一 沉淀溶解平衡1 沉淀溶解平衡 1 概念 在一定的溫度下 當速率和速率相等 形成時達到的平衡狀態(tài) 2 表示 氯化銀的沉淀溶解平衡可表示為 溶解 沉淀 難溶電解質飽和溶液 3 特點 2 溶度積 1 概念 用來描述難溶電解質在水中的平衡的常數 2 表示 用符號ksp表示 例如 agcl ag cl ksp fe oh 3 fe3 3oh ksp 3 影響因素 只與有關 4 表示意義 反映難溶電解質在水中的 對于同類型的難溶電解質 如agcl agbr agi 而言 ksp越小 其在水中的也越小 沉淀溶解 c ag c cl c fe3 c3 oh 溫度 溶解能力 溶解能力 思考 難溶電解質的ksp數值越小 表明其在水中的溶解能力就越弱 這種說法對嗎 提示 不對 當難溶電解質化學式所表示的組成中陰陽離子個數相同時 ksp越小 難溶電解質在水中的溶解能力就越弱 如果組成中陰 陽離子個數不同 ksp不能用于直接判斷溶解能力的強弱 二 沉淀溶解平衡的應用1 實現(xiàn)沉淀的轉化溶解能力的物質易轉化為溶解能力的物質 例如 3 溶洞的形成caco3 co2 h2o ca2 2hco3 相對較強 相對較弱 2 利用生成沉淀來分離或除去雜質離子例如 除去cuso4溶液中混有的少量fe3 1 2011年海南模擬 下列有關agcl沉淀的溶解平衡的說法中 不正確的是 a agcl沉淀生成和溶解不斷進行 但速率相等b agcl難溶于水 溶液中沒有ag 和cl c 升高溫度 agcl沉淀的溶解度增大d 向agcl沉淀中加入nacl固體 agcl沉淀的溶解度降低 解析 agcl固體在溶液中達到溶解平衡后 溶解與沉淀速率相等 但不為0 a項正確 agcl難溶于水 但溶解的部分電離出ag 和cl b項錯誤 一般來說 升高溫度有利于固體物質的溶解 c項正確 向agcl沉淀中加入nacl固體 增大了cl 濃度 促使溶解平衡向左移動 降低了agcl的溶解度 d項正確 答案 b 2 若在1l蒸餾水中加入1滴 約0 05ml 0 1mol l 1的nacl溶液 攪拌均勻后再滴入1滴0 1mol l 1agno3溶液 請估算是否會產生沉淀 已知agcl的ksp 1 8 10 10 a 否b 是c 可能是d 以上都不正確解析 c cl 0 05 10 3l 0 1mol l 1 1l 5 10 6mol l 1c ag 0 05 10 3l 0 1mol l 1 1l 5 10 6mol l 1qc c cl c ag 2 5 10 11 ksp 所以不會產生沉淀 答案 a 3 2010年溫州模擬 為了除去mgcl2溶液中的fecl3 可在加熱攪拌的條件下加入的一種試劑是 a naohb na2co3c 氨水d mgo解析 本題常規(guī)方法是加入化學物質直接與fe3 反應形成沉淀 但在這里卻巧妙地利用了mgo消耗fecl3水解生成的hcl促使fecl3水解成fe oh 3 同時mgo轉化成mgcl2 不引入新雜質 即使mgo過量 但它不溶于水 不會引起二次污染 答案 d 4 下列各操作中 不發(fā)生 先沉淀后溶解 現(xiàn)象的是 向飽和na2co3溶液中不斷通入過量的co2氣體 向agno3溶液中逐滴滴入過量的氨水 向agi膠體中逐滴加入過量的稀鹽酸 向石灰水中通入過量的co2 向硅酸鈉溶液中逐滴加入過量的鹽酸a b c d 全部 解析 只發(fā)生反應na2co3 co2 h2o 2nahco3 析出nahco3 中先生成agoh沉淀后溶解 中agi聚沉但不溶解 中先生成caco3沉淀后溶解 中只生成h2sio3沉淀 答案 a 5 山東青島2011屆高三調研 已知在25 的水溶液中 agx agy agz均難溶于水 但存在溶解平衡 如 agx s ag aq x ksp agx c ag c x 1 8 10 10 agy s ag