上杭一中高三一輪復(fù)習(xí)沉淀溶解平衡(修改)

第8章物質(zhì)在水溶液中的行為第四講

沉淀溶解平衡2015-1-221、沉淀溶解平衡原理2、沉淀溶解平衡的應(yīng)用課程目標(biāo)1、書(shū)寫(xiě)Fe(OH)3的沉淀溶解平衡方程式____________，其Ksp的表達(dá)式為_(kāi)_____。2、已知Fe(OH)3溶解時(shí)吸熱，則溫度升高，Ksp______，F(xiàn)e(OH)3的溶解度____；向Fe(OH)3飽和溶液中，加入少量NaOH，則ksp____，F(xiàn)e(OH)3的溶解度____(填“增大”、“變小”或“不變”)。一、沉淀溶解平衡原理自我診斷（1）固態(tài)物質(zhì)的溶解度一定溫度下，某固態(tài)溶質(zhì)在100g溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量。有時(shí)也用1L水中所溶解的溶質(zhì)的物質(zhì)的量來(lái)表示。（2）溶解度與溶解性的關(guān)系

0.01

1

10

S(g)溶解性(20℃)易溶可溶微溶難溶(不溶)一、沉淀溶解平衡原理溶解度一、沉淀溶解平衡1.沉淀溶解平衡的建立v溶解>v沉淀,固體溶解固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)v溶解=v沉淀,溶解平衡v溶解<v沉淀,析出晶體2.“三大”特征動(dòng)—v溶解=v沉淀≠0定—達(dá)到平衡時(shí),固體質(zhì)量、離子濃度保持不變變—外界條件改變，溶解平衡將發(fā)生移動(dòng)溶解沉淀一、沉淀溶解平衡原理4.溶度積——沉淀溶解平衡常數(shù)(1)概念:在一定溫度下,難溶電解質(zhì)的飽和溶液中,離子濃度的冪之積。(2)表達(dá)式:對(duì)于沉淀溶解平衡:MmNn(s)mMn+(aq)+nNm-(aq),Ksp=___________。(3)意義:反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。當(dāng)化學(xué)式所表示的組成中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同時(shí),Ksp的數(shù)值越大,說(shuō)明難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越___。(4)影響因素:在一定溫度下,它是一個(gè)常數(shù),只受_____影響,不受溶液中物質(zhì)濃度的影響。[Mn+]m[Nm-]n大溫度一、沉淀溶解平衡原理5.濃度商(1)表達(dá)式:MmNn(s)mMn+(aq)+nNm-(aq),Q=_______________。式中的濃度是任意時(shí)刻的濃度。(2)應(yīng)用:判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解。Q__Ksp:溶液過(guò)飽和,有沉淀析出;Q__Ksp:溶液飽和,達(dá)到溶解平衡;Q__Ksp:溶液未飽和,固體溶質(zhì)溶解。cm(Mn+)·cn(Nm-)>=<一、沉淀溶解平衡原理考點(diǎn)1影響沉淀溶解平衡的因素1.內(nèi)因難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)。溶度積(Ksp)反映難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。對(duì)同類型的電解質(zhì)而言,Ksp數(shù)值越大,電解質(zhì)在水中溶解度越大;Ksp數(shù)值越小,難溶電解質(zhì)的溶解度也越小。一、沉淀溶解平衡原理2.外因(1)濃度:(Ksp不變):①加水稀釋,平衡向溶解的方向移動(dòng);②向平衡體系中加入難溶物相應(yīng)的離子,平衡逆向移動(dòng);③向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或更難電離或氣體的離子時(shí),平衡向溶解的方向移動(dòng)。(2)溫度:絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過(guò)程,升高溫度,平衡向溶解的方向移動(dòng),Ksp增大。一、沉淀溶解平衡原理3.實(shí)例以AgCl為例:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)外界條件移動(dòng)方向[Ag+]Ksp升高溫度加入少量的AgNO3加入Na2S通入HCl一、沉淀溶解平衡原理正向增大增大逆向增大不變正向減小不變逆向減小不變【高考警示】(1)沉淀溶解平衡是化學(xué)平衡的一種,沉淀溶解平衡移動(dòng)也同樣遵循勒夏特列原理。(2)絕大多數(shù)固體的溶解度隨溫度的升高而增大,但有少數(shù)物質(zhì)的溶解度隨著溫度的升高而減小,如Ca(OH)2。(3)Ksp大的物質(zhì),溶解度不一定大,只有組成相似的物質(zhì),才能用Ksp比較其溶解度的大小。一、沉淀溶解平衡原理【典例1】(2013·濟(jì)南模擬)把Ca(OH)2放入蒸餾水中,一段時(shí)間后達(dá)到平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)。下列說(shuō)法正確的是(

