专题:难溶电解质的沉淀溶解平衡
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2019学年高二下学期化学《难溶电解质的溶解平衡》知识点归纳学生们在享受学习的同时, 还要面对一件重要的事情就是考试, 查字典化学网为大家整理了难溶电解质的溶解平衡知识点归纳, 希望大家仔细阅读。
(一)沉淀溶解平衡1.沉淀溶解平衡和溶度积定义:在一定温度下, 当把PbI2固体放入水中时, PbI2在水中的溶解度很小, PbI2表面上的Pb2+离子和I-离子, 在H2O分子作用下, 会脱离晶体表面进入水中。
反过来在水中的水合Pb2+离子与水合I-离子不断地作无规则运动, 其中一些Pb2+(aq)和I-(aq)在运动中相互碰撞, 又可能沉积在固体表面。
当溶解速率与沉淀速率相等时, 在体系中便存在固体与溶液中离子之间的动态平衡。
这种平衡关系称为沉淀溶解平衡, 其平衡常数叫溶度积常数或溶度积。
沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样, 一种动态平衡, 其基本特征为:(1)可逆过程;(2)沉积和溶解速率相等;(3)各离子浓度不变;(4)改变温度、浓度等条件平衡移动。
2、溶度积的一般表达式:AmBn(s)mAn++nBm-Ksp=[An+]m·[Bm-]n在一定温度下, 难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数, 这个常数称为该难溶电解质的溶度积。
用符号Ksp表示。
3.溶度积的影响因素:溶度积Ksp的大小和溶质的溶解度不同, 它只与难溶电解质的性质和温度有关, 与浓度无关。
但是, 当温度变化不大时, Ksp数值的改变不大, 因此, 在实际工作中, 常用室温18~25℃的常数。
4.溶度积的应用:(1)溶度积Ksp可以用来判断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, Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。
(2)溶度积Ksp可以判断沉淀的生成、溶解情况以及沉淀溶解平衡移动方向。
5.溶度积(Ksp)的影响因素和性质:溶度积(Ksp)的大小只与难溶电解质性质和温度有关, 与沉淀的量无关, 离子浓度的改变可使平衡发生移动, 但不能改变溶度积, 不同的难溶电解质在相同温度下Ksp不同。
【高中化学】高中化学知识点:沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡:1.定义:在一定条件下,当难熔电解质的溶解速率等于溶液中相关离子再生沉淀的速率时,溶液中溶解与沉淀之间的动态平衡称为沉淀-溶解平衡。
例如:2.沉淀-溶解平衡特征:(1)逆:沉淀溶解平衡是可逆过程。
(2)等等:(3)动:动态平衡,溶解的速率和沉淀的速率相等且不为零。
(4)测定:当达到平衡时,溶液中各离子的浓度保持不变,(5)变:当外界条件改变时,溶解平衡将发生移动,达到新的平衡。
3.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a.浓度:加水稀释,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,但不变。
b.温度:多数难溶电解质溶于水是吸热的,所以升高温度,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,同时变大点。
c.同离子效应:向沉淀溶解平衡体系中,加入含原体系中某离子的物质,平衡向沉淀生成的方向移动,但不变。
d.其他:向沉淀溶解平衡体系中,加入可与体系巾某些离子反应生成更难溶的物质或气体的物质,平衡向溶解的方向移动,不变。
沉淀溶解平衡的应用:1.降水的形成(1)意义:在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
(2)方法a.调节ph法:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节ph至7~8,可使变成沉淀而除去。
b、添加沉淀剂的方法:如果等作沉淀剂,使某些金属离子如从而形成极难溶解的硫化物等沉淀,也是分离、除杂常用的方法。
注:化学上,通常认为溶液中剩余的离子浓度小于时即沉淀完全。
2.沉淀的溶解(1)意义:在实际工作中,常常会遇到需要使难溶物质溶解的问题、根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去沉淀溶解平衡体系中的相应离子,使平衡会朝着沉淀溶解的方向移动,使沉淀溶解。
(2)方法a、生成弱电解质:在沉淀-溶解平衡体系中加入适当的物质与某些离子反应生成弱电解质。
如香沉淀中加入解决方案结合生成邮寄的溶解平衡向右移动。
难溶电解质的沉淀溶解平衡1. 引言你有没有想过,在我们的生活中,许多看似普通的事情背后,其实隐藏着一套复杂的化学原理?今天,我们就来聊聊一个听起来有点高大上的话题——难溶电解质的沉淀溶解平衡。
别担心,不用怕,这个词听起来像是在讲课,其实它背后可是有趣得很!就像一场关于水和盐的小戏剧,咱们来细细品味一下。
2. 难溶电解质的世界2.1 什么是难溶电解质?首先,咱们得知道,什么叫难溶电解质。
