难溶电解质的溶解平衡知识点
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【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↑。
课时41难溶电解质的溶解平衡知识点一沉淀溶解平衡及应用【考必备·清单】1.沉淀溶解平衡的含义在一定温度下的水溶液中,当沉淀溶解和生成的速率相等时,即建立了沉淀溶解平衡状态。
2.沉淀溶解平衡的建立固体溶质溶解沉淀溶液中的溶质⎩⎪⎨⎪⎧v溶解>v沉淀,固体溶解v溶解=v沉淀,溶解平衡v溶解<v沉淀,析出晶体3.沉淀溶解平衡的特点4.沉淀溶解平衡的影响因素(1)内因难溶电解质本身的性质是决定因素。
(2)外因[名师点拨]①难溶电解质不一定是弱电解质,如BaSO4、AgCl等都是强电解质。
②难溶电解质存在沉淀溶解平衡,如BaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+SO2-4(aq),遵循化学平衡移动原理。
5.沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成①原理:当Q c>K sp时,难溶电解质的溶解平衡向左移动,生成沉淀。
②应用:可利用生成沉淀来达到除去溶液中杂质离子的目的。
③方法:a.调节pH法:如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH至4左右,离子方程式为Fe++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH+4。
b.沉淀剂法:如用H2S沉淀Cu2+,离子方程式为Cu2++H2S===CuS↓+2H+。
[名师点拨]若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀时,则可控制条件,使这些离子先后分别沉淀。
①对同一类型的沉淀,K sp越小越先沉淀,且K sp相差越大分步沉淀效果越好。
如在Cl-、Br -、I-的混合溶液中,由于AgCl、AgBr、AgI的K sp相差较大,逐滴加入Ag+可按I-、Br -、Cl-的顺序先后沉淀,即K sp最小的首先沉淀出来。
②对不同类型的沉淀,其沉淀先后顺序要利用K sp计算溶液中离子的浓度,根据离子浓度的大小来判断沉淀的先后顺序,如AgCl和Ag2CrO4的分步沉淀,可通过控制Ag+浓度来完成。
(2)沉淀的溶解当沉淀溶解平衡体系中的离子发生反应时,其浓度会降低,沉淀溶解平衡就会向溶解的方向移动,从而使沉淀溶解。
【高中化学】高中化学知识点总结:电解质的溶解平衡高中化学电解质的溶解平衡知识点总结:1.沉淀溶解平衡的本质⑴容易溶电解质的熔化均衡在一定重要条件下,当沉淀与溶解的速度相等时,便达到固体难溶电解质与溶液中离子间的平衡状态。
例如:baso4(s)ba2+(aq)+so42-(aq)⑵溶度积:在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂之乘积为一常数,称为溶度积常数,简称溶度积。
用符号ksp表示。
对于ambn型电解质来说,溶度积的公式就是:ksp=[an+]m[bm+]n①溶度积与溶解度的关系溶度积和溶解度都可以则表示物质的溶解能力,溶度积的大小与溶解度有关,它充分反映了物质的溶解能力。
②溶度积规则,可以判断溶液中沉淀的生成和溶解。
③离子内积qc与溶度积ksp的区别与联系某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度的乘积qc当qc当qc=ksp时,为饱和溶液;当qc>ksp时,为过饱和溶液。
点击查看:高中化学知识点2.介绍结晶转变的原理⑴沉淀的生成:可通过调节溶液ph或加入某些沉淀剂。
⑵结晶的熔化:①生成弱电解质。
如生成弱酸、弱碱、水或微溶气体使沉淀溶解。
难溶物的ksp越大、生成的弱电解质越弱,沉淀越易溶解。
如cus、hgs、as2s3等ksp太小即使加入浓盐酸也不能有效降低s2-的浓度使其溶解。
②出现水解还原成反应,即为利用出现水解还原成反应减少电解质离子浓度的方法并使结晶熔化。
③生成难电离的配离子,指利用络合反应降低电解质离子浓度的方法使沉淀溶解。
⑶结晶的转变:把一种容易溶电解质转变为另一种容易溶电解质的过程叫做结晶的转变。
在含有沉淀的溶液中加入另一种沉淀剂,使其与溶液中某一离子结合成更难溶的物质,引起一种沉淀转变成另一种沉淀。
例如:caso4(s)+na2co3=caco3(s)+na2so43.溶度积和溶解度的联系与差别①与溶解度概念应用领域范围相同,kspθ只用以则表示容易溶电解质的溶解度;②kspθ不受离子浓度的影响,而溶解度则不同。
[高二化学下册难溶电解质的溶解知识点]高二化学电解质视频(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: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sp表示。
3、溶度积的影响因素:溶度积sp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,sp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sp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,sp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。
(2)溶度积sp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(sp)的影响因素和性质:溶度积(sp)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sp不同。
相同类型的难溶电解质的sp越小,溶解度越小,越难溶。
