试验九配合物与沉淀——溶解平衡
令狐文艳
一．实验目的：
1．加深理解配合物的组成和稳定性。了解配合物形成时特征
2．加深理解沉淀—溶解平衡和溶度积的概念。掌握溶度积规则及其应用
3．初步学习利用沉淀反应和配位溶解的方法，分离常见混合阳离子
4．学习电动离心机的使用和固—液分离操作
二．实验原理：
配合物石油形成体（又称为中心离子或原子）与一定数目的配位体（负离子或中性分子）。以配位键结合而形成的一类复杂化合物，是路易斯（Lewis）酸和路易斯（Lewis）碱的加合物。配合物的内层与外层之间以离子键结合，在水溶液中完全解离。配位个体在水溶液中分步解离，其类似于弱电解质。
在一定条件下，中心离子。配位个体和配位个体之间达到配位平衡。例：
Cu2+ + 4NH3——[Cu（NH3）4]2+
相应反应的标准平衡常数Kf Q。成为配合物的稳定常数。对于相同类型的配合物Kf Q数值愈大就愈稳定。
在水溶液中，配合物的生成反应。主要有配位体的取代反应和加合反应
例：[Fe（SCN）n]3+ + ===[FeF6]3- + nScn-
HgI2(s) + 2I- ==[HgI4]2-
配合物形成时，往往伴随溶液颜色、酸碱性（即PH）。难溶电解质溶解度，中心离子氧化还原的改变等特征。2．沉淀—溶解平衡
在含有难溶电解质晶体的饱和溶液中，难溶强电解质与溶液中相应离子间的多相离子平衡。称为：沉淀—溶解平衡。
用通式表示如下;
AnBn(s)==mA n+（ag） + nB m-(ag)
其溶度积常数为：
Ksp Q（A m B n）==[c(A n+)/c Q]m[c(B m-)/c Q]n
沉淀的生成和溶解。可以根据溶度积规则判断：J Q> Ksp Q有沉淀析出、平衡向右移动J Q = Ksp Q 处于平衡状态、溶液为饱和溶液
J Q< Ksp Q无沉淀析出、或平衡向右移动，原来的沉淀溶解
溶液PH的改变，配合物的形成发生氧化还原反应。往往会引起难溶电解质溶解度的改变。
对于相同类型的难溶电解质。可以根据其Ksp Q的相对大小
判断沉淀的先后顺序，对于不同类型的难溶电解质，则要根据计算所需测定试剂浓度的大小来判断测定的先后顺序。
两种测定间相互转换的难易程度，要根据沉淀转化反应的标准平衡常数确定。利用测定反应和配位溶解。可以分离溶液中心某些离子。
实验内容与数据处理
四．思考题
1．比较[FeCl4]-，[Fe（NCS）3-和[FeF6]3-稳定性。2．比较[Ag（NH3）2]+，[Ag（S2O3）2]3-和[AgI]-的稳定性
3．试计算0.1mol·L-1Na2H2Y溶液的pH 4．如何正确地使用电动离心机？
第四节难溶电解质的溶解平衡 第1课时沉淀溶解平衡与溶度积 [学习目标] 1.知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素，能多角度、动态地分析难溶电解质的溶解平衡。 2.知道溶度积的意义，建立根据溶度积和离子积的大小关系判断反应进行方向的思维模型。 一、难溶电解质的溶解平衡 1．AgCl沉淀溶解平衡的建立 (1)在装有少量难溶的AgCl白色固体的试管中，加入约5 mL蒸馏水，充分振荡后静置。 ①取约2 mL上层清液于另一试管中，滴加浓盐酸，观察到的现象是有白色沉淀生成。 ②由上述实验得出的结论是原上层清液中含有Ag＋。 (2)分析AgCl的溶解过程：AgCl在溶液中存在下述两个过程：一方面，在水分子作用下，少量Ag＋和Cl－脱离AgCl的表面溶于水中，即存在溶解过程；另一方面，溶液中的Ag＋和Cl－受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl的表面析出，即存在沉淀过程。在一定温度下，当AgCl溶解和生成的速率相等时，达到溶解平衡状态，得到AgCl的饱和溶液。 Cl－(aq)＋Ag＋(aq)，由于沉淀、溶解之间的这(3)AgCl溶于水的平衡方程式是AgCl(s)溶解 沉淀 种动态平衡的存在，决定了Ag＋和Cl－的反应不能进行到底。 2．溶解平衡的概念与特征 (1)概念 在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了动态平衡，叫做沉淀溶解平衡。 (2)特征
(3)反应完全的标志 对于常量的化学反应来说，化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10－5 mol·L－1时，沉淀就达完全。 3．影响因素 (1)实例分析 已知溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，请分析当改变下列条件时，对该溶解平衡的影响，填写下表(浓度变化均指平衡后和原平衡比较)： 条件改变移动方向c(Mg2＋)c(OH－) 加水正向移动不变不变 升温正向移动增大增大 加MgCl2(s)逆向移动增大减小 加盐酸正向移动增大减小 加NaOH(s)逆向移动减小增大 (2)外界条件对沉淀溶解平衡的影响 ①温度：升高温度，多数溶解平衡向溶解方向移动；少数溶解平衡向生成沉淀方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡。 ②浓度：加水稀释，溶解平衡向溶解方向移动。 ③同离子：加入与难溶电解质构成中相同的离子，平衡向生成沉淀方向移动。 ④其他：加入可与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，溶解平衡向溶解方向移动。 (1)易溶电解质或难溶电解质的饱和溶液中存在溶解平衡，不饱和溶液中不存在溶解平衡。 (2)影响难溶电解质溶解平衡的因素，除内因外，主要涉及温度、浓度(包括稀释、加入同种离子)等。 例1下列关于溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)的说法正确的是() A．AgCl沉淀的生成和溶解同时在不断进行，且速率相等 B．等物质的量的AgNO3和NaCl溶于水后，溶液中不存在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