简单来说,难溶电解质就是在水中不容易溶解的盐,比如碳酸钙、硫酸钡这些。
它们就像个性十足的小家伙,宁愿呆在自己的小世界里,也不想和水混在一起。
你能想象吗?这些盐在水里就像石头一样,静静待着,不肯动弹。
2.2 沉淀与溶解的斗争然而,事情并没有那么简单。
虽然这些电解质在水中难以溶解,但它们仍然和水发生着一场“潜伏已久”的较量。
就像老江湖一样,沉淀(也就是不溶解的部分)和溶解(水中能形成的部分)之间总是有那么一丝丝微妙的平衡。
换句话说,水中的这些难溶电解质,虽不愿意溶解,却又总是会跟水“你来我往”。
这就像是在谈恋爱,一边拉扯,一边又互相吸引,真是纠缠不清!3. 沉淀溶解平衡的秘密3.1 平衡的奥秘那么,这种沉淀和溶解的平衡到底是怎么回事呢?这就涉及到一个叫做“化学平衡”的概念。
听起来有点复杂,其实就是在某种条件下,沉淀和溶解的速率相等时,整个系统就达到了平衡。
就像两个人打架,打着打着,突然决定休战,互不相扰。
每一秒都有一些盐溶解到水中,同时又有一些从水中沉淀出来。
这种微妙的平衡,才让难溶电解质在水中生存得如此“自在”。
3.2 影响因素但是,平衡可不是一成不变的哦!就像天气一样,今天阳光明媚,明天可能就下雨。
我们可以通过改变温度、压力,甚至是盐的浓度,来影响这个平衡。
比如说,温度一升高,盐的溶解度可能就会增加,沉淀的部分就会减少。
想象一下,天气热了,人们都想去海滩玩,盐也一样,想要“溶”进水里,享受那份清凉。
4. 生活中的应用4.1 实际例子那么,难溶电解质的沉淀溶解平衡在我们的生活中有什么用呢?其实,它们可谓无处不在哦!比如在水处理过程中,为了去除水中的杂质,往往需要利用这些难溶电解质进行沉淀反应。
关于难溶电解质的沉淀溶解平衡●沉淀溶解平衡与电离平衡的区别:比如氢氧化铁:Fe(OH)3(s)Fe3++3OH-是沉淀溶解平衡;而Fe(OH)3(aq)Fe3++3OH-是电离平衡。
注意括号中的s、aq。
通常,(aq)可以省略不写,而(s)却不能省略不写。
当然,难溶强电解质只有沉淀溶解平衡,没有电离平衡。
●*难溶电解质的溶度积:一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中,(难溶电解质的饱和溶液是极易获得的,只要有沉淀,就一定是饱和溶液!!)阳离子的浓度以其化学计量数(在溶解平衡的方程式中)为指数的幂与阴离子的浓度以其化学计量数(在溶解平衡的方程式中)为指数的幂的乘积为一常数,叫做溶度积常数,(不叫离子积常数!)简称为溶度积。
【参见课本p65.】记作Ksp 。
Ksp的几点用法:【以下计算是为了加深对于一些结论的理解,因为计算一般地都很麻烦,估计高考不会出现。
】1、与摩尔溶解度(用难溶电解质的饱和溶液中的溶质的物质的量浓度来表示的溶解度)互相换算。
(当然也可以与每100g水中,最多能够溶解的溶质质量g表示的溶解度继续换算。
)例1:已知常温下,硫酸钡的溶解度为0.000242g/100g水,求硫酸钡的溶度积。
解:先换算为摩尔溶解度。
硫酸钡这类难溶电解质的饱和溶液极稀,密度基本上仍然是1g/mL。
所以100g水形成的溶液认为是0.100L。
0.000242g硫酸钡的物质的量是0.000242g/233g·mol-1=1.039×10-6mol.所以摩尔溶解度为1.039×10-6mol/0.100L=1.039×10-5mol/L.那么,硫酸钡饱和溶液中C(Ba2+)= C(SO42-)=1.039×10-5mol/LKsp (BaSO4)=1.039×10-5×1.039×10-5=1.08×10-10【对于不同类型的难溶电解质,不能直接根据Ksp 的大小,来推断溶解度的大小。
难溶电解质的沉淀溶解平衡【热点思维】【热点释疑】1、怎样判断沉淀能否生成或溶解?通过比较溶度积与非平衡状态下溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Q c的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀生成或溶解的情况:Q c>K sp,溶液有沉淀析出;Q c=K sp,溶液饱和,沉淀的生成与溶解处于平衡状态;Q c<K sp,溶液未饱和,无沉淀析出。
2、如何理解溶度积(K sp)与溶解能力的关系?溶度积(K sp)反映了电解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,难溶电解质在水中的溶解能力越强;但对于阴阳离子个数比不同的电解质,不能通过直接比较K sp数值的大小来判断难溶电解质的溶解能力。
3、沉淀溶解平衡有哪些常考的知识点?沉淀生成的两大应用①分离离子:对于同一类型的难溶电解质,如向含有等浓度的Cl-、Br-、I-的混合溶液中滴加AgNO3溶液,AgCl、AgBr、AgI中溶度积小的物质先析出,溶度积大的物质后析出。
②控制溶液的pH来分离物质,如除去CuCl2中的FeCl3就可向溶液中加入CuO 或Cu(OH)2等物质,将Fe3+转化为Fe(OH)3而除去。
【热点考题】【典例】实验:①0.1 mol·L-1 AgNO3溶液和0.01 mol·L-1 NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;②向滤液b中滴加0.1 mol·L-1 KI溶液,出现浑浊;③向沉淀c中滴加饱和KI溶液,沉淀变为黄色。