例如:sp(AgCl)>sp(AgBr)>sp(AgI),溶解度:AgCl)>sp(AgBr)>sp(AgI)。
难溶电解质的溶解平衡1.沉淀溶解平衡(1)概念在一定温度下,当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时,沉淀溶解速率和沉淀生成速率相等的状态。
(2)溶解平衡的建立固体溶质溶解沉淀溶液中的溶质⎩⎪⎨⎪⎧v溶解大于v沉淀,固体溶解v溶解等于v沉淀,溶解平衡v溶解小于v沉淀,析出晶体(3)特点(4)表示AgCl在水溶液中的电离方程式为AgCl===Ag++Cl-。
AgCl的溶解平衡方程式为AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。
2.沉淀溶解平衡的影响因素(1)内因难溶电解质本身的性质。
溶度积(K sp)反映难溶电解质在水中的溶解能力。
对同类型的电解质而言,K sp数值越大,电解质在水中溶解度越大;K sp数值越小,难溶电解质的溶解度也越小。
(2)外因①浓度(K sp不变)a.加水稀释,平衡向溶解的方向移动;b.向平衡体系中加入难溶物相应的离子,平衡逆向移动;c.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,平衡向溶解的方向移动,K sp 增大。
(3)实例 以AgCl (s )Ag +(aq )+Cl -(aq ) ΔH >0为例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 法如除去CuCl 2溶液中的杂质FeCl 3,可以向溶液中加入CuO ,调节溶液的pH ,使Fe 3+形成Fe(OH)3沉淀而除去。
离子方程式为Fe 3++3H 2OFe(OH)3+3H +,CuO +2H+===Cu 2++H 2O 。
②沉淀剂法如用H 2S 沉淀Hg 2+的离子方程式为Hg 2++H 2S===HgS ↓+2H +。
(2)沉淀的溶解①酸溶解法:如CaCO 3溶于盐酸,离子方程式为CaCO 3+2H +===Ca 2++CO 2↑+H 2O 。
②盐溶解法:如Mg(OH)2溶于NH 4Cl 溶液,离子方程式为Mg(OH)2+2NH +4===Mg 2++2NH 3·H 2O 。
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: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 v2.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] =1.1×10-123)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 沉淀水中的溶解能力越强。
4)影响因素:与难溶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。
四.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②温度:多数难溶性电解质溶解于水是吸热的,所以升高温度,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动。
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。
④其他:向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,使平衡向溶解方向移动。
五.溶度积规则1、通过比较溶度积Ksp与溶液中有关离子的离子积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。对AgCl而言,其Qc=c(Ag+)·c(Cl-),该计算式中的离子浓度不一定是平衡浓度,而Ksp 计算式中的离子浓度一定是平衡浓度。1)若Qc>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,则溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。2、溶度积K SP的性质(1)溶度积K SP的大小和平衡常数一样,它与难溶电解质的性质和温度有关,与浓度无关,离子浓度的改变可使溶解平衡发生移动,而不能改变溶度积K SP的大小。
(2)溶度积K SP反映了难溶电解质在水中的溶解能力的大小。
相同类型的难溶电解质的Ksp越小,溶解度越小,越难溶于水;反之Ksp越大,溶解度越大。
如:Ksp(AgCl)= 1.8×10-10 ;Ksp(AgBr) = 5.0×10-13;Ksp(AgI) = 8.3×10-17.因为:Ksp (AgCl) > Ksp (AgBr) > Ksp (AgI),所以溶解度:AgCl) > Ksp (AgBr) > Ksp (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①通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——浓度积(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<K sp,溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。
②难溶电解质的组成类型相同时,K sp越大,其溶解能力越大,反之,越小。
以上规则称为溶度积规则。
沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的条件是离子浓度的大小,控制离子浓度的大小,可以使反应向所需要的方向转化。
六、沉淀反应的应用1、沉淀的生成方法:(1)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Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。
