沉淀溶解平衡及应用

沉淀溶解平衡的应用及计算一、沉淀溶解平衡的应用1．沉淀的生成(用离子方程式表示下列过程)(1)用氨水除NH4Cl中的FeCl3(2)用Na2S沉淀Cu2+(3)用H2S沉淀Hg2+2．沉淀的溶解CaCO3溶于醋酸(离子方程式表示)Al(OH)3既溶于盐酸又溶于NaOH的离子方程式；3．沉淀的转化①在处理工业废水的过程中，常用FeS除去Hg2+(用离子方程式表示)②锅炉除垢将硫酸钙转化为碳酸钙(用离子方程式表示)：一般地：溶解度转化为溶解度，沉淀的溶解度差别越越容易转化。

[规律总结]对于同类型的纯化合物如AgCl、AgBr、AgI ，Ksp表示式相似，Ksp ，难溶电解质的溶解度就，但对于不同类型的纯化合物如AgCl和Ag2CrO4就不能直接从Ksp比较它们的溶解度大小。

【巩固练习】1、下列叙述正确的是( )A．由于AgCl水溶液导电性很弱，所以它是弱电解质B．难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积常数C．溶度积常数大者，溶解度也大D．用水稀释含有AgCl固体的溶液时，AgCl的溶度积常数不变。

2、下列说法正确的是( )A．硫酸钡放入水中不导电，则硫酸钡是非电解质B．物质溶于水达到饱和时，溶解过程就停止了C．绝对不溶解的物质是不存在的D．某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为零3、牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存(PO4)3OH (s) 5Ca2+ + 3PO43- + OH-进食后，细菌和在下列平衡：Ca酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是_______________________ _ _已知:Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固，用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：___二、沉淀溶解平衡相关计算1. 、利用Ksp判断沉淀的溶解与生成【例1】将等体积的4×10-3mol/L的AgNO3溶液和4×10-3mol/L的K2CrO4溶液混合，是否析出Ag2CrO4沉淀？(Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12)[拓展]1、在10mL1.0×10-3mol/L的MgSO4溶液中，加入10mL0.04mol/L的NaOH溶液，是否有沉淀析出？若有沉淀析出，Mg2+是否沉淀完全？[使c(Mg2+)≤ 10-5mol·L-1算沉淀完全] Ksp(Mg(OH)2)=5.6×10-12mol3·L-32、在100mL溶液中含有0.001mol的NaCl和0.001mol的K2CrO4，逐滴加入AgNO3溶液时，设溶液的体积不变，通过计算说明谁先沉淀？Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2·L-2；Ksp (Ag2CrO4)= 1.1×10-12 mol3·L-32、利用溶度积计算某种离子的浓度【例2】25℃时，Ksp (PbI2)= 7.1×10-9mol3·L-3求PbI2的饱和溶液中的[Pb2+]和[I-].[练2]:25℃时，Ksp (AgBr)= 5.0×10-10 mol2·L-2求AgBr的饱和溶液中的[Ag+]和[Br-].3计算除杂质所需pH范围【例3：】在1mol·L-1CuSO4溶液中含有少量的Fe3+杂质，pH值控制在什么范围才能除去Fe3+? [即使c(Fe3+) ≤ 10-5mol·L-1，Fe(OH)3的Ksp = 2.6×10-39，Cu(OH)2的Ksp= 5.6×10-20][练习3] Fe3+、Mg2+的浓度都为0.1 mol·L-1,可利用难溶氢氧化物将它们分离,试问,溶液的PH值应控制在什么范围?谁先沉淀?(提示:当溶液中离子浓度小于10-5 mol·L-1时可视为沉淀完全) 已知: Ksp (Fe(OH) 3)=1.1×10-36；Ksp(Mg(OH)2)= 5.3×10-。

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。

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．沉淀的生成(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，可使转变为沉淀而除去。

b．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。

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，使平衡就会向沉淀溶解的方向移动，使沉淀溶解。

(2)方法a．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。

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。

沉淀溶解平衡的应用1 沉淀的溶解（1）沉淀溶解的原理根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子，使得Q＜K sp，从而使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。