沉淀溶解平衡的应用、溶度积的相关计算及溶解图像 （解析版） 一、单选题（本大题共22小题，每题1分，共22分） 1.一定温度下，三种碳酸盐MCO 3 (M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：pM＝－lg c(M)，p(CO2－3)＝－lg c(CO2－3)。下列说法正确的是 ( ) A．MgCO 3、CaCO 3 、MnCO 3 的K sp依次增大 B．a点可表示MnCO 3 的饱和溶液，且c(Mn2＋)＝c(CO2－3) C．b点可表示CaCO 3 的饱和溶液，且c(Ca2＋)
试验九配合物与沉淀一一溶解平衡 一.实验目的： 1. 加深理解配合物的组成和稳定性。了解配合物形成时特征 2. 加深理解沉淀一溶解平衡和溶度积的概念。掌握溶度积规则及其应用 3. 初步学习利用沉淀反应和配位溶解的方法，分离常见混合阳离子 4. 学习电动离心机的使用和固一液分离操作 二.实验原理： 配合物石油形成体(又称为中心离子或原子)与一定数目的配位体(负离子或中性分子)。以配位键结合而形成的一类复杂化合物，是路易斯(Lewis)酸和路易斯(Lewis) 碱的加合物。配合物的内层与外层之间以离子键结合，在水溶液中完全解离。配位个体在水溶液中分步解离，其类似于弱电解质。 在一定条件下，中心离子。配位个体和配位个体之间达到配位平衡。例： CiF + 4NH3 ——[Cu (NH3)4]2+\ 相应反应的标准平衡常数Kf Q0成为配合物的稳定常数。对于相同类型的配合物Kf°数值愈大就愈稳定。 在水溶液中，配合物的生成反应。主要有配位体的取代反应和加合反应\例：[Fe (SCN n]3+ + ===[FeF]3- + nScri Hgb(s) + 2I- ==[Hgk]2- 配合物形成时，往往伴随溶液颜色、酸碱性(即PH)。难溶电解质溶解度，中心离子氧 化还原的改变等特征。 2 .沉淀一溶解平衡 在含有难溶电解质晶体的饱和溶液中，难溶强电解质与溶液中相应离子间的多相离子平衡。称为：沉淀一溶解平衡。 用通式表示如下； \ AnBn (s) == mA n+(ag) + n B m-(ag) 其溶度积常数为： \K S H (A m B n) ==[c(A n+)/c Q]m[c(B m-)/c Q]n/ 沉淀的生成和溶解。可以根据溶度积规则判断： J Q > Ksp Q有沉淀析出、平衡向右移动 J = Ksp3处于平衡状态、溶液为饱和溶液 J Q < Ksp Q无沉淀析出、或平衡向右移动，原来的沉淀溶解 溶液PH的改变，配合物的形成发生氧化还原反应。往往会引起难溶电解质溶解度的改变。 对于相同类型的难溶电解质。可以根据其Ksp3的相对大小判断沉淀的先后顺序，对于不同类型的难溶电解质，则要根据计算所需测定试剂浓度的大小来判断测定的先后顺序。 两种测定间相互转换的难易程度，要根据沉淀转化反应的标准平衡常数确定。利用测定反应和配位溶解。可以分离溶液中心某些离子。
第3节沉淀溶解平衡知识点 核心知识点及知识点解读 一、沉淀溶解平衡和溶度积 1、沉淀溶解平衡的建立：一定条件下，强电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉 淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。 2、沉淀溶解平衡常数－－溶度积 （1）定义：在一定条件下，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 做溶度积常数或溶度积。 （2）表达式：以PbI2(s)溶解平衡为例： PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)K sp＝[Pb2+][I-]2=7.1×10-9mol3L-3 （3）意义 溶度积反映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，K sp的数值越大，电解质在水中的溶解能力越强。 （4）影响K sp的因素 K sp与其他化学平衡常数一样，只与难溶性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。 3、沉淀溶解的特征：等、动、定、变。 等——v溶解 = v沉淀（结晶） 动——动态平衡， v溶解 = v沉淀≠0 定——达到平衡时，溶液中离子浓度不再改变。 变——当外界条件改变，溶解平衡将发生移动。 4、影响溶解平衡的因素 （1）内因：电解质本身的性质 ①绝对不溶的电解质是没有的。 ②同是难溶电解质，溶解度差别也很大。 ③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：遵循平衡移动原理 ①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。 ②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。 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，但K sp 不变。 ④其他：向沉淀溶解平衡体系中，加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或气体的离 子，使平衡向溶解的方向移动，K sp不变。 二、沉淀溶解平衡的应用 1、溶度积规则 通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积－－浓度商Q C的现对大小，可以判断难溶 电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解： Q C>K sp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。 Q C=K sp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。 Q C 7 沉淀-溶解平衡习题解答(p180-182) 1. 解答：(1)解：AgI (2)解：Mg(OH)2 2. 解答：(1) CaF 2 ? Ca 2+ + 2F - s+0.0010 2s K sp =(s+0.0010)(2s)240.0010s 2 (2) Ag 2CrO 4 ? 