难溶电解质的溶度积常数*
*本文数据摘自《Handbook of Chemistry and Physics》1982~1983.63th Edition.B-242
学习情景五硫酸钡溶度积常数的测定 学习要点 1、溶度积与溶解度 2、溶度积规则 3、影响多相离子平衡移动的因素 4、分步沉淀与沉淀分离法 链接 沉淀反应是一类广泛存在的反应，常用于对混合物的分离，在日常生活及生物技术的研究中有着重要作用。沉淀现象在工业生产中常用来提取物料，得到产品；在生物工程中常用于对发酵液的分离提纯，以得到生物制品。沉淀在日常保健中也有应用，如利用沉淀- 溶解平衡原理可通过使用含氟牙膏来预防龋齿。 必备知识点一溶度积规则 极性溶剂水分子和固体表面粒子相互作用，使溶质粒子脱离固体表面成为水合离子进入溶液的过程叫溶解。 溶液中水合离子在运动中相互碰撞重新结合成晶体从而成为固体状态并从溶液中析出的过程叫沉淀。 溶解和沉淀两个相互矛盾的过程使一对可逆反应在某一时刻（溶解与沉淀速率相等）达平衡状态，此平衡称为沉淀溶解平衡。 一、难溶电解质的溶度积常数 1、难溶电解质 在水中溶解度小于0.01g/100g的电解质称为?。 如AgCl 的沉淀溶解平衡可表示为： AgCl (s) Ag (aq) Cl (aq) 平衡常数 K Ag Cl 2、溶度积 对于一般难溶电解质
一定温度下难溶电解质的饱和溶液中各组分离子浓度系数次幕的乘积为一 常数，称为溶度积常数，简称溶度积；符号为K sp 。 沉淀溶解平衡是在未溶解固体与溶液中离子间建立的， 溶液中离子是由已溶 解的固体电离形成的。由于溶解的部分很少，故可以认为溶解部分可完全电离。 3、K sp 的物理意义 （1） K sp 的大小只与反应温度有关，而与难溶电解质的质量无关； （2） 表达式中的浓度是平衡时离子的浓度，此时的溶液是饱和溶液； （3） 由K sp 可以比较同种类型难溶电解质的溶解度的大小； 不同类型的难溶电解质不能用 K sp 比较溶解度的大小。 对于AB 型难溶电解质： 定温度下饱和溶液的浓度，也就是该溶质在此温度下的溶解度。 ^B n s ? mA n aq nB m aq 溶解度s 的单位均为mol/L ，计算时注意单位换算，g/L=mol/L*g/mol 例 1：已知 2K Q p 时,[并&2陽04的溶解度是nS.2\o nS /foOgnC 求S m p (Ag 2CrO 4)。 解： 2 Ag 2CrO 4 ? 2Ag CrO 4 2s s 离子积：某难溶电解质的溶液中任一状态下有关离子浓度的乘积，用 J 表示。 J i 与K sp 的区别：K sp 是J i 的一个特例 1、溶度积规则： 当J>K sp 时，过饱和溶液，将生成沉淀，直至溶液饱和为止。 当J=K sp 时，饱和溶液，处于沉淀溶解平衡状态。 平衡常数 AmBm(s) K sp [A n ]m [B m ]n mA n (aq) nB m (aq) 溶度积与溶解度都可' 力、 e 3 质 的 K ° ,但它们是既有区别又有联系的 不同概念。 三、溶度积规则 4 喙聾 3]2 4[噓打° 332 4S 3 12 1.1 10 12 对于A 2B 或AB 2
专题难溶电解质的溶解平衡 一、物质的溶解性 1．下列属于微溶物质的是( ) A．AgCl B．BaCl2C．CaSO4D．Ag2S 2．下列物质的溶解度随温度升高而减小的是( ) ①KNO3②Ca(OH)2③BaSO4④CO2 A．①②B．②④C．①③D．①④ 3．下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( ) A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等 B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等 C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变 D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶的该沉淀物，将促进溶解 二、沉淀反应的应用 4．除去NaCl中的FeCl3需加入的试剂是( ) A．NaOH B．石灰水C．铜片D．氨水 5．已知K sp(AgCl)＝1.8×10－10，K sp(AgI)＝1.0×10－16。下列说法错误的是( ) A．AgCl不溶于水，不能转化为AgI B．在含有浓度均为0.001 mol·L－1的Cl－、I－的溶液中缓慢加入AgNO3稀溶液，首先析出AgI沉淀C．AgI比AgCl更难溶于水，所以，AgCl可以转化为AgI D．常温下，AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI，则NaI的浓度必须不低于1 1.8 ×10－11 mol·L－1 三、溶度积及其计算 6．下列有关溶度积常数K sp的说法正确的是( ) A．常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的K sp减小 B．溶度积常数K sp只受温度影响，温度升高K sp减小 C．溶度积常数K sp只受温度影响，温度升高K sp增大 D．常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的K sp不变 7．