)A.恒溫下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高B.給溶液加熱,溶液的pH升高C.向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固體質(zhì)量增加D.向溶液中加入少量NaOH固體,Ca(OH)2固體質(zhì)量不變一、沉淀溶解平衡原理C【互動(dòng)探究】(1)A項(xiàng)中n(Ca2+)是增大還是減小?提示:CaO和水反應(yīng),消耗了水,部分Ca(OH)2固體析出,n(Ca2+)減小。(2)向題干溶液中加入少量NH4Cl固體,平衡將如何移動(dòng)?[Ca2+]將如何變化?提示:NH4Cl電離產(chǎn)生,OH-與反應(yīng)濃度降低,平衡右移,[Ca2+]增大。一、沉淀溶解平衡原理現(xiàn)有一瓶0.2mol/L濃度的氯化鐵溶液，請(qǐng)回答一下問(wèn)題：1、用氯化鐵溶液制備氫氧化鐵沉淀有那些方法？2、濃度都是0.2mol/L氯化鐵和NaOH溶液,等體積混合能否生成氫氧化鐵沉淀？

已知常溫下氫氧化鐵的溶度積常數(shù)為2.6×10-393、濃度都是0.2mol/L氯化鐵溶液和氨水，等體積混合能否生成氫氧化鐵沉淀？

已知NH3.H2OKb=1.8×10-54、已知濃度均為0.5mol/L的下列溶液，其中的pH碳酸氫鈉pH=8碳酸鈉pH=10能否跟0.2mol/L氯化鐵溶液反應(yīng)，生成沉淀？二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用1.沉淀的生成(1)調(diào)節(jié)pH法:如除去CuCl2溶液中的雜質(zhì)FeCl3,可以向溶液中加入CuO,調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去。離子方程式為:_________________________,__________________。(2)沉淀劑法:如用H2S沉淀Hg2+的離子方程式為:____________________。Fe3++3H2O====Fe(OH)3↓+3H+CuO+2H+====Cu2++H2OH2S+Hg2+====HgS↓+2H+二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用2.沉淀的溶解(1)酸溶解法:如CaCO3溶于鹽酸,離子方程式為:__________________________。Cu(OH)2溶于稀硫酸,離子方程式為:_______________________。(2)鹽溶液溶解法:如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,離子方程式為:_______________________________。CaCO3+2H+====Ca2++CO2↑+H2OCu(OH)2+2H+====Cu2++2H2OMg(OH)2+2====Mg2++2NH3·H2O二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用3.沉淀的轉(zhuǎn)化(1)實(shí)質(zhì):沉淀溶解平衡的移動(dòng)。(2)規(guī)律:一般說(shuō)來(lái),溶解度小的沉淀容易轉(zhuǎn)化成___________的沉淀。沉淀的溶解度差別越大,越容易轉(zhuǎn)化。(3)應(yīng)用:①鍋爐除垢:將CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,離子方程式為:_________________________。②礦物轉(zhuǎn)化:CuSO4溶液遇ZnS轉(zhuǎn)化為CuS,離子方程式為:___________________。溶解度更小CaSO4+====CaCO3+Cu2++ZnS====CuS+Zn2+二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用考點(diǎn)2溶度積在沉淀溶解平衡中的“三大應(yīng)用”