2Ag + + CrO 42- 2s+0.010 s K sp =(2s+0.010) 2 s 0.0102 s 3. 解答： M 2X = 2M + + X 2- X 2-有酸效应： 4. 解答：(1) CaF 2 ? Ca 2+ + 2F - (2) BaSO 4 ? Ba 2+ + SO 42- (3) CuS ? Cu 2+ + S 2- ) L mol (104.1)L mol ()5.077.234104.1(11612 62 ----??=???==s K sp ) L m ol (102.1)L m ol ()32.581105.8(44)2(11113 33 2 ----??=????==?=s s s K sp 1 5111 L mol 102.8L mol 0010.04107.20.0010 4----??=???= ?= θ sp K s 1 82 12 2L mol 100.2010.0100.2010.0---??=?==θ sp K s 19 2 12 2X(H)100.1Ka Ka ][H Ka ][H 1?=++=++α) L (mol 100.14100.1100.44 )2(1103 19 493 X(H) sp X(H) sp 'sp 2---??=???= ?= ?==?ααθθ θK s K K s s ) L (mol 102.14)10(107.24 )2(1010 8.6101][1133 2 2.1113 2 ) (2 ) (22 .14 2 ) (-----+??=??=?= ?=?=?+=+=H F sp H F sp a H F K s K s s K H αααθθ) L (mol 104.110101.11010 2.10 .21][1142.210)() (22 .22 ) (24 24 224----+??=??=?=?==?+=+ =--- H SO sp H SO sp a H SO K s K s K H αααθ θ 沉淀溶解平衡课时练习{1课时} 1．下列有关Ksp的叙述中正确的是() ②Ksp只与电解质的本性有关，而与外界条件无关 ③Ksp表示难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时，溶液中离子浓度计量数次幂之积 ④Ksp的大小与难溶电解质的性质和温度有关 A．①③B．②④C．③④D．①② 2．下列关于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，通入二氧化碳气体，溶解平衡不移动。 3．氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)时，为使Mg(OH) 2固体的量减少，可加入少量的（） A．NaOH B．NH4Cl C．MgSO4 D．NaCl 4对于难溶盐MX，其饱和溶液中M+ 和X- 浓度之间的关系为Ksp=c(M+)?c(X-)，现将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的顺序是（） ①20 mL 0.01mol?L-1 KCl溶液；②30 mL 0.02mol?L-1 CaCl2溶液； ③40 mL 0.03mol?L-1 HCl溶液；④10 mL蒸馏水；⑤50 mL 0.05mol?L-1 AgNO 3溶液 A．①>②>③>④>⑤B．④>①>③>②>⑤ C．.⑤>④>②>①>③D．④>③>⑤>②>① 5下列说法正确的是( ) A．KClO3和SO3溶于水后能导电，故KClO3和SO3为电解质 B．25℃时、用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液至pH＝7，V醋酸＜VNaOH C．向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液，有沉淀和气体生成 D．AgCl易转化为AgI沉淀且K(AgX)＝c(Ag+)·c(X—)，故K(AgI)＜K(AgCl) 6已知常温下：K sp(AgCl)＝1.8×10－10，K sp(Ag2CrO4)＝1.9×10－12 ，下列叙述正确的是A．AgCl在饱和NaCl溶液中的K sp比在纯水中的小 试验九配合物与沉淀——溶解平衡 一．实验目的： 1．加深理解配合物的组成和稳定性。了解配合物形成时特征 2．加深理解沉淀—溶解平衡和溶度积的概念。掌握溶度积规则及其应用 3．初步学习利用沉淀反应和配位溶解的方法，分离常见混合阳离子 4．学习电动离心机的使用和固—液分离操作 二．实验原理： 配合物石油形成体（又称为中心离子或原子）与一定数目的配位体（负离子或中性分子）。以配位键结合而形成的一类复杂化合物，是路易斯（Lewis）酸和路易斯（Lewis）碱的加合物。配合物的内层与外层之间以离子键结合，在水溶液中完全解离。配位个体在水溶液中分步解离，其类似于弱电解质。 在一定条件下，中心离子。配位个体和配位个体之间达到配位平衡。例： Cu2++ 4NH3——[Cu（NH3）4]2+ 相应反应的标准平衡常数Kf Q。成为配合物的稳定常数。对于相同类型的配合物Kf Q 数值愈大就愈稳定。 在水溶液中，配合物的生成反应。主要有配位体的取代反应和加合反应 例：[Fe（SCN）n]3++ ===[FeF6]3-+ nScn- HgI2(s) + 2I-==[HgI4]2- 配合物形成时，往往伴随溶液颜色、酸碱性（即PH）。难溶电解质溶解度，中心离子氧化还原的改变等特征。 2．沉淀—溶解平衡 在含有难溶电解质晶体的饱和溶液中，难溶强电解质与溶液中相应离子间的多相离子平衡。称为：沉淀—溶解平衡。 用通式表示如下; AnBn(s) == mA n+（ag）+ nB m-(ag) 其溶度积常数为： Ksp Q（A m B n）==[c(A n+)/c Q]m[c(B m-)/c Q]n 沉淀的生成和溶解。可以根据溶度积规则判断： J Q> Ksp Q有沉淀析出、平衡向右移动 J Q= Ksp Q 处于平衡状态、溶液为饱和溶液 J Q< Ksp Q无沉淀析出、或平衡向右移动，原来的沉淀溶解 溶液PH的改变，配合物的形成发生氧化还原反应。往往会引起难溶电解质溶解度的改变。 对于相同类型的难溶电解质。可以根据其Ksp Q的相对大小判断沉淀的先后顺序，对于不同类型的难溶电解质，则要根据计算所需测定试剂浓度的大小来判断测定的先后顺序。 