高等化学 难溶强电解质溶液的沉淀溶解平衡
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难溶电解质的沉淀溶解平衡1 沉淀溶解平衡的建立生成沉淀的离子反应之所以能够发生,在于生成物的溶解度很小,但生成的沉淀并不是绝对不溶。
如AgCl在溶液中存在两个过程:一方面,在水分子作用下,少量Ag+和Cl-脱离AgCl 的表面进入水中——溶解;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——沉淀。
在一定温度下,当v溶解=v沉淀时,得到AgCl的饱和溶液,即建立动态平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)2 沉淀溶解平衡在一定温度下,当沉淀溶解和生成的速率相等时,即达到沉淀溶解平衡状态。
3 沉淀溶解平衡的特征4 沉淀溶解平衡的表达式M m A n(s)m M n+(aq)+n A n-(aq)难溶电解质用“s”标明状态,溶液中的离子用“aq”标明状态,并用“”连接。
如Ag2S (s)2Ag+(aq)+S2-(aq)。
注意易溶电解质作溶质时,如果是饱和溶液,存在沉淀溶解平衡。
如饱和食盐水中存在的沉淀溶解平衡为NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq),向饱和食盐水中滴入浓盐酸,可以清楚地观察到有晶体析出。
5 沉淀溶解平衡的影响因素内因难溶电解质本身的性质。
不存在绝对不溶的物质;同是微溶物质,溶解度差别也很大;易溶物质的饱和溶液也存在沉淀溶解平衡外因温度升高温度,多数平衡向沉淀溶解方向移动;少数平衡向生成沉淀的方向移动,如Ca(OH)2的沉淀溶解平衡浓度加水稀释,平衡向沉淀溶解方向移动同离子效应向平衡体系中加入与难溶电解质中相同的离子,平衡向生成沉淀的方向移动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的物质或气体的离子时,平衡向沉淀溶解方向移动名师提醒物质的溶解性与溶解度的关系(20 ℃)1.物质的溶解性与溶解度的关系(数轴记忆法):2.难溶物质是指溶解度小于0.01 g的物质,其溶解度很小,但不会等于0。
溶解是绝对的,不溶是相对的,没有绝对不溶的物质。
第四节 难溶电解质的溶解平衡一、强电解质的溶解平衡1、定义: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。
(也叫沉淀溶解平衡)2、特征:等、动、定、变。
3、表达式:如 NaCl (s )Na +(aq)+Cl -(aq)二、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。
①温度:升温,多数平衡向溶解方向移动。
②加入相同离子,平衡向沉淀方向移动三.沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的生成加入相同离子,平衡向沉淀方向移动.根据物质的溶解性,加入一种离子生成沉淀即可。
2.沉淀的溶解溶解沉淀的方法:① 加入足量的水②使沉淀转化为气体③使沉淀转化为弱电解质3、沉淀的转化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。
使平衡向溶解的方向移动。
(1).沉淀转化的方法对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。
(2).沉淀转化的实质沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。
一般来说,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。
两种沉淀溶解度差别越大,沉淀转化越容易。
(3).沉淀转化的应用沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。
锅炉除水垢水垢〔CaSO 4(s )−−−→−32CO Na CaCO 3(s)−−→−盐酸Ca 2+(aq)〕 其反应如下:CaSO 4+Na 2CO 3====CaCO 3↓+Na 2SO 4CaCO 3+2HCl====CaCl 2+H 2O+CO 2↑从CaSO 4到CaCO 3的沉淀转化中,并存着两个沉淀溶解平衡:CaSO4(s)-24SO+Ca2+在加入Na2CO3溶液之前,CaSO4的溶解与沉淀处于平衡状态,加入Na2CO3溶液之后,-23CO与Ca2+结合生成CaCO3沉淀,该平衡向下进行;同时溶液中Ca2+的减少又使CaSO4的溶解平衡向右移动,CaSO4逐渐溶解。
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。
高二化学下册《难溶电解质的溶解平衡》知识点整理高二化学下册《难溶电解质的溶解平衡》知识点整理(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。
相同类型的难溶电解质的Ksp越小,溶解度越小,越难溶。
例如:(AgCl) Ksp(AgBr) Ksp(AgI),溶解度:AgCl) Ksp(AgBr) Ksp(AgI)。
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↑。
《难溶电解质的沉淀溶解平衡》讲义一、难溶电解质的沉淀溶解平衡的概念在一定温度下,当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时,溶解速率和沉淀速率相等的状态,称为难溶电解质的沉淀溶解平衡。
例如,我们常见的 AgCl 固体在水中存在这样的平衡:AgCl(s) ⇌Ag+(aq) + Cl(aq) 。
此时,Ag+和 Cl不断结合生成 AgCl 沉淀,同时AgCl 也在不断溶解成 Ag+和 Cl,当这两个过程的速率相等时,就达到了沉淀溶解平衡。
需要注意的是,沉淀溶解平衡是一种动态平衡,溶解和沉淀仍在不断进行,只是速率相等。
二、影响沉淀溶解平衡的因素1、内因物质本身的性质是决定沉淀溶解平衡的重要因素。
不同的难溶电解质,它们在相同条件下的溶解度和溶解程度是不同的。
2、外因(1)温度一般来说,大多数难溶电解质的溶解过程是吸热的,升高温度,平衡向溶解方向移动,溶解度增大;反之,降低温度,平衡向沉淀方向移动,溶解度减小。
(2)浓度对于反应离子的浓度,通过加水稀释,平衡向溶解方向移动;若增大离子浓度,平衡向沉淀方向移动。
(3)同离子效应在难溶电解质的饱和溶液中,加入含有相同离子的强电解质,会使平衡向沉淀方向移动,溶解度减小。
例如,在 AgCl 的饱和溶液中加入 NaCl 固体,由于溶液中 Cl浓度增大,平衡向生成 AgCl 沉淀的方向移动。
(4)盐效应在难溶电解质的饱和溶液中,加入不含相同离子的强电解质,会使溶解度增大。
这是因为加入的强电解质增大了溶液中的离子强度,使得离子间的相互作用增强,从而促进了难溶电解质的溶解。
三、沉淀溶解平衡的应用1、沉淀的生成若要使溶液中的离子生成沉淀,可以通过调节溶液的 pH 值、加入沉淀剂等方法,使离子浓度的乘积大于溶度积(Ksp),从而产生沉淀。
例如,向含有 Cu2+的溶液中加入 Na2S 溶液,由于 CuS 的溶度积很小,当 Cu2+和 S2-的浓度乘积超过 CuS 的溶度积时,就会生成 CuS 沉淀。