反应如下:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH+4。
(2)加沉淀剂法:如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。
反应如下:Cu2++S2-===CuS↓。
Cu2++H2S===CuS↓+2H+。
Hg2++S2-===HgS↓。
Hg2++H2S===HgS↓+2H+。
应用:提纯、废水处理等,目的是利用沉淀去除或者分离某种离子2.沉淀的溶解(1)沉淀溶解的原理根据平衡移动,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子,使平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。
(2)溶解沉淀的化学方法Ⅰ.酸碱溶解法注意:用酸溶解含金属离子的难溶物时,所选用酸的酸根与金属离子不反应。如:使CaCO3沉淀溶解,可以加入盐酸降低 CO32-的浓度,使平衡向溶解的方向移动。Ⅱ.氧化还原溶解法原理是通过氧化还原反应使难溶物的离子浓度降低,使平衡向右移动而溶解。此法适用于具有明显氧化性或还原性的难溶物,如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于HNO3就是一个例子:3Ag2S+8HNO3 ===6AgNO3+3S↓+2NO↑+4H2OⅢ.配位溶解法生成络合物使沉淀溶解法,如溶解AgCl可以加入氨水以生成Ag(NH3)2+而使其溶解。Ⅳ.沉淀转化溶解法本法是将难溶物转化为能用上述两种方法之一溶解的沉淀,然后再溶解。例如BaSO4中加入饱和Na2CO3溶液使BaSO4转化为BaCO3,再将BaCO3溶于盐酸。3、沉淀的转化沉淀转化的实质是溶解平衡的移动,一般来说,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀比较容易(转化成更难溶的物质)。
这两种难溶物的溶解能力差别越大,这种转化的趋势就越大。如:在ZnS的溶解平衡体系中加入CuSO4溶液,可以使其转化为更难溶的CuS沉淀,这说明溶解度ZnS>CuS。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溶物或难溶物转化为更难溶物的现象。下表为相同(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(CaSO4)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+2NH3===CaCO3↓+(NH4)2SO4_。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-] =1.8×10-10Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2- 4] =1.1×10-12试求:(1)此温度下AgCl 饱和溶液和Ag 2CrO 4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0.010mo1·L -1的AgNO 3溶液中,AgCl 与Ag 2CrO 4分别能达到的最大物质的量浓度,并比较两者的大小。
解析①AgCl(s)Ag +(aq)+Cl -(aq)1510sp L mol 103.1108.1)AgCl (K )AgCl (c ---⋅⨯=⨯==Ag 2CrO 4(s)2Ag +(aq)+CrO 42-(aq)2x x(2x)2·x=Ksp1531234242105.64101.14)()(---⋅⨯=⨯==L mol CrO Ag K CrO Ag c sp∴ c(AgCl)<c(Ag2CrO4)②在0.010 mol ·L -1 AgNO 3溶液中,c(Ag+)=0.010 mol ·L -1AgCl(s) Ag +(aq) + Cl -(aq) 溶解平衡时: 0.010+x x(0.010+x)·x =1.8×10-10 ∵ x 很小,∴ 0.010+x ≈0.010x =1.8×10-8(mol ·L -1)c(AgCl)= 1.8×10-8(mol ·L -1)Ag 2CrO 4(s) 2Ag +(aq) + CrO2-4(aq) 溶解平衡时: 0.010+x x(0.010+2x)2·x =1.1×10-12 ∵ x 很小,∴ 0.010+2x ≈0.010x =1.1×10-8(mol ·L -1) ∴ c(Ag 2CrO 4)=1.1×10-8 (mol ·L -1) ∴ c(AgCl)>c(Ag 2CrO 4)二. 考查沉淀溶解平衡中的溶度积规则 例4.将等体积的4×10-3mo1·L -1的AgNO 3和4×10-3mo1·L –1 K 2CrO 4混合,有无Ag 2CrO 4沉淀产生? 已知K SP (Ag 2CrO 4)=1.12×10-12。
解:等体积混合后,浓度为原来的一半。
c(Ag +)=2×10-3mol·L -1;c(CrO 4 2-)=2×10-3mol ·L -1 Q i =c 2(Ag +)·c(CrO 4 2 -) =(2×l0-3 )2×2×l0-3 =8×l0-9>K SP (CrO 4-2) 所以有沉淀析出【练习】在100ml0.01mol/LKCl 溶液中,加入1ml0.01mol/LAgNO 3溶液,下列说法正确的是 (AgCl 的Ksp =1.8×10-10) ( )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三. 考查沉淀溶解平衡中的同离子效应例5.将足量BaCO 3分别加入:① 30mL 水 ②10mL 0.2mol/LNa 2CO 3溶液 ③50mL 0.01mol/L 氯化钡溶液 ④100mL 0.01mol/L 盐酸中溶解至溶液饱和。