两种测定间相互转换的难易程度，要根据沉淀转化反应的标准平衡常数确定。利用测定反应和配位溶解。可以分离溶液中心某些离子。 实验内容与数据处理 第3节沉淀溶解平衡 第1课时沉淀溶解平衡与溶度积 [核心素养发展目标] 1.变化观念与平衡思想：知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素，能多角度、动态地分析难溶电解质的溶解平衡。2.证据推理与模型认知：知道溶度积的 意义，建立根据溶度积和离子积的大小关系判断反应进行方向的思维模型。 一、沉淀溶解平衡及其影响因素 1．固体物质的溶解度(S)与溶解性的关系 溶解性难溶微溶可溶易溶 S的范围S＜0.01 g 0.01 g＜S＜1 g 1 g＜S＜10 g S＞10 g 2.PbI2固体的溶解平衡 实验操作 ①在装有少量难溶的PbI2黄色固体的试管中，加入约3 mL蒸馏水， 充分振荡后静置； ②待上层液体变澄清后，即得到PbI2饱和溶液，向其中滴加几滴 0.1 mol·L－1 KI溶液 实验现象在上层清液中加入KI溶液后，有黄色沉淀产生 实验结论 上层清液中有Pb2＋存在，当加入KI溶液后，I－浓度增大，发生反 应：Pb2＋＋2I－===PbI2↓，从而有黄色PbI2沉淀生成 3.沉淀溶解平衡 (1)概念 在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了动态平衡，叫作难溶电解质的沉 淀溶解平衡。如AgCl溶于水的沉淀溶解平衡表示为AgCl(s)溶解 沉淀 Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。(2)特征 (3)沉淀溶解平衡的表达式： M m A n(s)m M n＋(aq)＋n A m－(aq) 在沉淀后用“s”标明状态，溶液中用“aq”标明状态，并用“”连接。 如：PbI2沉淀溶解平衡可表示为PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)。 4．影响因素 (1)实例分析 已知溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)ΔH＞0，请分析当改变下列条件时，对该溶解平衡的影响，填写下表(浓度变化均指平衡后和原平衡比较)： 条件改变移动方向c平(Mg2＋) c平(OH－) 加水正向移动不变不变 升温正向移动增大增大 加MgCl2(s) 逆向移动增大减小 加盐酸正向移动增大减小 加NaOH(s) 逆向移动减小增大 (2)外界条件对沉淀溶解平衡的影响 ①温度：升高温度，多数溶解平衡向溶解方向移动；少数溶解平衡向生成沉淀方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡。 ②浓度：加水稀释，溶解平衡向溶解方向移动。 ③同离子：加入与难溶电解质构成中相同的离子，平衡向生成沉淀方向移动。 ④反应离子：加入可与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，溶解平衡向溶解方向移动。 (1)由于BaSO4难溶，所以将BaSO4加入水中，溶液中无Ba2＋和SO2－4() (2)难溶电解质的溶解平衡是动态平衡，即溶解和沉淀仍然同时进行着，只是v(溶解)＝v(沉淀) () (3)Ca(OH)2溶解放热，所以升温，Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)溶解平衡逆向移动() (4)含等物质的量的AgNO3与NaCl的溶液混合后，恰好完全生成AgCl沉淀，溶液中不存在Ag＋和Cl－() (5)当溶液中某离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，可视为该离子沉淀完全() 答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√ 1．Ca(OH)2是一种强碱，在水中应该完全电离，但某同学见到过以下两个式子，Ca(OH)2===Ca2＋＋2OH－、Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，请帮他解开迷惑。 7沉淀-溶解平衡习题解答(p180-182) 1.解答：(1)解：AgI (2)解：Mg(OH)2 2.解答：(1)CaF2?Ca2++2F- s+0.00102s K sp=(s+0.0010)(2s)2?4?0.0010s2 (2)Ag2CrO4?2Ag++CrO42- 2s+0.010s K?sp=(2s+0.010)2?s?0.0102?s Ca3(PO4)2=3Ca2++2PO43- 3s2s 11.解答：AgCl=Ag++Cl- Ag+与NH3会形成配合物，影响AgCl沉淀的溶解平衡 或者：AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl- 12.解：[Ba2+]=0.010/1.0=0.010mol?L-1[F-]=0.020/1.0=0.020mol?L-1 Ba2++2F-=BaF2J=[Ba2+][F-]2=0.010?0.0202=4.0?10-6?K?sp有沉淀生成 s?(2s)2=K?sp=1.0?10-6 [Ba2+]=6.3?10-3mol?L-1[F-]=2s=0.013mol?L-1 13.解答： J=[Mg2+][OH-]2=1.0?10-3?(1.8?10-6)=3.2?10-15?K?sp 所以：无Mg(OH)2沉淀生成 14.解：MnS(s)+2HAc(aq)=Mn 2+(aq)+2Ac -(aq)+H 2S(aq) x 0.200.400.20 所以，溶解0.20molMnS 需HAc 的浓度为：0.032+0.40=0.43mol ?L -1 15.解：必须同时考虑同离子效应和酸效应。 αS 2-（H ）=1+β1[H +]+β2[H +]2 β1=1/k a2=121069.7?;β2=1/k a1k a2=191010.8? 所以αS 2-（H ）=131010.8? θsp θsp K 'K =αS 2-（H ）=41086.4-? 16.