通過(guò)比較溶度積(Ksp)和溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積(濃度商Q)的相對(duì)大小,可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否生成或溶解。(1)Q>Ksp,溶液過(guò)飽和,有沉淀析出,直至溶液飽和,達(dá)到新的平衡狀態(tài);(2)Q=Ksp,溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài);(3)Q<Ksp,溶液未飽和,無(wú)沉淀析出,若加入過(guò)量難溶電解質(zhì),難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和。二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用應(yīng)用一:沉淀的生成(1)條件:濃度商(Q)大于溶度積(Ksp)。(2)應(yīng)用:①分離離子:同一類型的難溶電解質(zhì),如AgCl、AgBr、AgI,溶度積小的物質(zhì)先析出,溶度積大的物質(zhì)后析出。②控制溶液的pH來(lái)提純物質(zhì),如除去CuCl2中的FeCl3就可以向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物質(zhì),將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去。二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用應(yīng)用二:沉淀的溶解當(dāng)溶液中濃度商Q小于Ksp時(shí),沉淀可以溶解,其常用的方法有:(1)酸堿溶解法:加入酸或堿與溶解平衡體系中的相應(yīng)離子反應(yīng),降低離子濃度,使平衡向溶解的方向移動(dòng),如CaCO3可溶于鹽酸。(2)鹽溶解法:加入鹽溶液,與沉淀溶解平衡體系中某種離子反應(yīng)生成弱電解質(zhì),從而減小離子濃度使沉淀溶解,如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。(3)氧化還原法:通過(guò)發(fā)生氧化還原反應(yīng)使平衡體系中的離子濃度降低,從而使沉淀溶解,如Ag2S溶于硝酸。二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用應(yīng)用三:沉淀的轉(zhuǎn)化(1)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動(dòng)。一般是溶解度小的沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化生成溶解度更小的沉淀。(2)溶解度較小的沉淀在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的沉淀,如在BaSO4的飽和溶液中加入高濃度的Na2CO3溶液,也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的BaCO3沉淀。二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用【高考警示】(1)溶度積曲線上的點(diǎn)表示該條件下,達(dá)到溶解與沉淀平衡狀態(tài);在曲線下方的點(diǎn)表示該溫度下未達(dá)到平衡;在曲線上方的點(diǎn)表示過(guò)飽和狀態(tài)。(2)涉及Q的計(jì)算時(shí),易忽視等體積混合后離子的濃度均減半而使計(jì)算出錯(cuò)。故離子濃度一定是混合溶液中的離子濃度,所代入的溶液體積也必須是混合液的體積。二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用【典例2】(2013·北京高考)實(shí)驗(yàn):①0.1mol·L-1AgNO3溶液和0.1mol·L-1NaCl溶液等體積混合得到濁液a,過(guò)濾得到濾液b和白色沉淀c;②向?yàn)V液b中滴加0.1mol·L-1KI溶液,出現(xiàn)渾濁;③向沉淀c中滴加0.1mol·L-1KI溶液,沉淀變?yōu)辄S色。下列分析不正確的是(

)A.濁液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)B.濾液b中不含有Ag+C.③中顏色變化說(shuō)明AgCl轉(zhuǎn)化為AgID.實(shí)驗(yàn)可以證明AgI比AgCl更難溶二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用B【變式訓(xùn)練】常溫下,Ksp(CaSO4)=9×10-6mol2·L-2,常溫下CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

)二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用A.在任何溶液中,[Ca2+]、[]均相等B.b點(diǎn)將有沉淀生成,平衡后溶液中[]一定等于3×10-3mol·L-1C.a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp等于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的KspD.d點(diǎn)溶液通過(guò)蒸發(fā)可以變到c點(diǎn)二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用C例1：0.004mol·L-1AgNO3與0.004mol·L-1K2CrO4等體積混合，有無(wú)Ag2CrO4沉淀生成？(Ag2CrO4的Ksp=1.1×10-12)解：2Ag++CrO42-Ag2CrO4

Qc=c2(Ag+)c(CrO42-)Qc>Ksp(Ag2CrO4)有Ag2CrO4

沉淀生成。

結(jié)論：利用溶度積規(guī)則可以判斷沉淀能否生成。=(0.002)3=8×10-9例2：鍋爐中水垢中含有CaSO4

，可先用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3。CaSO4

SO42-+

Ca2+

+CO32-CaCO3例3、計(jì)算當(dāng)CO32-的濃度達(dá)到SO42-濃度的多少倍數(shù)時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)由BaSO4轉(zhuǎn)化成BaCO3沉淀。BaSO4+CO32-BaCO3+SO42-

則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c（SO42-）c（CO32-）c（SO42-）·c（Ba2+）c（CO32-）·c（Ba2+）=KSP（BaSO4）KSP（BaCO3）=1.1×10-102.58×10-9==0.043[答案]可以算出當(dāng)溶液中CO32-的濃度達(dá)到SO42-濃度的23.3倍時(shí),就可以實(shí)現(xiàn)上述的轉(zhuǎn)化.Ksp(BaCO3)=2.58×10-9mol2.L-2

；Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2.L-2

總結(jié):利用溶度積規(guī)則可以判斷沉淀能否轉(zhuǎn)化。而且一定條件下溶解能力小的物質(zhì)也可以轉(zhuǎn)化成溶解能力相對(duì)較大的物質(zhì)。例4：在1mol·L-1CuSO4溶液中含有少量的Fe3+雜質(zhì)，pH值控制在什么范圍才能除去Fe3+?[使c(Fe