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- 2021-05-13 发布
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专题 沉淀溶解平衡
【本讲教育信息】
一. 教学内容:
高考第一轮复习《化学选修4》
第3章 物质在水溶液中的行为
第3节 沉淀溶解平衡
1、沉淀溶解平衡。
2、容度积及其计算。
3、沉淀反应原理及应用和计算。
二. 教学目的:
1、理解物质的溶解是可逆的,能用化学平衡的观点认识溶解平衡。
2、从平衡的观点认识溶度积,并能用于计算。
3、理解掌握沉淀反应的原理和应用——沉淀的生成、沉淀的溶解、沉淀的转化,能进行有关分析和计算。
三. 重点和难点:
1、溶度积的概念及其计算。
2、沉淀溶解平衡的认识。
3、沉淀的生成、溶解和转化。
四. 考点分析:
本节内容在高考中的主要考查点是:
1、判断难溶电解质在一定条件下能否生成沉淀或沉淀能否溶解。
2、沉淀的转化。
3、利用沉淀溶解平衡理论解释实验室及生活中的现象。
五. 知识要点:
1、沉淀溶解平衡
(1)沉淀溶解平衡是指______________,它的平衡常数叫______________,它是一个______________。
(2)难溶电解质与易溶电解质之间并无严格的界限,习惯上将溶解度______________的电解质称为难溶电解质,在一般情况下,相当量的离子互相反应生成______________时,可以认为反应完全了。
2、溶度积
(1)在难溶电解质达到______________时,溶液中______________的乘积为一常数,叫做______________常数,简称______________,通常用______________表示。
(2)表达式
______________
(3)反映了难溶电解质在水中的______________,同类型物质,数值______________,难溶电解质在水中______________。
(4)只与难溶电解质的______________和______________有关,而与______________无关。
3、沉淀溶解平衡应用
5
(1)______________ 有沉淀析出
______________ 处于平衡状态
______________ 有固体可继续溶解
(2)在难溶电解质溶液中,当______________时,就会有沉淀生成,如沉淀溶液中,可以加入的沉淀剂是______________。
(3)当______________时,就会使沉淀溶解。常用的方法有______________,如要使沉淀溶解,可以加入______________降低______________的浓度,使平衡向溶解的方向移动。______________如使CuS沉淀溶解,可以加入______________,减少溶液中______________的浓度,使平衡向溶解的方向移动______________,如溶解AgCl可以加入______________以生成______________而使其溶解。
(4)沉淀转化的实质是______________,通常一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀,这两种难溶物的______________差别越大,这种转化的趋势就越大。如:在ZnS的溶解平衡体积中加入溶液,可以将其转化为更难溶的CuS沉淀,这说明溶解度______________>______________。转化的方程式可以表示为______________。
注意:
1、(1)概论:一定条件下难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时,溶质的离子与该固态物质之间建立的平衡状态,称沉淀溶解平衡。
(2)溶度积及表达式
一定条件下,难溶强电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,各离子浓度以其化学计量数为幂的乘积是一常数,这个常数称该电解质在此条件下的溶度积。
其意义在于既可表示该难溶强电解质在溶液中溶解趋势的大小,也可表示该难溶强电解质形成沉淀的难易,一般说,只要残留在溶液中的离子浓度小于时,认为是沉淀完全。
(3)反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
①用溶度积直接比较时,物质的类型(如AB型、A2B型、AB2型等)必须相同。
②对于同类型物质,数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强。
如由数值可知,溶解能力:,。
(4)影响的因素
与化学平衡常数一样,只与难溶电解质的性质和温度有关,而与浓度无关。
溶液中离子浓度的变化只能使溶解平衡移动并不改变溶度积。
(5)利用浓度商和溶度积判断沉淀的生成、溶解情况以及沉淀溶解平衡的移动方向。