aq y ksp agy c ag aq c y 1 0 10 12 agz s ag aq z aq ksp agz c ag c z 8 7 10 17 1 根據以上信息 判斷agx agy agz三者的溶解度 用已被溶解的溶質的物質的量 1l溶液表示 s agx s agy s agz 的大小順序為 2 若向agy的飽和溶液中加入少量的agx固體 則c y 填 增大 減小 或 不變 3 在25 時 若取0 188g的agy 相對分子質量為188 固體放入100ml水中 忽略溶液體積的變化 則溶液中y 的物質的量濃度為 4 由上述ksp判斷 在上述 3 的體系中 能否實現(xiàn)agy向agz的轉化 并簡述理由 在上述 3 體系中 能否實現(xiàn)agy向agx的轉化 根據你的觀點選答一項 若不能 請簡述理由 若能 則實驗轉化的必要條件是 解析 2 由于agy比agx更難溶 則向agy的飽和溶液中加入agx固體 發(fā)生沉淀的轉化 agx s y aq agy s x aq 則c y 減小 3 25 時 agy的ksp 1 0 10 12 即溶液達到飽和時 c ag c y 1 0 10 6mol l 1 而將0 188gagy溶于100ml水中 形成的為飽和溶液 溶質還有未溶解的 則c y 1 0 10 6mol l 1 4 由于ksp agz 1 8 10 4mol l 1時 即可由agy向agx的轉化 答案 1 s agx s agy s agz 2 減小 3 1 0 10 6mol l 1 4 能ksp agy 1 0 10 12 ksp agz 8 7 10 17 能當溶液中c x 1 8 10 4mol l 1時 agy開始向agx的轉化 若要實現(xiàn)agy向agx的完全轉化 必須保持溶液中的c x 1 8 10 4mol l 1 要點1溶度積的應用及計算1 溶度積的應用通過比較溶度積與溶液中有關離子濃度冪的乘積 離子積qc的相對大小 可以判斷難溶電解質在給定條件下沉淀能否生成或溶解 qc ksp 溶液過飽和 有沉淀析出 直至溶液飽和 達到新的平衡 qc ksp 溶液飽和 沉淀與溶解處于平衡狀態(tài) qc ksp 溶液未飽和 無沉淀析出 若加入過量難溶電解質 難溶電解質溶解直到溶液飽和 2 溶度積的計算 1 已知溶度積求溶解度以agcl s ag aq cl aq 為例 已知ksp 則飽和溶液中c ag c cl 結合溶液體積即求出溶解的agcl的質量 利用公式即可求出溶解度 2 已知溶解度求溶度積已知溶解度s 因為溶液中溶解的電解質很少 所以溶液的密度可視為1g cm 3 則100g水即0 1l溶液中溶解的電解質的質量m為已知 則1l溶液中所含離子的物質的量 即離子的物質的量濃度 便求出 利用公式即求出ksp 3 兩溶液混合是否會產生沉淀或同一溶液中可能會產生多種沉淀時判斷產生沉淀先后順序的問題 均可利用溶度積的計算公式或離子積與溶度積的關系式加以判斷 例1 2010年山東理綜 某溫度下 fe oh 3 s cu oh 2 s 分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后 改變溶液ph 金屬陽離子濃度的變化如圖所示 據圖分析 下列判斷錯誤的是 a ksp fe oh 3 ksp cu oh 2 b 加適量nh4cl固體可使溶液由a點變到b點c c d兩點代表的溶液中c h 與c oh 乘積相等d fe oh 3 cu oh 2分別在b c兩點代表的溶液中達到飽和 解析 本題考查沉淀溶解平衡知識 意在考查考生分析圖形的能力和實際運用知識的能力 ksp fe oh 3 c fe3 c3 oh ksp cu oh 2 c cu2 c2 oh fe3 cu2 濃度相等 b c點 時 fe3 對應的ph小 c h 較大 