在CaCO3饱和溶液中，加入Na2CO3固体，达到平衡时( ) A．c(Ca2＋)＝c(CO2－3) B．c(Ca2＋)＝c(CO2－3)＝K sp(CaCO3) C．c(Ca2＋)≠c(CO2－3)，c(Ca2＋)·c(CO2－3)＝K sp(CaCO3) D．c(Ca2＋)≠c(CO2－3)，c(Ca2＋)·c(CO2－3)≠K sp(CaCO3) 8. 某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度 的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是( ) A．K sp[Fe(OH)3] 高中化学复习知识点：溶度积常数相关计算 一、单选题 1．某温度下，向10mL 0.1mol·L-1 CuCl2溶液中滴加0.1mol·L-1的Na2S溶液，滴加过程中-lg c(Cu2+)与Na2S溶液体积的关系如图所示。下列有关说法正确的是 已知：K sp(ZnS)=3×10-25 A．Na2S溶液中：c(S2-)＋c(HS-)＋c(H2S)＝2c(Na+) B．a、b、c三点对应的溶液中，水的电离程度最大的为b点 C．该温度下，K sp(CuS)＝1×10-35.4 D．向100mL Zn2+、Cu2+物质的量浓度均为0.1mol·L-1的混合溶液中逐滴加入10-3 mol·L-1的Na2S溶液，Zn2+先沉淀 2．常温下，把1ml PH=6的H2SO4溶液加入蒸馏水中，制成100mL溶液，稀释后的溶液中，其C(H+)最接近： A．1×10-8mol/L B．1×10-6mol/L C．2×10-8mol/L D．1×10-7mol/L 3．可溶性钡盐有毒，医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。医院抢救钡离子中毒患者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：K sp(BaCO3)＝5.1×10－9 mol2·L－2；K (BaSO4)＝1.1×10－10 mol2·L－2。下列推断正确的是( ) sp A．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为K sp(BaCO3)>K sp(BaSO4) B．抢救钡离子中毒患者时，若没有硫酸钠，可以用碳酸钠溶液代替 C．若误饮[Ba2＋]＝1.0×10－5mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒 D．可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃 MnO，含4．高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用，湿法浸出软锰矿（主要成分为2 少量Fe、Al、Mg等杂质元素）制备高纯碳酸锰的实验过程如下：其中除杂过程包括：①向浸出液中加入一定量的X，调节浸出液的pH为3.5~5.5；②再加入一定量的软锰矿 难溶电解质的溶解平衡 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 (5)20℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系： 2难溶电解质的溶解平衡与弱电解质的电离平衡的比较 1．从物质类别方面看，难溶电解质可以是强电解质也可以是弱电解质[如BaSO 4是强电解质，而Al(OH)3是弱电解质]，而难电离物质只能是弱电解质。 2．从变化的过程来看 溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成的沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化从而达到平衡状态。 3 ．表示方法不同：以Al(OH)3为例，Al(OH)3(s)3＋(aq)＋3OH － (aq)表示溶解平衡， Al(OH)3Al 3＋＋3OH －表示电离平衡。 需要注意的是：BaSO 4(s)Ba 2＋(aq)＋SO 2－ 4(aq)表示BaSO 4的溶 解平衡，而BaSO 4溶于水的部分完全电离，因此电离方程式为： BaSO 4===Ba 2＋＋SO 2－ 4。 4．难溶电解质的溶解平衡与弱电解质的电离平衡都属于化学平衡，符合勒夏特列原理，外界条件改变时，平衡将会发生移动。 3溶度积问题 1．溶度积和溶解度的值都可用来表示物质的溶解能力； 2．用溶度积直接比较时，物质的类型必须相同： AB 型物质：K sp ＝c (A ＋)·c (B －)； 第四节难溶电解质的溶解平衡 一、溶解平衡 1、难溶电解质的定义是什么？难溶物的溶解度是否为0？在20℃时电解质的溶解性 2、当 3 AgCl的饱和溶液？ 3、难溶电解质（如AgCl）是否存在溶解平衡？仔细阅读、思考理解，并写出AgCl的 溶解平衡表达式。 4、特征：动、等、定、变 5、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： ①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。 ②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。 二、沉淀反应的应用 （1）沉淀的生成 ①沉淀生成的应用：在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中， 常利用生成沉淀达到分离或某些离子的目的。 ②废水处理化学沉淀法工艺流程示意图 ③沉淀的方法 a调节PH法： b加沉淀剂法： 写出使用Na 2S、H 2 S作沉淀剂使Cu2+、Hg2+形成沉淀的离子方程式. （2）沉淀的溶解 ①沉淀溶解的原理： 例如CaCO 3 的溶解 ②沉淀溶解的实验探究（实验3-3）[讨论] a、为什么加入1ml盐酸沉淀溶解了？写出反应的化学方程式。 b、为什么加入过量的氯化铵溶液，沉淀也可以溶解？写出反应的化学方程式。（3）沉淀的转化 ①沉淀转化的实验探究（实验3-4） ③沉淀转化的应用 三、溶度积（K sp ） （1）概念： （2）表达式：对于沉淀溶解平衡M m A n Mm n+(aq)+Na m-(aq)，K sp = (3) 溶度积常数的意义： ○1对于相同类型的电解质，K sp越大，其在水中的溶解能力越大。 ○2K sp 和S均可衡量物质在水中的溶解能力，只有相同类型的物质，才有K sp 越大S 越大的结论。 ○3同一物质的K sp与温度有关，与溶液中的溶质离子浓度无关。 （4）溶度积规则：比较K sp 与溶液中有关离子浓度幂的乘积（离子积Q c ）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 时 Q c ＝K sp 时 Q c ＜K sp 时 实验九 溶度积常数的测定 （一）碘酸铜溶度积常数的测定 —— 分光光度法 【目的要求】 1、了解分光光度法测量光密度的的基本原理，学习分光光度计的使用； 2、学习工作曲线的绘制，学会用工作曲线法溶液浓度的方法； 3、巩固吸量管、容量瓶的使用操作。 【实验原理】 1、碘酸铜 Cu(IO 3) 2 在水溶液中存在沉淀溶解平衡，即 K sp [Cu 2 ] [IO 3 ]2 ，碘酸铜溶液中满足 [IO 3 ] 2[Cu 2 ] ，代入上式 K sp 4[Cu 2 ]3 。当我们测定了饱和碘酸铜溶液中的 [Cu 2 ] 值即可就去其溶 解平衡常数。 2、光线通过有色溶液时，一部分被溶液吸收，另一部分透过溶液。分光光度计通过测定溶液的吸光度 A lg T lg I 0 （ T 是溶液的透光率，用 T I t 表示， I t 为透过光的强度， I 0 为入射光的强度） ，来 I t I 0 测定溶液中有色溶质的浓度。其原理是 朗伯 - 比尔定律 （ Lambert-Beer Law ）：有色溶液对光的吸收程度与 溶液的浓度 c 和光穿过液层厚度 l 的乘积成正比 A cl 其中 ——消光系数（或吸光系数） 。当比色皿大小一定时，确定的溶液其 , l 均确定，则 A 只与浓 度 c 有关。【实验步骤】 1、配制 Cu(IO 3) 2 饱和溶液。 取少量 Cu(IO 3) 2 沉淀放入 150mL 锥形瓶中，加入 60mL 去离子水，加热至 70～80℃，充分搅拌。冷却 至室温，静置数分钟，常压干过滤。 2、工作曲线的绘制。 -1-1 -1-1 2+ CuSO4溶液的体积。 ①计算配制·L 、·L 、·L 、·L Cu 溶液所需的标准 ②用吸量管分别移取计算量的 4 -1 CuSO溶液到 4 只 50mL的容量中，各用移液管加入1mol·L的氨水溶液， 用去离子水定容，充分摇匀。 ③用 1cm 比色皿在610nm 的条件下用721 型分光光度计分别测定 4 只容量瓶已知浓度的标准溶液的 吸光度，在坐标纸上绘制A-Cu2+浓度图（工作曲线）。 3、 Cu(IO 3) 2饱和溶液中 Cu2+浓度的测定。 ①用吸量管两次分别吸取 (IO 3) 2饱和溶液和 1mol·L-1的氨水溶液，注入两只干燥的50mL小烧杯中，混合 均匀后用 1cm 比色皿在610nm 的条件下用721 型分光光度计分别测定其吸光度，在误差允许范围内求其平均值即为 Cu(IO 3) 2 饱和溶液的吸光度A。 ②在工作曲线上根据相应的吸光度求出【数据记录与结果处理】 1、数据记录 标准 CuSO4溶液浓度 / （mol·L-1） 实验组 配制 CuSO4溶液浓度 / （mol·L-1）计算所需标准CuSO4溶液体积/mL 加入 NH3· H2O溶液体积/mL 2+ Cu 的浓度。 标准溶液1标准溶液2标准溶液3标准溶液 4 吸光度 A 沉淀溶解平衡巩固练习 一、选择题 1.在100 mL 0.01 mol L? KCI溶液中，加入1 mL 0.01 mol 的AgNO 3溶液，下列说法正确的是(已知AgCI 的K sp= 1.8 10 mol2 L「2)( ) A .有AgCI沉淀析出B.无AgCI沉淀析出 C.无法确定 D.有沉淀但不是AgCI 2 .已知CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na z S溶液的反应情况如下： (1)CuSO4+ Na2CO3 主要：Cu2+ + CO「+ H2O===Cu(OH) 2 J+ CO2T 次要：Cu2+ + CO2—===CuCO3 J (2)CuSO4+ Na2S 主要：Cu2+ + S2「===CuS j 次要：Cu2+ + S2「+ 2H2O===Cu(OH) 2 J+ H2S T 下列几种物质的溶解度大小的比较中，正确的是( ) A . CuS 学习情景五 硫酸钡溶度积常数的测定 学习要点 1、溶度积与溶解度 2、溶度积规则 3、影响多相离子平衡移动的因素 4、分步沉淀与沉淀分离法 链接 沉淀反应是一类广泛存在的反应，常用于对混合物的分离，在日常生活及生物技术的研究中有着重要作用。