①,此时有沉淀析出,直至沉积与溶解达到平衡状态;
②,沉积与溶解处于平衡状态;
③若溶液中存在固体,则沉淀量减少,直至沉积与溶解达到平衡状态。
2、(1)沉淀的溶解与生成
①在难溶电解质的溶液中,当时,就会生成沉淀。
据此,可加入沉淀剂而析出沉淀,是分离、除杂常用的方法。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CuS、HgS等沉淀。
②当时,就会使沉淀溶解。常用的方法有:
a. 酸碱溶解法。加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离子反应,降低离子浓度,使平衡向溶解方向移动。
5
如难溶于水的可溶于酸中。
b. 发生氧化还原反应使沉淀溶解。
有些金属硫化物如CuS、HgS等,其溶度积特别小,在其饱和溶液中特别小,不溶于非氧化性强酸,只溶于氧化性酸(如硝酸、王水等),被氧化以减小其浓度,而达到沉淀溶解的目的。
此法适用于那些具有明显氧化性或还原性的难溶物。
c. 生成络合物使沉淀溶解
向沉淀溶解平衡体系中加入适当的络合剂,使溶液中某种离子生成稳定的络合物,以减少其离子浓度,从而使沉淀溶解。
如溶解AgCl可加入氨水以生成而使AgCl溶解。
③实例探究
a. 利用沉淀溶解平衡移动原理解释作“钡餐”用而不可用的原因。
b. 误服可溶性钡盐引起中毒,应尽快服用5.0%的溶液洗胃,使结合成沉淀而排出。
c. 从沉淀溶解平衡的角度解释溶洞的形成。
(2)沉淀的转化
①沉淀转化的实质
沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。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。
②实例探究
a. 往ZnS的溶解平衡体系中加入溶液可将其转化为更难溶的CuS沉淀。
b. 依据沉淀转化的原理,可用FeS等难溶物作为沉淀剂除去废水中的重金属离子。
c. 硬水中的煮沸时分解为,继续煮沸过程中,转化为更难溶的。
【典型例题】
例1. 铬酸银在298K时的溶解度为0.00445g,求其溶度积。
分析:因铬酸银()饱和溶液是极稀的,其密度可认为是1g/mL,已知的相对分子质量为332,所以饱和溶液的物质的量浓度为
因
所以
答案:
例2. 有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是( )
A. AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率相等
5
B. AgCl难溶于水,溶液中没有
C. 升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大
D. 向AgCl沉淀中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度不变
分析:A项正确。因为沉淀溶解平衡也是化学平衡,具有与化学平衡、电离平衡相同的特征。故达平衡后沉淀的生成和沉淀溶解仍不断进行。B项错误。因为由溶度积可知,任何难溶电解质,不管其溶解度多么小,在其饱和溶液中总有与其达成平衡的离子,而且其离子浓度的化学计量数乘次幂之积必为常数。C项正确。因为物质的溶解过程多是吸热过程。D项错误。因向溶液中加入NaCl固体,增大了的浓度,使该平衡逆向移动,AgCl的溶解度要减小。
答案:AC
例3. 已知25℃时的。请计算25℃时饱和溶液中的溶解度。
分析:因为
所以
答案:
例4. FeS饱和溶液中存在溶解平衡:,常温下
=。
(1)理论上FeS的溶解度为______________。
(2)又知FeS饱和溶液中之间存在以下关系:×,为了使溶液里达到,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的为___________________。
分析:(1)由溶度积可知:
即1L水中可溶解的硫化亚铁,可求出溶解度为
(2)由于一定温度下,溶度积常数不随离子浓度改变而改变。故已知某离子浓度时,可利用溶度积常数求其他离子的浓度。
,则,又因氢离子与硫离子之间的平衡关系,可求出。
答案:
(1)
(2)
例5. 磷酸镁铵()是一种重要的盐,难溶于水。化学上制备磷酸镁铵从反应原理看,是用氯化镁溶液、磷酸氢二钠和氨水混合反应的方法。
(1)写出制备磷酸镁铵反应的离子方程式:__________________________________。
5
(2)在实际制备的反应中,要向混合液中加入适量的铵盐(),请分析说明加入铵盐的目的是______________________________________________。
分析:第(2)题应从得到的沉淀是否纯净来考虑,因为氨水电离出的能与反应生成沉淀致使得到的磷酸镁铵不纯,加入铵盐可抑制的电离,防止产生沉淀。
答案:
(1)
(2)抑制的电离,防止生成沉淀
5
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