則c oh 較小 又知ksp僅與溫度有關 則ksp fe oh 3 ksp cu oh 2 a選項正確 存在沉淀溶解平衡 fe oh 3 s fe3 aq 3oh aq 加入nh4cl固體 因為nh4 水解產生h h 與oh 反應使平衡正向移動 c fe3 增大 b選項錯誤 c h 和c oh 的乘積為kw kw僅與溫度有關 則c選項正確 由題意和題圖知d選項正確 答案 b 遷移應用 即時遷移小試牛刀 1 某溫度時 baso4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示 下列說法正確的是 提示 baso4 s ba2 aq so42 aq 的平衡常數ksp c ba2 c so42 稱為溶度積常數 a 加入na2so4可以使溶液由a點變到b點b 通過蒸發(fā)可以使溶液由d點變到c點c d點無baso4沉淀生成d a點對應的ksp大于c點對應的ksp 解析 a點在平衡曲線上 此時溶液中存在溶解平衡 加入na2so4會增大so42 的濃度 平衡左移 ba2 的濃度應降低 a項錯 d點時溶液不飽和 蒸發(fā)溶液 c so42 c ba2 均增大 b項錯 d點表示溶液的qc ksp 所以溶液不飽和 不會沉淀 c項正確 ksp是一常數 溫度不變 ksp不變 所以該曲線上任一點的ksp都相等 d項錯誤 答案 c 要點2沉淀溶解平衡的影響因素及應用1 影響因素 1 內因 難溶物質本身性質 這是主要決定因素 2 外因 濃度 加水稀釋 平衡向溶解方向移動 但ksp不變 溫度 絕大多數難溶鹽的溶解是吸熱過程 升高溫度 平衡向溶解方向移動 ksp增大 離子濃度 當加入與難溶電解質相同的離子時 平衡向沉淀方向移動 當向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應生成更難溶或更難電離的物質時 平衡向溶解方向移動 此時ksp不變 2 應用 1 沉淀的溶解只要能有效地降低離子平衡體系中有關離子的濃度 就會發(fā)生沉淀的溶解 實現(xiàn)的主要方法有 生成弱電解質 弱酸 弱堿 水或微溶氣體 a 有些難溶氫氧化物如 mn oh 2 fe oh 3 cu oh 2 mg oh 2可溶于酸 生成水 b 有些難溶氫氧化物如 mn oh 2 mg oh 2可溶于銨鹽 c 難溶弱酸鹽可溶于強酸如caco3 cac2o4 fes 生成弱酸或微溶氣體 結論 難溶物的ksp越大 生成的弱電解質越弱 沉淀越易溶解 如cus hgs as2s3等ksp太小 即使?jié)恹}酸也不能有效降低s2 的濃度使其溶解 發(fā)生氧化還原反應利用氧化還原反應降低難溶電解質離子濃度的方法 3cus 8h 2no3 3s 2no 3cu2 4h2o 生成難電離的配離子利用絡合反應降低難溶電解質離子濃度的方法 2nh3 h2o agoh ag nh3 2 oh 2h2o 2 沉淀的生成 在難溶電解質的溶液中 加入沉淀劑 析出沉淀 如以na2s h2s等作沉淀劑 使cu2 hg2 等生成相對難溶的硫化物cus hgs等沉淀 控制溶液的ph使沉淀生成如fe3 水解會使溶液呈酸性 并且fe3 穩(wěn)定存在的ph 1 62 當ph 1 62時 則fe3 會生成fe oh 3沉淀 所以要使fe3 生成fe oh 3沉淀 就必須使ph 1 62 3 沉淀的轉化沉淀轉化的實質就是沉淀溶解平衡的移動 一般說來 溶解度小的沉淀轉化成溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn) 根據難溶物質溶解度的大小 難溶物質間可以進行轉化 例如 例2 2010年北京高考 自然界地表層原生銅的硫化物經氧化 淋濾作用后變成cuso4溶液 向地下深層滲透 遇到難溶的zns或pbs 慢慢轉變?yōu)殂~藍 