下列分析正确的是()A.通过实验①②证明浊液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) B.滤液b中不含有Ag+C.③中颜色变化说明AgCl转化为AgID.实验可以证明AgI比AgCl更难溶【答案】C【对点高考】【2014年高考上海卷第11题】向饱和澄清石灰水中加入少量CaC2,充分反应后恢复到原来的温度,所得溶液中()A.c(Ca2+)、c(OH-)均增大B.c(Ca2+)、c(OH-)均保持不变C.c(Ca2+)、c(OH-)均减小D.c(OH-)增大、c(H+)减小【答案】B【解析】试题分析:碳化钙溶于水与水反应生成氢氧化钙和乙炔,反应的化学方程式为CaC2+2H2O→Ca(OH)2+HC≡CH↑。
考点48 沉淀的溶解平衡及其应用一、沉淀溶解平衡及其影响因素1.沉淀溶解平衡的概念在一定温度下,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的速率相等的状态。
2.沉淀溶解平衡的建立3.沉淀溶解平衡的特征4.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,但K sp不变。
②温度:多数难溶电解质的溶解过程是吸热的,所以升高温度,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,同时K sp变大。
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或气体的离子,使平衡向溶解的方向移动,K sp不变。
以AgCl(s)垐?噲?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-) K sp升高温度正向增大增大增大加水稀释正向不变不变不变加入少量AgNO3逆向增大减小不变通入HCl 逆向减小增大不变通入H2S 正向减小增大不变二、溶度积的相关计算及应用1.溶度积的相关计算(1)溶度积和离子积以A m B n(s)m A n+(aq)+n B m-(aq)为例:溶度积离子积概念沉淀溶解的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号K sp Q c表达式K sp(A m B n)=c m(A n+)·c n(B m-),式中的浓度都是平衡浓度Q c(A m B n)=c m(A n+)·c n(B m-),式中的浓度是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解:①Q c>K sp:溶液过饱和,有沉淀析出;②Q c=K sp:溶液饱和,处于平衡状态;③Q c<K sp:溶液未饱和,无沉淀析出。
(2)已知溶度积求溶解度以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl−(aq)为例,已知K sp,则饱和溶液中c(Ag+)=c(Cl−)=spK,结合溶液体积即可求出溶解的AgCl的质量,利用公式S100g=)((mm质)剂即可求出溶解度。
专题:难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.下列说法正确的是()
A.难溶电解质的溶度积K sp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K sp表示
C.溶度积常数K sp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,K sp也变小2.(2010年天津理综)下列液体均处于25 ℃,有关叙述正确的是()
A.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)不变
B.向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入少量氨水,先生成Cu(OH)2沉淀,说明K sp[Cu(OH)2]<K sp[Mg(OH)2]
C.AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同
D.在Na2S溶液中加入AgCl固体,溶液中c(S2-)增大
3.某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是()
提示:BaSO4(s)2+(aq)+SO2-4(aq)的平衡常数K sp=c(Ba2+)·c(SO2-4),称为溶度积常数。
A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C.d点无BaSO4沉淀生成
D.a点对应的K sp大于c点对应的K sp
4.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> Ag2CrO4B.AgCl> Ag2CrO4>AgI
C.Ag2CrO4>AgCl>AgI D.Ag2CrO4>AgI>AgCl 5.已知25℃时,电离常数K a(HF)=3.6×10-4,溶度积常数K sp(CaF2)=1.46×10-10。