沉淀现象在工业生产中常用来提取物料，得到产品；在生物工程中常用于对发酵液的分离提纯，以得到生物制品。沉淀在日常保健中也有应用，如利用沉淀-溶解平衡原理可通过使用含氟牙膏来预防龋齿。 必备知识点一 溶度积规则 极性溶剂水分子和固体表面粒子相互作用，使溶质粒子脱离固体表面成为水合离子进入溶液的过程叫溶解。 溶液中水合离子在运动中相互碰撞重新结合成晶体从而成为固体状态并从溶液中析出的过程叫沉淀。 溶解和沉淀两个相互矛盾的过程使一对可逆反应在某一时刻（溶解与沉淀速率相等）达平衡状态，此平衡称为沉淀溶解平衡。 一、难溶电解质的溶度积常数 1、难溶电解质 在水中溶解度小于0.01g/100g 的电解质称为～。 如AgCl 的沉淀溶解平衡可表示为： ) aq (Cl )aq (Ag )s (AgCl -++?→← 平衡常数 2、溶度积 对于一般难溶电解质 )aq (nB )aq (mA )AmBm(s m n -++?→← K Ag Cl +-????=????? 平衡常数 一定温度下难溶电解质的饱和溶液中各组分离子浓度系数次幂的乘积为一常数，称为溶度积常数，简称溶度积；符号为K sp 。 沉淀溶解平衡是在未溶解固体与溶液中离子间建立的，溶液中离子是由已溶解的固体电离形成的。由于溶解的部分很少，故可以认为溶解部分可完全电离。 3、K sp 的物理意义 （1）K sp 的大小只与反应温度有关，而与难溶电解质的质量无关； （2）表达式中的浓度是平衡时离子的浓度，此时的溶液是饱和溶液； （3）由K sp 可以比较同种类型难溶电解质的溶解度的大小； 不同类型的难溶电解质不能用K sp 比较溶解度的大小。 对于AB 型难溶电解质： 对于A 2B 或AB 2型难溶电解质： 不同概念。 一定温度下饱和溶液的浓度,也就是该溶质在此温度下的溶解度。 溶解度s 的单位均为mol/L ，计算时注意单位换算，g/L=mol/L*g/mol 例1：已知25℃时，Ag 2CrO 4的溶解度是2.2×10-3g /100g 水，求K sp (Ag 2CrO 4)。 解： 2s s 三、溶度积规则 离子积：某难溶电解质的溶液中任一状态下有关离子浓度的乘积，用J i 表示。 [][]n m m n sp K A B +-=?s =()3θ θsp 4K s c =?()2θ sp K s =s =22442Ag CrO Ag CrO +-+223 4[][]4sp K Ag CrO S +-=?=33312122.210444291.410 1.110332s ---???=?=??=? ??? ()()()n m m n A B s mA aq nB aq +-+()()[][]m n n m m n m n m n sp K A B mS nS m n S +-+=?=?=? 溶度积常数有关的计算与图像分析 汪信刚2015/10/12 例1:已知某温度下Ksp(FeS)=8.1 X 10「17,求该温度下FeS在水中的理论溶解度。 Ex:已知某温度下，Ksp(Ag 2CG)=2.7 X 10 —11则该温度下，求该温度时Ag z CG的溶解度。 例2:已知铬酸银在298K时溶解度为0.00445g，求其在该温度下溶度积常数 例 3 :已知某温度下，Ksp(AgCl)= 1.8 X 10「10,若向50mL0.018mol/L 的AgNO溶液中加入50mL0.02mol/L 的盐酸，则混合溶液中C( Ag+) = ,pH= ___________ Ex：在0.10mol/L的硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶 液中的pH=8时，C(Cu2+)= (K sp(Cu(OH)2)=2.2 X 10「20),若在0.10mol/L 的硫酸铜溶液中通入H2S 气体，使C L T完全沉淀为CuS,此时溶液中的H浓度是_________________ 例4: (2010山东高考)某温度下，Fe(OH)3(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH,金属阳 离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是 A. K sp[Fe(OH) 3] v K^CuQH) 2] B. 加适量NHCI固体可使溶液由a点变到b点 C. c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH「)乘积相等 D. Fe(OH)3、C U(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和 例5: (09广东高考)硫酸锶(SrSOJ在水中的深沉溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是 A. 温度一定时，K sp(SrSO4)随c(SO42-)的增大而减小 B. 