沉淀溶解平衡的计算与应用

沉淀溶解平衡及常数的应用沉淀溶解平衡及常数是化学中一种非常重要的概念，它在溶解反应、溶液中溶质的浓度以及沉淀的生成与溶解等方面有着广泛的应用。

下面我将详细介绍沉淀溶解平衡及常数的基本概念和应用。

沉淀溶解平衡描述的是一种溶解度平衡，即在溶液中存在着一种物质的溶解和沉淀的动态平衡。

在溶液中，当溶质的溶解速度等于沉淀速度时，就达到了溶解平衡。

溶解平衡常常涉及到溶解性产物的生成和溶解，并且可以用沉淀溶解常数来表示。

沉淀溶解常数（Ksp）是描述沉淀物溶解程度和溶液中离子浓度的一个指标。

对于溶解度为x的化学物质MnXm可溶解与其溶解反应的晶体溶液，其离解反应可以用化学方程式表示为：MnXm(s) nM^m+(aq) + mX^n-(aq)其中，M^m+是金属离子，X^n-是非金属离子，n和m分别是它们在溶液中的摩尔数。

当晶体溶解时，Ksp可通过以下公式计算：Ksp = [M^m+]^n [X^n-]^m其中，[M^m+]和[X^n-]分别表示溶质MnXm的离子浓度，n和m分别对应离子的个数。

Ksp值是一个常数，它与温度有关，可以用于预测溶液中沉淀物的生成和溶解情况。

沉淀溶解平衡及常数的应用非常广泛。

一方面，它可以帮助我们预测和控制沉淀物的生成。

通过计算沉淀溶解常数，我们可以得知溶液中沉淀物的生成趋势。

当已知反应物的浓度时，Ksp值可以帮助我们判断溶液中是否会生成沉淀物。

当Ksp大于溶液中反应物的离子积时，会生成沉淀物；当Ksp小于离子积时，溶液中的沉淀物会溶解。

这个原理可以应用于实际养殖、环境治理等领域，帮助我们控制溶液中的沉淀物生成和去除。

另一方面，沉淀溶解平衡及常数还可以用于定量分析和标准溶液的制备。

通过测定沉淀物和溶液中的离子浓度，配合沉淀溶解常数的计算，可以推断溶液中化学物质的浓度。

这种方法被广泛应用于化学定量分析中，例如重金属离子的测定、药物中活性成分的含量分析等。

此外，沉淀溶解平衡及常数还可以用于探究溶解反应的速率和影响因素。

沉淀溶解平衡的计算与应用沉淀溶解平衡是指在溶液中存在固体物质与其对应的离子之间处于动态平衡的过程。

在这个平衡过程中，溶质从溶解态转变为沉淀态并重新溶解，直到达到溶液中固体和溶质之间的动态平衡。

了解和研究这个平衡及其计算和应用对于理解和控制溶液中沉淀反应的产生具有重要意义。

在沉淀溶解平衡的计算中，我们需要考虑溶解度积（solubility product）的概念。

溶解度积是指在给定温度下，平衡溶液中完全溶解沉淀物质所需要达到的离子浓度的积。

沉淀溶解平衡的表达式可以写作如下形式：M_aA_b(s) ⇄ aM^b+(aq) + bA^a-(aq)平衡常数（K_sp）是溶解度积的数值表示，它的值等于各离子浓度的积除以固体溶度。

根据这个式子，我们可以通过测量溶液中离子浓度的变化来计算平衡常数。

1.制定沉淀反应方程和澄清工艺：了解沉淀溶解平衡可以帮助我们确定沉淀反应方程，并且帮助我们控制澄清工艺，以在工业生产中获得高纯度的溶液。

2.毒物处理和废水处理：有些毒物或废水中的物质可以通过沉淀溶解平衡的分析来移除。

通过调整溶液的条件，例如pH值、浓度等，可以促使这些毒物或废物沉淀下来，从而净化溶液。

3.药物研发和生物科学研究：了解药物在溶液中的相互作用和沉淀溶解平衡对于研发药物和理解生物化学过程非常重要。

药物的溶解度和稳定性可以通过计算和研究沉淀溶解平衡来评估。

4.地球化学和矿物学研究：地球化学和矿物学也涉及到沉淀溶解平衡的研究。

通过了解溶液中矿物和地球化学元素的相互作用和溶解行为，可以更好地理解地球的地球化学过程和矿物形成。

总结起来，沉淀溶解平衡的计算和应用对于很多领域都有重要的意义。

通过研究和控制溶液中的沉淀反应，我们可以解决一些相关的问题，如水质净化、药物开发和地球科学研究等。

此外，这些计算和应用也帮助我们更好地理解和利用这些溶液中的化学反应及其动态平衡的过程。

沉淀溶解平衡及应用考点一沉淀溶解平衡及应用1.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，溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。

(2)溶解平衡的建立固体溶质溶解沉淀溶液中的溶质①v溶解>v沉淀，固体溶解②v溶解＝v沉淀，溶解平衡③v溶解<v沉淀，析出晶体(3)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外因以AgCl(s)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(5)电解质在水中的溶解度20 ℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：2.沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成①调节pH法如：除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4。

②沉淀剂法如：用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。

(2)沉淀的溶解①酸溶解法如：CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。

②盐溶液溶解法如：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NH＋4===Mg2＋＋2NH3·H2O。

