1、沉淀溶解平衡1难溶电解质的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 ）100g2.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 易溶 可溶 微溶 难溶溶解度 10g 1-10g 0.01-1g 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3)若 Qc Ksp (AgBr) Ksp (AgI),所以溶解度:AgCl) Ksp (AgBr) Ks
2、p (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。3、 、溶度积的应用通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积浓度积( 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，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡；Qc Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；QcCuS转化的方程式可以表示为 ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+(aq)对于一些用酸或其他方法不能溶解的沉淀，可以将其转化成另一种用酸或其它方法能溶解的沉淀，然后出去。例如锅炉除水垢例、许多在水溶液中的反应,往往有易溶物转化为难
3、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 AgCl Ag2S CaSO4 Ca(OH)2溶解度(g) 1.510-4 1.310-6 0.2 0.165物质 Ca(HCO3)2 CaCO3 NH4HCO3 (NH4)2SO4溶解度(g) 16.6 1.510-3 21 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(CaSO 4)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+2
4、NH3=CaCO3+(NH 4)2SO4_沉淀溶解平衡4一考查沉淀溶解平衡中溶质浓度的计算例 3：已知：某温度时，Ksp(AgCl)=Ag +Cl 1.810 10 Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2CrO2- 4 1.110 12 试求：（1）此温度下 AgCl 饱和溶液和 Ag2CrO4 饱和溶液的物质的量浓度，并比较两者的大小。（2）此温度下，在 0.010mo1L-1 的 AgNO3 溶液中，AgCl 与 Ag2CrO4 分别能达到的最大物质的量浓度，并比较两者的大小。解析AgCl(s) Ag (aq)Cl (aq) 1510sp Lmol.8.)AgCl(K)gl(c Ag2CrO4
5、(s) 2Ag(aq)CrO 42 (aq)2x x(2x)2x=Ksp 153123442 0.6.)()( LolrOgCrOAgcsp c(AgCl)c(Ag2CrO4)在 0.010 molL-1 AgNO3 溶液中，c(Ag+)=0.010 molL -1AgCl(s) Ag (aq) Cl (aq)溶解平衡时： 0.010x x(0.010x) x1.810 10 x 很小， 0.010x 0.010x1.810 8 (molL1 )c(AgCl)= 1.8108 (molL1 )Ag2CrO4(s) 2Ag (aq) CrO24(aq)溶解平衡时： 0.010x x(0.0102
6、x) 2x1.110 12 x 很小， 0.0102x0.010x1.110 8 (molL1 ) c(Ag 2CrO4)1.110 -8 (molL1 ) c(AgCl)c(Ag 2CrO4)二考查沉淀溶解平衡中的溶度积规则例4将等体积的410 -3mo1L-1的AgNO 3和410 -3mo1L 1 K2CrO4混合，有无Ag 2CrO4沉淀产生? 已知K SP (Ag2CrO4)1.1210 -12。 解：等体积混合后,浓度为原来的一半。c(Ag+)=210-3molL-1;c(CrO4 2-)210 -3mol L-1Qic 2(Ag+)c(CrO4 2 -)(2l0 -3 )22l0
7、-38l0 -9K SP (CrO4-2)所以有沉淀析出【练习】在 100ml0.01mol/LKCl 溶液中，加入 1ml0.01mol/LAgNO3 溶液，下列说法正确的是（AgCl 的 Ksp1.810 10 ） ( )A有 AgCl 沉淀析出 B无 AgCl 沉淀 C无法确定 D有沉淀，但不是 AgCl沉淀溶解平衡5三考查沉淀溶解平衡中的同离子效应例 5将足量 BaCO3 分别加入： 30mL 水 10mL 0.2mol/LNa2CO3 溶液 50mL 0.01mol/L 氯化钡溶液 100mL 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：
8、 _ 例6已知室温下BaSO 4在纯水中的溶解度为1.0710 -5molL-1，BaSO 4在0.010molL -1 Na2SO4溶液中的溶解度是在纯水中溶解度的多少倍? 已知K SP (BaSO4)1.0710 -10 解：设BaSO 4在0.010molL -1 Na2SO4溶液中的溶解度为xmolL -1，则溶解平衡时：BaSO4(s) Ba(aq)2+SO4(aq)2平衡时浓度mol.L -1 x 0.010+x KSP (BaSO4) c（Ba 2+ ）c（ SO42-)=x(0.010 + x)=1.0710-10 因为溶解度x很小，所以 0.010+x0.0100.010x=