三个不同温度中，313K时&p(SrSO4)最大 C. 283K时，图中a点对应的溶液是不饱和溶液 D. 283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液 Ex:: 一定温度下，三种碳酸盐MCO 3(M : Mg= Ca2+> Mn2+)的沉 2 - 3 )。下列说法正确的是 热点4 溶度积常数的有关计算 1．利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO2的常见方法，先将含SO2的废气溶于水，再用饱和石灰浆吸收，具体步骤如下： SO2(g)＋H2O(l) H2SO3(l) H＋(aq)＋HSO－3(aq) Ⅰ HSO－3(aq) H＋(aq)＋SO2－3(aq) Ⅱ Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq) Ⅲ Ca2＋(aq)＋SO2－3(aq) CaSO3(s) Ⅳ 该温度下，测定吸收后液体中c(Ca2＋)一直保持为0.70 mol·L－1，已知K sp(CaSO3)＝1.4×10－7，则吸收后溶液中的SO2－3的浓度为________。 答案 2.0×10－7mol·L－1 解析根据硫酸钙的溶度积常数表达式 K sp(CaSO3)＝c(Ca2＋)·c(SO2－3)可知，c(SO2－3)＝K sp（CaSO3） c（Ca2＋） ＝ 1.4×10－7 0.70 mol·L－1＝ 2.0×10－7 mol·L－1。 2．甲烷重整可选氧化物NiO－Al2O3作为催化剂。工业上常用Ni(NO3)2、Al(NO3)3混合液加入氨水调节pH＝12(常温)，然后将浊液高压恒温放置及煅烧等操作制备。加入氨水调节pH＝12时，c(Ni2＋)为________。 [已知：K sp[Ni(OH)2]＝5×10－16] 答案5×10－12 mol·L－1 解析pH＝12，c(OH－)＝0.01 mol·L－1， K sp[Ni(OH)2]＝5×10－16，c(Ni2＋)＝5×10－16 （10－2）2 mol·L－1＝5×10－12 mol·L－1。 3．用惰性电极电解浓度较大的CuCl2溶液，当电解到一定程度，阴极附近出现蓝色Cu(OH)2絮状物。常温下，经测定阴极附近溶液的pH＝m，此时阴极附近c(Cu2＋)＝________ mol·L－1。[已知：Cu(OH)2的K sp＝2.2×10－20] 答案 2.2×10(8－2m) 解析用惰性电极电解浓度较大的CuCl2溶液，K sp＝c2(OH－)×c(Cu2＋)，c(Cu2＋)＝2.2×10－20 （10m－14）2 mol·L－1＝2.2×10(8－2m) m ol·L－1。 4．已知常温下，H2S的电离常数：K1＝1.3×10－7，K2＝7.1×10－15，则0.1 mol·L－1H2S 溶液的pH约为________(取近似整数值)；向浓度均为0.001 mol·L－1的AgNO3和Hg(NO3)2混合溶液中通入H2S气体，开始生成沉淀的c(S2－)为_____________________。[已知：K sp(Ag2S)＝6.3×10－50，K sp(HgS)＝1.6×10－52] 答案 4 1.6×10－49 mol·L－1 解析已知常温下，H2S的电离常数K1＝1.3×10－7，K2＝7.1×10－15，则0.1 mol·L－1H2S 常见的强电解质: 强酸：HCl、HBr、HI、H2SO4、HNO3、HClO3、HClO4等。 强碱：NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2等。 多数盐NaCl、(NH4)2SO4、Fe(NO3)3、BaSO4等。 常见的弱电解质: 弱酸：HF、HClO、H2S、H2SO3、H3PO4、H2CO3、CH3COOH 弱碱：NH3·H2O、Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2 ?????????等不溶性碱? 少数盐：HgCl2、醋酸铅等（注：CaCO3、BaSO4等是强电解质！！） 注意: ①强电解质、弱电解质与其溶解性无关。 某些难溶或微溶于水的盐,由于其溶解度很小,如果测其溶液的导电能力,往往很弱的,但是其溶于水的部分,却是完全电离的,所以它们仍然属于强电解质,例如:CaCO3、BaSO4等。 注意： 1.电解质和非电解质研究范畴均是化合物。 2.某些化合物溶于水后其水溶液能导电但不一定是电解质。例：ＳＯ３溶于水后可以与水反应生成Ｈ２ＳＯ４而导电，但ＳＯ３为非电解质。 ３．离子化合物呈固态，共价化合物呈液态虽然是电解质但不导电，因为没有自由移动的离子。 ４．电解质和电解质的水溶液不同，前者为纯净物，后者为混合物． 水的电离与溶液的酸碱性 １.影响水的电离的因素 ①温度：水是一种弱电解质，电离过程是吸热的。温度越高，Kw越大(100℃?Kw=?1×10-12)，水的电离程度越大。对于中性水，尽管Kw增大，电离程度增大，但仍是中性水，[H+]=[OH-] ②?外加酸碱溶液：加酸或者加碱都会导致电离平衡向逆方向移动，抑制水的电离 ２.水的离子积常数注意的几个问题 ??（１）水的离子积常数不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。一定温度下，稀酸、碱溶液中c(H+)和c(OH-)的乘积总是定值。? ??