填“增大”“减小”或“不变”)．

(3)在25℃时，若取0.188 g的AgY(相对分子质量188)固体放入100 mL水中(忽略溶液体积的变化)，则溶液中Y的物质的量浓度为__________________．

(4)由上述Ksp判断，在上述(3)的体系中，________(填“能”或“否”)实现AgY向AgZ的 转化，简述理由：______________________________________________________ ______________________________________________________________.

11．沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用．难溶物在水中溶解达到饱和时，即建立沉淀溶解平衡，平衡常数称为溶度积(Ksp)． 已知25℃时，Ksp(BaSO4)＝1×10(1)将浓度均为0.1 mol·L

－1

－1

－10

－

－

，Ksp(BaCO3)＝2.5×109.

－

＋

－1

的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合，充分搅拌后过滤，滤液中c(Ba2)＝________mol·L

的Na2SO4溶液混合，混合液中c(Ba2)＝________mol·L1.

＋

－

.取100 mL滤液与100 mL 2 mol·L

(2)医学上进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO4作内服造影剂．胃酸酸性很强(pH约为1)，但服用大量BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于酸的原因是________________________________(用沉淀溶解平衡原理解释)．万一误服了少量BaCO3，应尽快用大量0.5 mol·L1 Na2SO4溶液给患者洗胃，如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化，残

－

留在胃液中的Ba2浓度仅为________mol·L1.

＋

－

(3)长期使用的锅炉需要定期除水垢，否则会降低燃料的利用率．水垢中含有的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去．

①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为___________________________________． ②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理：________________________________________.

12．如图所示，横坐标为溶液的pH值，纵坐标为Zn2离子或Zn(OH)42-离子物质的量浓度的对数，回答下列问题．

＋

4

沉淀溶解平衡

(1)往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，反应的离子方程式可表示为：_________ _______________________________________________________________. (2)从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积(Ksp)＝________.

(3)某废液中含Zn2离子，为提取Zn2离子可以控制溶液中pH值的范围是___________．

＋

＋

(4)已知：往ZnCl2溶液中加入硝酸铅或醋酸铅溶液可以制得PbCl2白色晶体；25℃时，PbCl2固体在盐酸中的溶解度如下：

c(HCl)/ (mol·L) －10.50 1.00 2.04 2.90 4.02 5.16 5.78 c(PbCl2)/ 5.10 4.91 5.21 5.90 7.48 10.81 14.01 (mol·L－1)×10－3 根据上表数据判断下列说法正确的是________(填字母序号)． A．随着盐酸浓度的增大，PbCl2固体的溶解度先变小后又变大 B．PbCl2固体在0.50 mol·L1盐酸中的溶解度小于在纯水中的溶解度 －C．PbCl2能与浓盐酸反应生成一种难电离的阴离子(如配合离子) D．PbCl2固体可溶于饱和食盐水 13．金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的．难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L1)如图所示．－ (1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是________． (2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3，应该控制溶液的 ＋pH______________. A．＜1 B．4左右 C．＞6 (3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2杂质，________(填 ＋ 5

沉淀溶解平衡

“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由 是__________________________________________．

(4)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水生成[Cu(NH3)4]2，写出

＋

反应的离子方程式：_____________________________________________________. (5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：

物质 FeS MnS CuS Ksp 6.3×10物质 PbS Ksp 3.4×10－28－18 2.5×10－13 1.3×10－35 HgS ZnS 6.4×10－33 1.6×10－24 为除去某工业废水中含有的Cu2、Pb2、Hg2杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的___． ＋＋＋A．NaOH B．FeS C．Na2S

6

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