所以[Cl - 同理，K θsp 同理，n （CO2）当加入与NaOH 等当量的NH4Cl 时，完全生成NH3 ∴必须再加入NH4Cl 形成缓冲溶液，再降低溶液pH ∴加入的总的NH4Cl 解法二，0.357 101.43 50.0 20.00.5050.0 50.020.00.05020.0 O H 2NH Mg 2NH (s) Mg(OH)223242=?=+?+??+=+-++x ∴加入的总的NH4Cl 19.解答： J=[Zn 2+][OH -]=2.6?10-16?K ?sp =1.2?10-17 计算说明有Zn(OH)2沉淀生成。 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 ）×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： 3.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。 溶质溶解的过程是一个可逆过程： ? ?? ??→<→=→>????→→晶体析出 溶解平衡固体溶解 结晶溶液中的溶质溶解固体溶质结晶溶解结晶溶解结晶溶解v v v v v v 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)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：即：AmBn(s)mA n+ (aq)＋nB m － (aq) Ksp =[A n+]m ·[B m －]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：Ag 2CrO 4(s)2Ag + (aq)＋CrO 42-(aq)， Ksp(Ag 2CrO 4)=[Ag +]2 [CrO2- 4] ＝1.1×10 －12 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 溶解 沉淀 沉淀溶解平衡 一、选择题 1．下列说法正确的是(B) A．溶度积小的物质一定比溶度积大的物质溶解度小 B．对同类型的难溶物，溶度积小的一定比溶度积大的溶解度小 C．难溶物质的溶度积与温度无关 D．难溶物的溶解度仅与温度有关 2．已知25℃时，AgCl的溶度积K sp＝1.8×10－10 mol2·L－2，则下列说法正确的是( D) A．向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，K sp变大 B．AgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中，一定有c(Ag＋)＝c(Cl－) C．温度一定时，当溶液中c(Ag＋)·c(Cl－)＝K sp时，此溶液中必有AgCl沉淀析出 D．将AgCl加入到较浓Na2S溶液中，AgCl转化为Ag2S，因为AgCl溶解度大于Ag2S 3．常温下，已知Mg(OH)2的溶度积常数为1.8×10－11mol3·L－3，则Mg(OH)2的饱和溶液的pH最接近于(C) A．1B．3 C．11 D．13 4．水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3和MgCO3的解释正确的是(D) A．Mg(OH)2的溶度积大于MgCO3的溶度积，且在水中发生了沉淀转化 B．Mg(OH)2的溶度积小于MgCO3的溶度积，且在水中发生了沉淀转化 C．MgCO3电离出的CO2－3发生水解，使水中OH－浓度减小，对Mg(OH)2的沉淀溶解平衡而言，Q＜K sp，生成Mg(OH)2沉淀 D．MgCO3电离出的CO2－3发生水解，使水中OH－浓度增大，对Mg(OH)2的沉淀溶解平衡而言，Q＞K sp，生成Mg(OH)2沉淀 5．在CaF2(K sp＝5.3×10－9mol3·L－3)与CaSO4(K sp＝9.1×10－6mol2·L－2)混合的饱和溶液中，测得F－浓度为1.8×10－3mol·L－1，则溶液中SO2－4的浓度为(B) A．3.0×10－3mol·L－1 B．5.7×10－3mol·L－1 C．1.6×10－3mol·L－1 D．9.0×10－4mol·L－1 Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)，在常温下 6．Cu(OH)2在水中存在着沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s) K sp＝2×10－20mol3·L－3.某CuSO4溶液中[Cu2＋]＝0.02 mol·L－1，在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要向CuSO4溶液中加入碱溶液来调整溶液的pH，则溶液的pH大于(D) A．2 B．3 C．4 D．5 二、非选择题 1、沉淀溶解平衡的影响因素：将Ca(OH)2固体放入水中，一段时间后达如下平衡： Ca(OH)2(s)Ca2+(aq) +2OH-(aq),试分析下列变化对沉淀溶解平衡的影响 【小结】①升高温度，沉淀溶解平衡一般向沉淀溶解的方向移动（Ca(OH)2除外） ②加入少量水，沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动，溶液中离子浓度不变固体的质量会减小 1．(1)已知K sp(AgBr)＝4.9×10－13，则将AgBr放在蒸馏水中形成饱和溶液，溶液中的c(Ag＋)是多少？ (2)已知常温时，K sp[Mg(OH)2]＝4.0×10－12mol3·L－3， 则将Mg(OH)2放入蒸馏水中形成饱和溶液，溶液的pH 为多少？ (3)在0.01 mol·L－1的MgCl2溶液中，逐滴加入NaOH 溶液，刚好出现沉淀时，溶液的pH是多少？当Mg2＋完全沉淀时，溶液的pH为多少？ 2．已知K sp(AgCl)＝1.8×10－10mol2·L－2， K sp(Ag2CrO4)＝1.6×10－12mol3·L－3， 现在向0.001 m ol·L－1 K2CrO4和0.01 mol·L－1 KCl混合液中滴加0.01 mol·L－1 AgNO3溶液，通过计算回答： (1)Cl－、CrO2－4谁先沉淀？ (2)刚出现Ag2CrO4沉淀时，溶液中Cl－浓度是多少？(设滴加过程中体积不变) 3．(2009·广东，18改编) 硫酸锶(SrSO4)在水中的 沉淀溶解平衡曲线如图。 下列说法正确的是( ) A．温度一定时，K sp(SrSO4) 随c(SO2－4)的增大而减小 B．三个不同温度中，313 K时K sp(SrSO4)最大 C．283 K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液 D．283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液 9. 已知：pAg＝－lg[c(Ag＋)]， K sp(AgCl)＝1×10－12mol2·L－2。 如图是向10 mL AgNO3溶液中 逐渐加入0.1 mol·L－1的NaCl 溶液时，溶液的pAg随着加入 NaCl溶液的体积(单位mL)变化的图像(实线)。根据图像所得下列结论正确的是( ) A．原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L－1 B．图中x点的坐标为(100,6) C．图中x点表示溶液中Ag＋被恰好完全沉淀 D．把0.1 mol·L－1的NaCl换成0.1 mol·L－1 NaI 则图像在终点后变为虚线部分 沉淀溶解平衡的计算： 1:已知一定温度下，Mg(OH)2在水中的溶解度为5.8 ×10-3g/L。 (1)求Mg(OH)2饱和溶液中的溶度积K sp (2)求Mg(OH)2饱和溶液中的pH和[OH-] (3)求Mg(OH)2在0.001mol/L的NaOH溶液中的溶解度。 (4)求Mg(OH)2在0.001mol/L的MgCl2溶液中的溶解度。 2．(1)已知25 ℃时，K sp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下： 25 ℃时，在Mg(OH)2____________。 (2)向50 mL 0.018 mol·L－1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L－1的盐酸，生成沉淀。已知该温度下AgCl 的K sp＝1.0×10－10，忽略溶液的体积变化，请计算： ①完全沉淀后，溶液中c(Ag＋)＝__________。②完全沉淀后，溶液的pH＝__________。 ③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L－1的盐酸，是否有白色沉淀生成？ ________________(填“是”或“否”)。 (3)在某温度下，K sp(FeS)＝6.25×10－18，FeS饱和溶液中c(H＋)与c(S2－)之间存在关系：c2(H＋)·c(S2－)＝ 1.0×10－22，为了使溶液里c(Fe2＋) 达到1 mol·L－1，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的 c(H＋)约为__________________。 沉淀溶解平衡的应用： 例1：已知：Cu(OH)2： Ksp为2.2×10-20， Fe(OH)3： Ksp为1.6×10-39 现有浓度均为0.1mol/L的 Cu2+、Fe3+的混合溶液， 1.6×10-39则： ⑴Fe3+开始沉淀时的c(OH-)=_____，完全沉淀时的c(OH-)=_____ ， （离子浓度小于10-5时可看成完全沉淀） Cu2+开始沉淀时的c(OH-)=_____ 。 ⑵若要除去Fe3+，应将pH调节至____________ 例2锅炉水垢既会降低燃料的利用率，造成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿命，还可能形成安全隐患，因此要定期除去锅炉水垢。水垢中含有CaSO4，用酸很难除去。思考：如何去除CaSO4 ？写出相应方程式。 例3：BaSO4的Ksp比 BaCO3小，你认为能实现这一转化吗？已知常温下， BaCO3的K SP = 5.1×10-9 mol2?L-2，BaSO4的K SP =1.0×10-10 mol2?L-2 。现将0.233g BaSO4固体放入100mL水中（忽略溶液体积变化），则： ①溶液中c(Ba2+)= ， ②若在上述体系中，实现BaSO4向BaCO3转化， CO32-浓度的取值范围是。 沉淀溶解平衡（讲义） 一、知识点睛 1.沉淀溶解平衡 （1）定义 在一定条件下，当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时， 沉淀和的速率相等，固体质量和 离子浓度不再变化的状态。 （2）溶度积常数（简称溶度积） 对于沉淀溶解平衡A m B n(s) m A n+(aq)+n B m-(aq)，溶 度积可表示为K sp= 。 如：PbI2(s) Pb2+(aq)+2I-(aq)，K sp(PbI2)= [Pb2+][ I-]2。 ①K sp 只与难溶电解质的性质和温度有关。 ②K sp 反映了难溶电解质在水中的溶解能力，当化学式 所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，K sp 越大， 溶解能力越强。 2.影响沉淀溶解平衡的外界因素 （1）温度 大多数难溶电解质的溶解是吸热的，升高温度，平衡 向的方向移动。 （2）浓度 浓度越稀，溶解程度越大，加水稀释，平衡向 的方向移动。 （3）外加试剂 ①加入相同难溶电解质，平衡不移动。 ②加入某种物质（其中含有难溶电解质的组成离子）， 平衡向的方向移动。 ③加入能与难溶电解质电离出的离子反应的物质，平 衡向的方向移动。 3.沉淀的溶解与生成 （1）溶度积规则（浓度商Q 与K sp 的关系） Q K sp 溶液中的离子生成沉淀，直至平衡。 Q K sp 沉淀溶解与离子生成沉淀处于平衡状态。 Q K sp 若体系中有足量固体，则固体溶解，直至平衡。 （2）实例分析 ①做“钡餐”用BaSO4而不用BaCO3 ②误服可溶性钡盐可用 5.0%的Na2SO4溶液洗胃 ③石笋、钟乳石和石柱的形成 ④珊瑚的形成 4.沉淀的转化 （1）实质 加入某种能使难溶电解质转化为更难溶电解质的物 质，利用沉淀溶解平衡的移动，实现沉淀的转化。 