现向1 L 0.2 mol·L-1 HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1CaCl2溶液,则下列说法中,正确的是( )
A.25℃时,0.1 mol/L HF溶液中pH=1
B.K sp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C.该体系中,K sp(CaF2)=
1
K a
D.该体系中有CaF2沉淀产生
6.已知298K时下列物质的溶度积(单位略
)
下列说法正确的是()
A.等体积浓度均为0.02mol·L-1的CH3COONa和AgN03溶液混合能产生沉淀
B.离浓度均为0.01mol·L-1的CrO42-和Cl-混合溶液中慢慢滴入AgN03溶液时,CrO42-先沉淀
C.在CH3COOAg悬浊液中加人盐酸发生反应的离子方程式:
CH3COOAg+H++C1-=CH3COOH+AgCl
D.298K时.上述四种饱和溶液的物质的量浓度:
7.已知在25℃的水溶液中,AgX、AgY、AgZ均难溶于水,但存在溶解平衡。
AgX(s) +(aq)+X-(aq)
Ksp(AgX)=c(Ag+)·c(X-)=1.8×10-
10
+(aq)+Y-(aq)
Ksp(AgY)=c(Ag+)·c(Y-)=1.0×10-12
AgZ(s) +(aq)+Z-(aq)
Ksp(AgZ)=c(Ag+)·c(Z-)=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/溶液的体积表示)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)①由上述Ksp判断,在上述(3)的体系中,能否实现AgY向AgZ的转化,并简述理由:______________________。
②在上述(3)体系中,能否实现AgY向AgX的转化?根据自己的观点选答一项。
若不能,请简述理由:________________________________________________。
若能,则实现转化的必要条件是:__________________。
8.已知常温下AgCl 与AgI 的溶度积分别是。
若向200 mL 饱和AgCl 溶液中加入等体积的KI 溶液,为使饱和溶液中产生AgI 沉淀,则所需加入的KI 溶液的物质的量浓度最小是______________。
9.已知溶液中c (Ag +)、c (Cl -)的乘积是一个常数,
即K sp (AgCl)=c (Ag +)·c (Cl -)=1.0×10-10(mol·L -1)2向50 mL 0.018 mol/L 的AgNO 3溶液中
(1)加入50 mL 0.018 mol/L 的盐酸,生成沉淀后,溶液中c (Ag +)=________。
(2)加入50 mL 0.020 mol·L -1的盐酸,生成沉淀。
①沉淀生成后溶液中c (Ag +)为 。
②沉淀生成后溶液的pH 是________。
10. 向氯化钡溶液中加入AgNO 3 和KBr ,当两种沉淀共存时,c(Br -)/c(Cl -)==
K sp (AgCl )=2.0×10—10,K sp (Ag (Br )=5.4×10—13
11. 查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积K sp =8.0×10-38, Cu(OH)2的溶度积K sp =3.0×10-20,通常残留在溶液中的离子浓度小于 1×10-5 mol·L -1时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO 4的浓度为3.0 mol·L -1,
则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH 为_______,Fe 3+
完全沉淀时溶液的pH 为________。
(提示:lg 5=0.7)
12. 25°C 时,BaCO 3和BaSO 4的溶度积常数分别是8x10-9和1X10
-10,某含有BaCO 3 沉淀的悬浊液中,
,如果加入等体积的Na 2SO 4溶
液,若要产生 BaSO 4沉淀,加入Na 2SO 4溶液的物质的量浓度最小是________mol • L _1。
13. CO 2在自然界循环时可与CaCO 3反应,CaCO 3是一种难溶物质,其K SP =2.8×10-9(25℃)。
现将体积比为1:1的CaCl 2溶液与Na 2CO 3溶液混合,若混合前Na 2CO 3溶液的浓度为2×10 -4mol·L -1,则生成沉淀所需原CaCl 2溶液
的最小浓度为 。
14. 刻蚀印刷电路的废液中含有大量的CuCl 2、FeCl 2、FeCl 3,任意排放将导致环境污染和资源的浪费,为了使FeCl 3循环利用和回收CuCl 2,现设计如下生产过程:
①试剂Y 的名称 ;物质X 最好是 (填化学式)。
②若常温下1L 废液中含CuCl 2、FeCl 2、FeCl 3的物质的量浓度均为0.5 mol·1L ,
则加入Cl 2气和物质X 使溶液的pH 在 范围时(设溶液体积保持不变),铁元素完全转化为Fe(OH)3,而CuCl 2 不产生沉淀。
( K SP [Fe(OH)3]=1.0×10—38 、 K SP [Cu(OH)2]=2.0×10—20 、 lg5=0.7)。