高一化学难溶电解质的溶解平衡(2)
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溶解平衡
20℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系:
(1)沉淀的生成 ①调节pH法 ②沉淀剂法
(2)沉淀的溶解 ①酸溶解法 ②盐溶液溶解法 ③氧化还原溶解法
(3)沉淀的转化
溶度积和离子积(Ksp Qc )AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)
判断:
1.难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,增加难溶电解质的量,平衡向溶解方向移动
2.Ksp(AB2)小于Ksp(CD),则AB2的溶解度小于CD的溶解度。即Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小
3.不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时,沉淀已经完全
4.在一定条件下,溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀
5.溶解平衡一般是吸热的,温度升高平衡右移,Ksp增大。
1.硫酸工业中废渣称为硫酸渣,其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案,进行硫酸渣中金属元素的提取实验。
已知溶液pH=3.7时,Fe3+已经沉淀完全;一水合氨电离常数Kb=1.8×10-5,其饱和溶液中c(OH-)约为1×10-3 mol·L-1。请回答:
(1)写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(2)上述流程中两次使用试剂①,推测试剂①应该是__________
A.氢氧化钠 B.氧化铝 C.氨水 D.水
(3)溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13,如果pH过小,可能导致的后果是________________(任写一点)。
(4)H中溶质的化学式:______________。
(5)计算溶液F中c(Mg2+)=________(25 ℃时,氢氧化镁的Ksp=5.6×10-12)。
1 难溶电解质的溶解平衡
【知识要点】
一、溶解平衡
1. 不同电解质在中的溶解度差别很大。在20℃时电解质的溶解性与溶解度的关系如下:
溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶
溶解度
物质在水中“溶”与“不溶”是相对的,“不溶”是指“难溶”,绝对不溶的物质是没有的。
2. 生成沉淀的离子反应之所以能发生,是因为 _____________________ 。
3. 溶解平衡的建立:从固体溶解的角度来看,AgCl在水中存在两个过程:①在水分子的作用下,少量Ag+与Cl—脱离AgCl表面溶入水中,②溶液中的Ag+与Cl—受AgCl表面正、负离子的吸引,回到AgCl表面析出沉淀。在一定温度下,当沉淀溶液和生成的速率相等时,得到AgCl的饱和溶液,即建立下列平衡:
AgCl(s) Ag+(aq)+ Cl—(aq)
正是这种平衡的存在,决定了Ag+与Cl—的反应不能进行到底。
(1)定义:在一定条件下,难溶强电解质溶于水,当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时,形成溶质的饱和溶液,达到平衡状态,这种平衡称为沉淀溶解平衡。
思考1. 将一块形状不规则的NaCl固体放入NaCl饱和溶液中,一昼夜后观察发现,固体变为规则的立方体,而质量却未发生变化,为什么?
(2)特征:(与化学平衡相比较)
① :可逆过程
② :v(溶解)=
v(沉淀)
③ :动态平衡,v(溶解)= v(沉淀) ≠ 0
④ :达到平衡时,溶液中各离子浓度保持不变
⑤
:当外界条件改变时,溶解平衡将发生移动,达到新的平衡。
(3)生成难溶电解质的离子反应的限度
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于
,沉淀就达完全。
(4)影响沉淀溶解平衡的因素
①内因:
②外因:遵循 原理
第25讲 难溶电解质的溶解平衡考纲要求:1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。
2.理解溶度积(K
sp)的含义,能进行相关的计算。
考点一 沉淀溶解平衡及应用
一、沉淀溶解平衡
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,沉淀溶解速率和生成沉淀速率相
等的状态。
2.沉淀溶解平衡的建立
固体溶质溶液中的溶质AAAAAAAA溶解
沉淀
①v
溶解>v
沉淀,固体溶解;
②v
溶解=v
沉淀,溶解平衡;
③v
溶解
沉淀,析出晶体。
3.沉淀溶解平衡的特点
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,这是决定因素。
(2)外因
①浓度:加水稀释,平衡向沉淀溶解的方向移动;
②温度:绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向沉淀溶解的方向移动;
③同离子效应:向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子,平衡向生成沉淀的方向移动;
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或更难电离或气体的离子
时,平衡向沉淀溶解的方向移动。
二、沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
当溶液中离子积(Q
c)大于溶度积(K
sp)时有沉淀生成。
①调节pH法:如除去NH
4Cl溶液中的FeCl
3杂质,可加入氨水调节pH至4左右,离子方
程式为Fe3++3NH
3·H
2O===Fe(OH)
3↓+3NH。+4
②沉淀剂法:如用H
2S沉淀Cu2+,离子方程式为Cu2++H
2S===CuS↓+2H+。
2.沉淀的溶解
当溶液中离子积(Q
c)小于溶度积(K
sp)时,沉淀可以溶解。
①酸溶解:用离子方程式表示CaCO
3溶于盐酸:
CaCO
3+2H+===Ca2++CO
2↑+H
2O。
②碱溶解法
如Al
2O
3溶于NaOH溶液,离子方程式为:
Al
2O
3+2OH-===2AlO+H
2O-2
③盐溶解:用离子方程式表示Mg(OH)
2溶于NH
4Cl溶液:Mg(OH)
2+2NH===Mg2++2NH
3·H
2O。+4
④配位溶解:用离子方程式表示AgCl溶于氨水:
AgCl+2NH
第1页 共9页 沉淀溶解平衡
1、定义:在一定条件下,当难容电解质的溶解速率与溶液中的有关离子重新生成沉淀的速率相等,此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡,称为沉淀溶解平衡。
例如:
2、沉淀溶解平衡的特征:
(1)逆:沉淀溶解平衡是可逆过程。
(2)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)定: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、沉淀溶解平衡的影响因素
(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。
第2页 共9页 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:
沉淀的生成
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。
方法
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,可使转变为沉淀而除去。
加沉淀剂法:如以等作沉淀剂,使某些金属离子如等生成极难溶的硫化物 等沉淀,也是分离、除杂常用的方法。
说明:化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于时即沉淀完全。
沉淀的溶解
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
第3页 共9页 淀溶解平衡体系中的相应离子,使平衡就会向沉淀溶解的方向移动,使沉淀溶解。
方法
生成弱电解质:加入适当的物质,使其与沉淀溶解平衡体系中的某离子反应生成弱电解质。如向沉淀中加入溶液,结合生成使的溶解平衡向右移动。