cus 下列分析正確的是 a cus的溶解度大于pbs的溶解度b 原生銅的硫化物具有還原性 而銅藍沒有還原性c cuso4與zns反應的離子方程式是cu2 s2 cus d 整個過程涉及的反應類型有氧化還原反應和復分解反應 解析 a項 應為cus的溶解度小于pbs的溶解度 所以有pbs cu2 cus pb2 b項 cus中硫元素處于最低價態(tài) 有還原性 c項 zns不溶于水 cuso4與zns反應的離子方程式應為 cu2 zns cus zn2 d項 銅的硫化物變?yōu)閏uso4的反應是氧化還原反應 cuso4與zns或pbs的反應是復分解反應 答案 d 遷移應用 即時遷移小試牛刀 2 2011年金華一中模擬 下列說法中 正確的是 a 飽和石灰水中加入一定量生石灰 溫度明顯升高 所得溶液的ph會增大b agcl懸濁液中存在平衡 agcl s ag aq cl aq 往其中加入少量nacl粉末 平衡會向左移動 溶液中離子的總濃度會減小 c agcl懸濁液中加入ki溶液 白色沉淀變成黃色 證明此條件下ksp agcl ksp agi d 硬水含有較多ca2 mg2 hco3 so42 加熱煮沸可以完全除去其中的ca2 mg2 答案 c 易錯點對沉淀溶解平衡原理及概念理解不清導致判斷錯誤例一定溫度下的難溶電解質ambn在水溶液中達到沉淀溶解平衡時 其平衡常數ksp cm an cn bm 稱為難溶電解質的離子積 已知下表數據 對含等物質的量的cuso4 feso4 fe2 so4 3的混合溶液的說法不科學的是 a 向該混合溶液中逐滴加入naoh溶液 最先看到紅褐色沉淀b 該溶液中c so42 c cu2 c fe2 c fe3 5 4 c 向該溶液中加入適量氯水 并調節(jié)ph到3 4后過濾 可獲得純凈的cuso4溶液d 在ph等于5的溶液中一定不存在fe3 錯因分析 本題若對沉淀溶解平衡原理及概念理解不清 不能理解表中數據的含義 易造成錯選 正確解答 根據溶度積常數可判斷選項a正確 由于cu2 fe2 和fe3 在溶液中均能發(fā)生水解反應使得金屬陽離子的濃度減小 所以b正確 根據選項c的操作可知溶液中必有氯離子 即溶液中的溶質還存在cucl2 c錯 由表中數據知fe3 在ph 4的環(huán)境中已沉淀完全 d正確 答案 c 1 下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是 a 反應開始時 溶液中各離子濃度相等b 沉淀溶解達到平衡時 沉淀的速率和溶解的速率相等c 沉淀溶解達到平衡時 溶液中溶質的離子濃度相等 且保持不變d 沉淀溶解達到平衡時 如果再加入難溶性的該沉淀物 將促進溶解答案 b 2 將一定量的碳酸鈣放入水中 對此有關的敘述正確的是 a 碳酸鈣不溶于水 碳酸鈣固體質量不會改變b 最終會得到碳酸鈣的極稀的飽和溶液c 因為ca2 co32 caco3 很容易發(fā)生 所以不存在caco3 ca2 co32 的反應d 因為碳酸鈣難溶于水 所以改變外界條件也不會改變碳酸鈣的溶解性答案 b 3 2011年濟南模擬 下列說法正確的是 a 兩難溶電解質作比較時 ksp小的 溶解度一定小b ksp的大小取決于難溶電解質的量 所以離子濃度改變時 沉淀平衡會發(fā)生移動c 所謂沉淀完全就是用沉淀劑將溶液中某一離子除凈d 溫度一定時 當溶液中ag 和cl 濃度的乘積等于ksp值時 此溶液為agcl的飽和溶液答案 d 4 在baso4飽和溶液中 加入na2so4 s 達平衡時 a c ba2 c so42 b c ba2 c so42 ksp baso4 1 2c c ba2 c so42 c ba2 c so42 ksp baso4 d c ba2 c so42 c ba2 c so42 ksp baso4 答案 c 5 已知cuso4溶液分