（２）常温时，向纯水中加入酸或碱，水的电离均受到抑制，但溶液中c(H+)·c(OH-)?仍等于?1×10-14，由水电离产生的c(H+)和c(OH-)仍相等，但小于1×10-7mol/L。? ??（３）在盐酸溶液中Kw=c(H+)·c(OH-)公式中的?c(H+)应该指盐酸电离产生的H+与水电离产生的H+之和，但由于水电离产生的H+远远小于盐酸电离产生的H+，一般把水电离产生的H+忽略掉，实际指盐酸电离产生的H+；c(OH-)指的是由水电离产生的OH-??? （４）在盐酸溶液中下列离子浓度间的关系? ??c(H+)溶液?=?c(H+)酸? c(OH-)溶液=?c(OH-)水? c(H+)水=?c(OH-)水?c(H+)溶液＞c(OH-)溶液，??? 例：25℃时，0.1?mol/L盐酸溶液，pH=1，由水电离出的c(H+)?=?c(OH-)=1.0×10-13mol/L???? 《难溶电解质的溶解平衡》 [学习目标] 1.了解难溶电解质的溶解平衡。2.了解溶度积的意义。3.知道沉淀生成、沉淀溶解、沉淀转化的本质是沉淀溶解平衡的移动。 [重点·难点] 重点：溶度积的意义，沉淀生成、溶解及转化的本质。难点：溶度积的应用。 一、对“Ag+与Cl—的反应不能进行到底”的理解 1、不同电解质在中的溶解度差别很大，有的很大，有的很小。在20℃时电解质的溶解性与溶解度的关系如下： 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 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。 4、沉淀溶解平衡 （1）定义：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) 难溶电解质在水中建立起来的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡等一样，符合平衡的基本特征,满足平衡的变化基本规律. （2）特征：（与化学平衡相比较） 等：达到沉淀溶解平衡时，沉淀_________速率的与沉淀__________速率相等 逆：沉淀生成过程与溶解过程时_________的 动：动态平衡，达沉淀溶解平衡时，沉淀的生成和溶解仍在进行，只是速率相等。 溶解 沉淀 1.已知BaSO 4的K sp = 1.08×10-10，现将10 mL 0.20 mol ·L -1 BaCl 2溶液与30 mL 0.01 mol ·L -1 Na 2SO 4溶液混合，待沉淀完全后，溶液中[Ba 2+]×[SO 42-] A. ＞1.08×10-10 B. = 1.08×10-10 C. ＜1.08×10-10 D. 无法确定 【B 】根据题意，两溶液混合后生成BaSO 4沉淀，当沉淀完全后，溶液中各离子的浓度不再增加也不再减少，沉淀的量也不再改变，此时体系达沉淀溶解平衡状态，因此溶液达到饱和，所以溶液中[Ba 2+]×[SO 42-]应该等于BaSO 4的溶度积。 2. 温度一定时，向含有固体CaCO 3的水溶液中再加入适量的纯水，当系统又达沉淀溶解平衡时，下列发生变化的是 A. K sp (CaCO 3) B. CaCO 3的浓度 C. CaCO 3的溶解度 D. CaCO 3的质量 【D 】溶度积的大小与物质本性和温度有关，所以当温度一定时，CaCO 3的溶度积不会改变。溶解度定义为在一定温度下，物质在1L 饱和溶液中溶解的物质的量，因此温度一定时，CaCO 3的溶解度也不会改变。含有固体CaCO 3的水溶液处于沉淀溶解平衡状态时，溶液中CaCO 3的浓度应该就等于其溶解度，当加入水后，溶液中离子浓度降低，平衡向右移动，当再一次达到沉淀溶解平衡时，溶液又达到同一温度下的饱和状态，此时溶液中CaCO 3的浓度依然等于其溶解度，所以温度一定是，溶液中CaCO 3的浓度也不变。 CaCO 3(s)Ca 2+(aq) + CO 32-(aq) 对于这个沉淀溶解平衡而言，当加入水后，溶液中Ca 2+离子和CO 32-离子的浓度会降低，平衡会向右移动，这就意味着反应中有CaCO 3固体继续溶解了，因此当达到新的沉淀溶解平衡状态时，溶液中CaCO 3的量会减少，当然它的质量就减少了。 3. 温度一定时，在Mg(OH)2饱和溶液中加入一些MgCl 2晶体（忽略溶液体积变化），系统又达沉淀溶解平衡时，下列没有变化的是 A. Mg(OH)2的K sp B. [Mg 2+] C. Mg(OH)2的溶解度 D. 溶液的pH 值 【A 】溶度积的大小与物质本性和温度有关，所以当温度一定时，Mg(OH)2的溶度积K sp 不会改变。由于在溶液中加入了MgCl 2晶体，MgCl 2是强电解质且易溶于水，因此溶液中[Mg 2+]会发生变化。加入的MgCl 2对Mg(OH)2产生同离子效应，从而使得Mg(OH)2的溶解度降低。当Mg(OH)2的溶解度降低时，溶液中氢氧根离子的浓度也随之降低，所以溶液的pH 值也是会改变的。 4. 已知AgCl 的K sp = 1.77×10-10，AgBr 的K sp = 5.35×10-13，Ag 2SO 3的K sp = 1.50×10-14，Ag 3AsO 4的K sp = 1.03×10-22，下列化合物在水中溶解度最小的是 A. AgCl B. AgBr C. Ag 2SO 3 D. Ag 3AsO 4 【B 】AgCl 和AgBr 是结构类型相同的难溶强电解质，因此可以直接根据溶度积判断其在水中溶解能力的大小，由于AgBr 的溶度积更小，所以AgBr 的溶解度小于AgCl 。