9、1.0710-10所以 x=1.0710-8(molL-1)计算结果与BaSO 4在纯水中的溶解度相比较，溶解度为原来的1.0710 -8 /1.0710-5 ,即约为00010倍。四考查沉淀溶解平衡中的除杂和提纯例Cu(OH) 2 在水溶液中存在着如下沉淀溶解平衡：Cu(OH) 2(s) Cu2+(aq)+2OH (aq)，在常温下Ksp=21020 。在常温下如果要生成 Cu(OH)2 沉淀，需要向 0.02 molL1 的 CuSO4 溶液中加入固体碱来调整溶液的 pH，使溶液的 pH 大于 （ ）A2 B3 C4 D5【答案】D【解析】由溶度积的公式有，K sp=c(Cu2+)c2(O
10、H )= 21020 ，若要使 0.02 molL1 的 Cu2+沉淀，则需c(OH )=1109 molL1 ，再根据水的离子积常数得， ，则 pH=559140)( molHc例题7 在1.0mol L-1Co2+溶液中，含有少量Fe 3+杂质。问应如何控制pH值，才能达到除去Fe 3+杂质的目的? K SP Co(OH) 2=1.09 l 0-15，K SPFe(OH) 3=2.6410 -39 解：使Fe 3+定量沉淀完全时的pH值：Fe(OH)3(s) = Fe3+ + 3 OH-KSPFe(OH)3 = c(Fe3+)c3(OH-) pH14 - (-log1.3810 -11)3
11、.14 使Co 2+不生成 Co(OH)2沉淀的pH 值： Co(OH)2(s) = Co2+ + 2OH-KSPCo(OH)2 = c(Co2+)c2(OH-)不生成Co(OH) 2沉淀的条件是c(Co2+)c2(OH-) KSPCo(OH)2 163908.104.2(FespOH)(OH cc沉淀溶解平衡6pH = 14 - (-log3.3010-8)6.50 所以应将PH值控制在3.146.5之间才能保证除去Fe 3+，而 Co2+留在溶液中。五考查沉淀溶解平衡中沉淀的转化例题 8、 BaS 为原料制备 Ba(OH)28H2O 的过程是：BaS 与 HCl 反应，所得溶液在 7090
12、C 时与过量 NaOH 溶液作用，除杂，冷却后得到 Ba(OH)28H2O 晶体。据最新报道，生产效率高、成本低的Ba(OH)28H2O 晶体的新方法是使 BaS 与 CuO 反应1新方法的反应方程式为： 2该反应反应物 CuO 是不溶物，为什么该反应还能进行：3简述新方法生产效率高、成本低的原因。解答：（1）BaSCuO9H 2OBa(OH) 28H2OCuS也可写 Ba(OH)2（2）CuS 的溶度积比 CuO 小得多（更难溶） ，有利于该反应正向进行。（3）CuS 为难溶物（未反应的 CuO 也不溶） ，过滤后，将滤液浓缩、冷却，就可在溶液中析出 Ba(OH)28H2O 晶体，故生产效率
13、高；CuS 在空气中焙烧氧化可得 CuO 与 SO2，故 CuO 可反复使用（SO 2 可用于制硫的化合物） ，因而成本低。11工业废水中常含有一定量的 Cr2O72 和 CrO42 ，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。方法 1：还原沉淀法该法的工艺流程为:其中第步存在平衡；2 CrO 42 (黄色)+2H + Cr2O72 (橙色)+H 2O（1）若平衡体系的 pH=2，该溶液显 色。（2）能说明第步反应达平衡状态的是 。aCr 2O72 和 CrO42 的浓度相同b2v(Cr 2O72 )= v(CrO42 )c溶液的颜色不变（3）第步中，还原 1 m
14、ol Cr2O72 离子，需要 mol 的 FeSO47H2O。（4）第步生成的 Cr(OH)3 在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH (aq)常温下，Cr(OH) 3 的溶度积 Ksp=c(Cr3+)c3(OH )= 11032 ，要使 c(Cr3+)降至 105 molL1 ，溶液的 pH 应调至 。方法 2：电解法该法用 Fe 做电极电解含 Cr2O72 的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液 pH 升高，产生 Cr(OH)3沉淀。（5）用 Fe 做电极的原因为 。（6）在阴极附近溶液 pH 升高的原因是（用电极反应解释）。 溶液中同时生成的沉淀
15、8152 03.0.9)Co(spOH)OH( cKc沉淀溶解平衡7还有 。【答案】（1）橙（2）c（3）6（4）5（5）阳极反应为 Fe 一 2e =Fe2+，提供还原剂 Fe2+（6）2H +2e =H2+ Fe(OH)3【解析】（1）根据所给的平衡体系可知，在酸性溶液中，平衡应该正向移动，故溶液显橙色。（2）能说明第步反应达到平衡的标志是溶液的颜色不变即各离子的浓度不变，但是离子的浓度不一定相等；反应过程中 2v(Cr2O72 ) 与 v(CrO42 )一直相等，所以 b 项无法判断是否达到平衡状态。（3）因为铬元素的化合价由+6 变为+3。所以 1 mol Cr2O72 需要得到 6 mol 电子，故需要 6 mol FeSO47H2O。（4）根据 Ksp 计算可知，当 c(Cr3+)=105 molL1 时c(OH )=109 molL1 ，故根据 Kw 计算得此时c(H+)=105 molL1 ，故溶液的 pH=5。（5）因为需要还原剂 F2+，故应该让铁作阳极，阳极反应为 Fe2e =Fe2+（6）根据离子的放电顺序可知，阴极放电的微粒是氢离子，故阴极附近溶液的 pH 升高，因为 Cr2O72 将亚铁离子氧化为铁离子，所以在溶液中还会生成氧氧化铁沉淀。