（2）实例：医疗上选用BaSO4而不是BaCO3作为钡餐的原因BaSO4（s）Ba2+（aq）＋SO42-（aq）BaCO3（s）Ba2+（aq）＋CO32-（aq）（3）沉淀溶解的方法加入酸，与沉淀溶解平衡体系中的相应离子反应，从而减小离子浓度，使平衡向沉淀溶解的方向移动。

如自然界中溶洞的形成：CaCO3（s）Ca2+（aq）＋CO2-3（aq）Ca2+（aq）＋2HCO－3（aq），总反应可以写成CaCO3＋CO2＋H2O Ca2+＋2 HCO－3，经年累月，就形成了美丽的溶洞加入盐溶液，与沉淀溶解平衡体系中某种离子结合生成弱电解质，从而减小离子浓度，使平衡向沉淀溶解的方向移动。

如Mg（OH）2可溶于NH4Cl溶液中：Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）＋2OH－（aq），当加入NH4Cl溶液时，NH+ 4＋OH-NH3·H2O，c（OH－）减小，Q［Mg（OH）2］＜K sp［Mg（OH）2］，使沉淀溶解平衡向难溶电解质的沉淀溶解平衡体系中加入某试剂，使溶液中某种离子因形成稳定配合物而使其浓度减小，从而使平衡向沉淀溶解的方向移动。

如AgCl可溶于浓氨水中：加入氧化剂或还原剂，通过发生氧化还原反应使某种离子的浓度减小，使平衡向沉淀溶解的方向移动。

如有些金属硫化物（CuS、HgS等）不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，故将CuS投入稀HNO3中，由于S2－能被稀HNO3氧化，使平衡CuS（s）Cu2+（aq）＋S2-（aq）向右移动，则CuS溶解，反应的化学方程式为3CuS＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋3S＋2NO↑＋4H2O2 沉淀的生成（1）沉淀的生成条件：Q＞K sp。

沉淀溶解平衡的应用
沉淀溶解平衡是两个或多个物质之间的平衡性关系，即物质在溶剂中
沉淀和溶解的作用。

它描述的是一种物质在溶剂中的溶解度，只有当
溶解度达到一定值，才会形成中性溶液，因此沉淀溶解平衡又被称为
中和溶液。

一、概念
1.1 沉淀溶解平衡：它是指在溶剂中，两个物质（通常是溶质和溶剂）
之间，同时以沉淀以及溶解的方式，达到动态平衡状态。

1.2 动态平衡：是说一种物质在溶剂中同时沉淀和溶解，但是总量不变，达到一定的极限性。

当溶解度达到一定的程度，物质完全溶解后，就
会形成中性溶液，也就是称之为沉淀溶解平衡。

二、应用
2.1 医学：沉淀溶解平衡可用于清洗血液，监测血糖和使用抗生素与化
学药品进行治疗。

2.2 环境保护：沉淀溶解平衡用于环境保护中，可衡量水体中的重金属
含量，同时用于污染防治，使水体具备更安全有效的配置。

2.3 生物学：沉淀溶解平衡也可用于分离细胞，及对不同的细胞类型和
分析蛋白质的研究。

2.4 化学实验：沉淀溶解平衡可用于教学实验和实验室实验，可以用来检测物质的溶解度、形成气体所需要的实验条件，也可以用于证明某种物质是有溶质或溶剂。

三、优势
3.1 有利于研究：沉淀溶解平衡使得研究人员更容易获得准确的量化数据，同时也可以有效监测和比较溶质与溶剂之间的差异。

3.2 应用领域广泛：由于它可以广泛用于医学、生物学、环境内研究，加之沉淀溶解平衡容易理解、易于操作，使其在各个领域得到广泛应用和重视。

3.3 效果确定性高：由于它可以准确量化，操作简单，因此可以准确确定不同溶质和溶剂之间的平衡比例，可以有效避免因直觉性手段操作而产生的误差。