其余两个化合物与AgBr 结构类型不相同，因此必须分别计算出三者的溶解度，然后才能比较。 AgBr 的溶解度：71(AgBr)7.3110(mol L )S --==?? Ag 2SO 3的溶解度：5123(Ag SO ) 1.5510(mol L )S --=?? Ag 3AsO 4的溶解度：6134(Ag AsO ) 1.4010(mol L )S --?? 溶度积的计算 ————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期： 学习情景五 硫酸钡溶度积常数的测定 学习要点 1、溶度积与溶解度 2、溶度积规则 3、影响多相离子平衡移动的因素 4、分步沉淀与沉淀分离法 链接 沉淀反应是一类广泛存在的反应,常用于对混合物的分离,在日常生活及生物技术的研究中有着重要作用。沉淀现象在工业生产中常用来提取物料,得到产品；在生物工程中常用于对发酵液的分离提纯，以得到生物制品。沉淀在日常保健中也有应用，如利用沉淀-溶解平衡原理可通过使用含氟牙膏来预防龋齿。 必备知识点一 溶度积规则 极性溶剂水分子和固体表面粒子相互作用,使溶质粒子脱离固体表面成为水合离子进入溶液的过程叫溶解。 溶液中水合离子在运动中相互碰撞重新结合成晶体从而成为固体状态并从溶液中析出的过程叫沉淀。 溶解和沉淀两个相互矛盾的过程使一对可逆反应在某一时刻(溶解与沉淀速率相等)达平衡状态,此平衡称为沉淀溶解平衡。 一、难溶电解质的溶度积常数 １、难溶电解质 在水中溶解度小于0.01g/100g 的电解质称为~。 如A ｇCl 的沉淀溶解平衡可表示为: )aq (Cl )aq (Ag )s (AgCl -++?→← 平衡常数 2、溶度积 对于一般难溶电解质 K Ag Cl +-???? =????? )aq (nB )aq (mA )AmBm(s m n -++?→← 平衡常数 一定温度下难溶电解质的饱和溶液中各组分离子浓度系数次幂的乘积为一常数,称为溶度积常数，简称溶度积；符号为K s ｐ。 沉淀溶解平衡是在未溶解固体与溶液中离子间建立的,溶液中离子是由已溶解的固体电离形成的。由于溶解的部分很少，故可以认为溶解部分可完全电离。 3、K s ｐ的物理意义 （１）K sp 的大小只与反应温度有关,而与难溶电解质的质量无关； (２)表达式中的浓度是平衡时离子的浓度,此时的溶液是饱和溶液; (3）由K sp 可以比较同种类型难溶电解质的溶解度的大小； 不同类型的难溶电解质不能用K ｓp 比较溶解度的大小。 对于AB 型难溶电解质： 对于A 2B 或AB 2型难溶电解质: 溶度积与溶解度都可以表示物质的溶解能力,但它们是既有区别又有联系的不同概念。 一定温度下饱和溶液的浓度，也就是该溶质在此温度下的溶解度。 溶解度s 的单位均为m ｏl/L,计算时注意单位换算，g ／L=mol/L*g/mol 例１:已知2５℃时,Ag 2C ｒO 4的溶解度是2.2×１０-3g /10０g 水，求K sp (A ｇ2CrO 4）。 解: 2s s [][]n m m n sp K A B +-=?θ θ2 sp ()s K c =() 3 θ θsp 4K s c =?() 2 θ sp K s =θsp 3 4 K s = 2244 2Ag CrO Ag CrO +- +223 4[][]4sp K Ag CrO S +- =?=3 3 312122.210444291.410 1.110 332s ---???=?=??=? ??? ()()() n m m n A B s mA aq nB aq +-+()()[][]m n n m m n m n m n sp K A B mS nS m n S +-+=?=?=? 难溶强电解质的沉淀溶解平衡 目的与要求： 1、掌握难溶强电解质的沉淀溶解平衡及溶度积。 2、掌握溶度积与溶解度的关系。 3、熟悉溶度积规则，学会应用溶度积规则来判断沉淀的生成和溶解。 重点：难溶强电解质的沉淀溶解平衡及溶度积规则 难点：1、溶度积与离子积的区别与联系 2、应用溶度积规则来判断沉淀的生成和溶解 基本内容： 一、溶度积和溶度积规则 Question ：在含有AgCl 固体的溶液中，是否存在Ag +和Cl - 离子？？ Solution ：AgCl （s ） Ag +（aq ）+Cl -（aq ） [AgCl] ] Cl ][Ag [-+= K K sp = [Ag +][Cl -] 1、溶度积常数（solubility product constant ，K sp ） 任意A a B b 型难溶电解质： A a B b （s ） a A n+（aq ）+bB m-（aq ） K sp = [A n+]a [ B m-]b Exercises ：写出Fe(OH)3、Ag 2CrO 4的K sp 表达式 Questions ：n 298K 时，AgCl 的溶解度s = 1.33×10-5mol ·L -1，其溶度积K sp =？ o 298K 时，AgBr 的溶解度s = 7.33×10-7mol ·L -1，其溶度积K sp =？ p 298K 时，Ag 2CrO 4的溶解度s = 6.54×10-5mol ·L -1，其溶度积K sp =？ 