注：两种难溶物的溶解能力差别越大，越容易转化。 （2）实例分析 ①工业废水中重金属离子的去除 用FeS、MnS 等难溶物作沉淀剂除去工业废水中的 Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。 以FeS 除去工业废水中的Hg2+为例，沉淀转化反应 为。 ②将某些用酸或其他方法不易除去的沉淀转化为用酸 或其他方法易除去的沉淀 锅炉水垢中的CaSO4可用饱和Na2CO3溶液转化为 CaCO3，再用酸除去，沉淀转化反应为 。 ③水垢中Mg(OH)2的形成 持续加热可以使水中部分溶解的MgCO3转化为更 难溶的Mg(OH)2。 二、精讲精练 1.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（） A．难溶电解质溶解开始后，只有溶解过程，没有析出过程B．难溶电解质的沉淀溶解平衡是一种动态平衡，可以通过改变条件使平衡移动 C.达到平衡时，沉淀溶解和生成的速率相等，都为0 D.达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变 2.下列说法中，正确的是（） A．某物质的溶解性为难溶，则该物质的溶解度为0 B．难溶电解质在溶解过程中都存在沉淀溶解平衡 C．某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0 D．K sp(AB2)小于K sp(CD)，则AB2的溶解度小于CD 13. 沉淀溶解平衡与溶度积常数 一、知识梳理 1、难溶电解质的沉淀溶解平衡的预备知识 ①20℃时，溶解度与溶解性的关系 ②难溶并非不溶，任何难溶物在水中均存在沉淀溶解平衡。 ③沉淀溶解平衡常为吸热，但Ca(OH)2为放热，升温其溶解度减少。 ④反应后离子浓度降至1×10—5以下的反应为完全反应。 ⑤沉淀溶解平衡方程式的书写：注意在沉淀后用(s)、(aq)标明状态，并用“”。 如：Ag 2S(s)2Ag +(aq)+ S 2—(aq) 2、沉淀溶解平衡 （1）定义：一定温度下，沉淀溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，形成饱和溶液，固体质量和溶液中各离子的浓度保持不变的状态。 （2）特征：逆、动、等、定、变 （3）影响沉淀溶解平衡的因素： 内因：难溶物质本身性质——主要决定因素 外因：①温度—升温，多数平衡向溶解方向移动 ②浓度—加水，平衡向溶解方向移动 ③同离子效应—向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—向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或气体时，平衡正移 3、溶度积常数（Ksp ） （1）定义：在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时，离子浓度保持不变。其离子浓度的化学计量数次方的乘积为一个常数，称之为溶度积常数,简称溶度积，用Ksp 表示。 （2）表达式：AmBn(s)mA n+(aq)+nB m —(aq) Ksp= [A n+]m ?[B m —]n 注：①Ksp 值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关，与浓度无关。 ②Ksp 反映了难溶电解质在水中的溶解能力。同类型的难溶电解质，在同温度下，Ksp 越大，溶解度越大 二、典例分析 例题1、在含有Mg(OH)2沉淀的饱和溶液中加入固体NH 4Cl 后，则Mg(OH)2沉淀（ ） A ．溶解 B ．增多 C ．不变 D ．无法判断 考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质． 分析：氢氧化镁电离出来的OH —与NH 4+结合生成弱电解质NH 3?H 2O ，从而促进Mg(OH)2 的溶解，据此分析解答． 解答：氢氧化镁溶液中存在溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg 2+(aq)+2OH —(aq)，Mg(OH)2电离出 来的OH —与NH 4+结合生成难电离的弱电解质NH 3?H 2O ，氢氧根离子浓度降低，从而使Mg(OH)2的溶解平衡向右移动，促进氢氧化镁溶解，故Mg(OH)2能溶于NH 4Cl 溶液中。 故选A ． 点评：本题考查了难溶电解质的溶解平衡，从溶解平衡角度进行分析解答即可，难度不大． 三、实战演练 1、下列说法正确的是（ ） A ．难溶电解质的溶度积Ksp 越小，则它的溶解度越小 B ．任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡，溶解度大小都可以用Ksp 表示 C ．溶度积常数Ksp 与温度有关，温度越高，溶度积越大 D ．升高温度，某沉淀溶解平衡逆向移动，说明它的溶解度是减小的，Ksp 也变小 难溶 微溶 可溶 易溶 0.01 1 10 （S g/100g 水） 第六章沉淀溶解平衡 [教学要求] 1．熟悉难溶电解质的沉淀－溶解平衡，掌握标准溶度积常数及其与溶解度之间的关系和有关计算。 2．掌握溶度积规则，能用溶度积规则判断沉淀的生成和溶解。熟悉PH值对难溶金属氢氧化物和金属硫化物沉淀－溶解平衡的影响及有关计算。熟悉沉淀的配位溶解及其简单计算。 3．了解分步沉淀和两种沉淀间的转化及有关计算。 [教学重点] 1．溶度积原理 2．pH值对难溶金属氢氧化物和金属硫化物沉淀溶解平衡的影响及有关计算。[教学难点] pH值对难溶金属氢氧化物和金属硫化物沉淀溶解平衡的计算。 [教学时数]8学时 [主要内容] 1．溶度积常数, 溶度积与溶解度的关系及相关计算, 利用溶度积规则判断和计算沉淀的生成、沉淀的溶解, 分级沉淀, 沉淀的转化。 2．难溶电解质中同离子效应和盐效应。 3．pH值对难溶金属氢氧化物和金属硫化物沉淀溶解平衡的影响及有关计算。 [教学内容] §6.1 溶解度和溶度积 6.1.1 溶解度 在一定温度下，达到溶解平衡时，一定量的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度，通常以符号s表示。 