③氧化还原溶解法如：不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。

④配位溶解法如：AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。

(3)沉淀的转化①实质：沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大，越容易转化)。

②应用：锅炉除垢、矿物转化等。

深度思考1.下列方程式：①AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)、②AgCl===Ag＋＋Cl－、③CH3COOH CH3COO－＋H＋各表示什么意义？答案①AgCl的沉淀溶解平衡；②AgCl是强电解质，溶于水的AgCl完全电离；③CH3COOH的电离平衡。

第2课时 沉淀溶解平衡的应用【课程标准要求】1.能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质。

2.学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题。

一、沉淀的溶解与生成1.溶度积规则利用浓度商(Q )与平衡常数(K sp )的相对大小判断沉淀的溶解和生成：(1)Q >K sp ，溶液中的离子生成沉淀，直至平衡； (2)Q ＝K sp ，沉淀溶解与离子生成沉淀处于平衡状态；(3)Q <K sp ，若体系中有足量固体，则固体溶解，直至平衡。

2.应用(1)常使用BaSO 4作为内服造影剂，这种透视技术俗称钡餐透视，但BaCO 3不可用作钡餐，如果误服可溶性钡盐，中毒者应尽快使用5%的Na 2SO 4洗胃。

(2)石笋、钟乳石和石柱的形成，涉及的化学反应有：CaCO 3＋CO 2＋H 2O===Ca(HCO 3)2、Ca(HCO 3)2=====△CaCO 3↓＋H 2O ＋CO 2↑。

(3)珊瑚虫可以从周围的海水中获取Ca 2＋和HCO －3，经反应Ca 2＋＋2HCO －3CaCO 3＋CO 2＋H 2O 形成珊瑚。

【微自测】1.下列描述中，正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)为了减少BaSO 4的损失，洗涤BaSO 4沉淀时可用稀硫酸代替水(√)(2)CaCO 3溶解时常用盐酸而不用稀硫酸，是因为稀硫酸不与CaCO 3反应(×)(3)温度不变，向AgCl 悬浊液中加入少量NaCl 粉末，平衡向左移动，K sp 减小(×)二、沉淀的转化1.ZnS 沉淀转化为CuS 沉淀(1)当向ZnS 沉淀上滴加CuSO 4溶液时，ZnS 沉淀逐渐转化为CuS ，这种转化的总反应为ZnS(s)＋Cu 2＋(aq)===CuS(s)＋Zn 2＋(aq)。

(2)沉淀转化实质是沉淀溶解平衡的移动，一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀；两种难溶物的溶解能力差别越大，这种转化的趋势就越大。

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-)=_____ 。

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Fe 3＋＋3NH 3·H 2O===Fe(OH)3↓＋3NH 。

＋4②沉淀剂法：如用H 2S 沉淀Cu 2＋，离子方程式为Cu 2＋＋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 ＋===Ca 2＋＋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 －2③盐溶解：用离子方程式表示Mg(OH)2溶于NH 4Cl 溶液：Mg(OH)2＋2NH===Mg 2＋＋2NH 3·H 2O 。

＋4④配位溶解：用离子方程式表示AgCl 溶于氨水：AgCl ＋2NH 3·H 2O===[Ag(NH 3)2]＋＋Cl －＋2H 2O 。

⑤氧化还原溶解：如不溶于盐酸的硫化物Ag 2S 溶于稀HNO 3。

3．沉淀的转化通常，一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀，两种难溶物的溶解能力差别越大，这种转化的趋势就越大。

①实质：沉淀溶解平衡的移动。

②实例：AgNO 3溶液AgCl AgBr ，则K sp (AgCl)＞K sp (AgBr)。

知识清单24沉淀溶解平衡知识点01沉淀溶解平衡及影响因素1．25℃时，溶解性与溶解度的关系溶解性易溶可溶微溶难溶溶解度>10g1～10g0.01～1g<0.01g2．难溶电解质的沉淀溶解平衡(1)沉淀溶解平衡的概念在一定温度下，当沉淀和溶解的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，人们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。

(2)沉淀溶解平衡的特征①动态平衡：v 溶解＝v 沉淀≠0。

②达到平衡时，溶液中离子的浓度保持不变。

③当改变外界条件时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。

3．难溶电解质沉淀溶解平衡的影响因素(1)内因(决定因素)：难溶电解质本身的性质。

(2)外因：温度、浓度等条件的影响符合勒夏特列原理。

①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。

②浓度：加水稀释，平衡向溶解的方向移动。

③离子效应：向平衡体系中加入难溶物相应的离子，平衡逆向移动。

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，平衡向溶解的方向移动。

(3)实例分析：已知沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg 2＋(aq)＋2OH －(aq)，请分析当改变下列条件时，对该沉淀溶解平衡的影响，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 (Mg 2＋)c (OH －)加少量水正向移动不变不变升温正向移动增大增大加MgCl 2(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(1)升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动。

(×)(2)NaCl溶解性很好，饱和NaCl溶液中不存在溶解平衡。

(×)错因易溶电解质作溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。

(3)沉淀达到溶解平衡时，溶液中难溶电解质电离出的各个离子浓度均相等。

(×)错因溶解平衡时，溶液中各离子浓度不再改变，不一定相等。

(4)室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。