结论：) 同类型的难溶电解质，溶度积K sp 愈大，溶解度s 也愈大 ) 不同类型的难溶电解质，不能直接根据溶度积K sp 来比较其溶解度s 的大小 2、溶度积K sp 与溶解度s 的相互换算关系： 推导： AB 、AB 2（or A 2B ）、AB 3型难溶电解质的溶度积K sp 与溶解度s 的关系 化合物的溶度积常数表化合物 醋酸盐 **AgAc *AgBr *AgCl *AgI BaF2*CaF2*CuBr *CuCl *CuI *Hg 2Cl2*Hg 2I2HgI2PbBr2*PbCl2PbF2*PbI2SrF2Ag 2CO3*BaCO3CaCO3CdCO3*CuCO3FeCO3Hg 2CO3MgCO3MnCO3NiCO3*PbCO 31.94 × 10-3 卤化物 1.8 × 10-10 8.3 × 10-17 1.84 × 10-7 溶度积化合物 氢氧化物 *AgOH 2.0 × 10-8 *Al(OH) 3（无定形） 1.3 × 10-33 *Ca(OH)2*Cd(OH) 25.5 × 10-6 5.27 × 10-15 溶度积化合物 *CdS *CoS（α-型） *CoS（β-型） *Cu 2S *CuS *FeS *HgS（黑色） *HgS（红色） *MnS(晶形 )**NiS *PbS *SnS **SnS2**ZnS 磷酸盐 *Ag 3PO4*AlPO4*CaHPO4*Ca 3(PO 4)2**Cd 3(PO 4)2Cu 3(PO 4)2FePO 4·2H 2O 5.4 × 10-12 1.6 × 10-7 4× 10-9 4.43 × 10-10 3.2 × 10-7 4.83 × 10 1.70 × 10-7 8.51 × 10-10-溶6度积8.0 × 10-27 4.0 × 10-21 2.0 × 10-25 2.5 × 10-48 6.3 × 10-36 6.3 × 10-18 1.6 × 10-524 × 10-53 2.5 × 10-13 1.07 × 10-21 8.0 × 10-281 × 10-252 × 10-27 2.93 × 10-25 1.4 × 10-16 6.3 × 10-191 × 10-7 2.0 × 10-29 2.53 × 10-33 1.40 × 10-37 9.91 × 10-16 2.5 × 10-13 1.04 × 10-24 8.0 × 10-43 9.0 × 10-33 7.2 × 10-11 1.6 × 10 1.3 × 10-16 1.03 × 10-12-41 5.0 × 10-13*Be(OH) 溶度积常数有关的计算与图像分析 汪信刚 2015/10/12 例1：已知某温度下Ksp(FeS)=8.1×10－17，求该温度下FeS在水中的理论溶解度。 Ex:已知某温度下， Ksp(Ag2CO3)=2.7×10－11则该温度下，求该温度时Ag2CO3的溶解度。 例2：已知铬酸银在298K时溶解度为0.00445g，求其在该温度下溶度积常数 例3：已知某温度下，Ksp(AgCl)= 1.8×10－10，若向50mL0.018mol/L的AgNO3溶液中加入50mL0.02mol/L 的盐酸，则混合溶液中C（Ag+）= ,pH= Ex：在0.10mol/L的硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液中的pH=8时，C(Cu2+)= (K sp(Cu(OH)2)=2.2×10－20),若在0.10mol/L的硫酸铜溶液中通入H2S 气体，使Cu2+完全沉淀为CuS,此时溶液中的H+浓度是 例4:（2010山东高考）某温度下，Fe(OH)3(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是 A. K sp[Fe(OH)3]＜K sp[Cu(OH)2] B. 加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点 C. c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH－)乘积相等 D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和 例5:（09广东高考）硫酸锶(SrSO4)在水中的深沉溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是 A. 温度一定时，K sp(SrSO4)随c(SO42-)的增大而减小 B. 三个不同温度中，313K时K sp(SrSO4)最大 C. 283K时，图中a点对应的溶液是不饱和溶液 D. 283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液 Ex:：一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)的沉 淀溶解平衡曲线如下图所示。已知: pM=-lg c(M)，pc(CO32－)= -lg cc(CO32－)。下列说法正确的是高中化学复习知识点：溶度积常数相关计算
难溶电解质的溶解平衡(教案)
第四节难溶电解质的溶解平衡知识点
碘酸铜溶度积常数的测定——分光光度法.doc
难溶电解质的溶解平衡经典习题-
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