对水溶液来说，通常以饱和溶液中每100g 水所含溶质质量来表示，即以： g /100g水表示。 6.1.2 溶度积 在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立了一种动态平衡。 AgCl 在 H 2 O 中有如下平衡 : AgCl(s) Ag + (aq) + Cl -(aq)。 K = [Ag +][ Cl - ] 式中的 K 是标准平衡常数，各浓度是相对浓度。由于左侧是固体物质，不写入平衡常数的表达式。故 K 的表达式是乘积形式。所以沉淀溶解平衡的平衡 常数 K 称为溶度积常数，写作 SP K Θ 。 K---SP K Θ (solubility product), 难溶电解质溶解－沉淀平衡的平衡常数，它反应 了物质的溶解能力。 溶度积常数，简称溶度积。 一般沉淀反应： 溶度积常数的意义：一定温度下，难溶强电解质饱和溶液中离子浓度的系数 次方之积为一常数。 SP K Θ 越大则难溶电解质在溶液中溶解趋势越大，反之越小。 SP K Θ 只与温度有关。温度一定，值一定，不论含不含其它离子。溶度积为一常数，在数据表中可查得。 6.1.3溶度积和溶解度间的关系 溶度积和溶解度的相互换算 例 ：25o C ，AgCl 的溶解度为1.92×10-3 g·L -1，求同温度下AgCl 的溶度积。 解：已知M r (AgCl)=143.3 选修4第三章水溶液中的离子平衡 训练8沉淀溶解平衡与溶度积 [基础过关] 一、物质的溶解性 1．下列属于微溶物质的是() A．AgCl B．BaCl2C．CaSO4D．Ag2S 2．下列物质的溶解度随温度升高而减小的是() ①KNO3②Ca(OH)2③BaSO4 ④CO2 A．①②B．②④C．①③D．①④ 二、沉淀溶解平衡及其影响因素 3．下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是() A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等 B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的生成和溶解的速率相等 C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变 D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶的该沉淀物，将促进溶解 4．在AgCl饱和溶液中尚有AgCl固体存在，当向溶液中加入0.1 mol·L－1的盐酸时，下列说法正确的是() A．AgCl沉淀溶解平衡正向移动 B．AgCl溶解度增大 C．溶液中c(Ag＋)增大 D．溶液中c(Cl－)增大 5．在一定温度下，Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡：Mg(OH)2(s) ===Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，若使固体Mg(OH)2的量减少，而c(Mg2＋)不变，可采取的措施是() A．加MgCl2B．加H2O C．加NaOH D．加HCl 6．硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下，下列说法正确的是() A．温度一定时，K sp(SrSO4)随c(SO2－4)的增大而减小 B．三个不同温度中，313 K时K sp(SrSO4)最大 C．283 K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液 D．283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液 三、溶度积常数 7．下列有关溶度积常数K sp的说法正确的是() A．常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的K sp减小 B．溶度积常数K sp只受温度影响，温度升高K sp减小 C．溶度积常数K sp只受温度影响，温度升高K sp增大 D．常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的K sp不变 8．在CaCO3饱和溶液中，加入Na2CO3固体，达到平衡时() A．c(Ca2＋)＝c(CO2－3) B．c(Ca2＋)＝c(CO2－3)＝K sp(CaCO3) C．c(Ca2＋)≠c(CO2－3)，c(Ca2＋)·c(CO2－3)＝K sp(CaCO3) D．c(Ca2＋)≠c(CO2－3)，c(Ca2＋)·c(CO2－3)≠K sp(CaCO3) 9．已知：K sp(AgCl)＝1.8×10－10，K sp(AgI)＝1.5×10－16，K sp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag＋浓度大小顺序正确的是() A．AgCl>AgI>Ag2CrO4 B．AgCl>Ag2CrO4>AgI C．Ag2CrO4>AgCl>AgI D．Ag2CrO4>AgI>AgCl [能力提升] 10．18 ℃时，Mg(OH)2的K sp＝1.8×10－11，其饱和溶液中Mg2＋的物质的量浓度是多少？ 11．已知在Ca3(PO4)2的饱和溶液中存在平衡： Ca3(PO4)2(s) ===3Ca2＋(aq)＋2PO3－4(aq) (1)溶度积K sp＝__________________________________________________________； (2)某温度下，饱和溶液中c(Ca2＋)＝2.0×10－6 mol·L－1，c(PO3－4)＝1.58×10－6 mol·L－1，则K sp＝________________。基本化学沉淀溶解平衡知识题目解析
沉淀溶解平衡课时练1
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第3章 第3节 第1课时 沉淀溶解平衡与溶度积
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