沉淀溶解平衡難溶電解質的溶解平衡一固體物質的溶解度1.溶解度：在一定溫度下，某固體物質在100g溶劑里達到飽和狀態時所溶解的質量，叫做這種物質在這種溶劑里的溶解度。符號：S，單位：g，公式：S=（m溶質/m溶劑 ）100g2.不同物質在水中溶解度差別很大，從溶解度角度，可將物質進行如下分類： 溶解性易溶可溶微溶難溶溶解度10g1-10g0.01-1gKsp,則溶液過飽和,有沉淀析出,直至溶液飽和,達到新的平衡 2)若Qc=Ksp,則溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態3) 若Qc Ksp (AgBr) Ksp (AgI),所以溶解度:AgCl) Ksp (AgBr) Ksp (AgI)。不同類型的難溶電解質，不能簡單地根據Ksp大小，判斷難溶電解質溶解度的大小。3、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濃度積(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。QcKsp，溶液過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，達到新的平衡；QcKsp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態；QcCuS轉化的方程式可以表示為ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+(aq)對于一些用酸或其他方法不能溶解的沉淀，可以將其轉化成另一種用酸或其它方法能溶解的沉淀，然后出去。例如鍋爐除水垢例、許多在水溶液中的反應,往往有易溶物轉化為難溶物或難溶物轉化為更難溶物的現象下表為相同溫度下某物質的溶解度物質AgClAg2SCaSO4Ca(OH)2溶解度(g)1.510-41.310-60.20.165物質Ca(HCO3)2CaCO3NH4HCO3(NH4)2SO4溶解度(g)16.61.510-32175.4(1)若在有氯化銀固體的水中加入硫化鈉溶液,可能觀察到的現象是_白色固體消失,同時會生成黑色固體_(2)生成硫酸銨化肥的方法之一是把石膏粉(CaSO4)懸浮于水中,不斷通入氨氣并通入二氧化碳,充分反應后立即過濾,濾液經蒸發而得到硫酸銨晶體,寫出該反應的化學方程式:CaSO4+CO2+H2O+2NH3=CaCO3+(NH4)2SO4_一 考查沉淀溶解平衡中溶質濃度的計算例3：已知：某溫度時，Ksp(AgCl)=Ag+Cl 1.81010Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2CrO2- 4 1.11012試求：（1）此溫度下AgCl飽和溶液和Ag2CrO4飽和溶液的物質的量濃度，并比較兩者的大小。（2）此溫度下，在0.010mo1L-1的AgNO3溶液中，AgCl與Ag2CrO4分別能達到的最大物質的量濃度，并比較兩者的大小。解析AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO42(aq)2xx(2x)2x=Kspc(AgCl)c(Ag2CrO4)在0.010 molL-1 AgNO3溶液中，c(Ag+)=0.010 molL-1AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)溶解平衡時：0.010xx(0.010x)x1.81010x很小，0.010x0.010x1.8108(molL1)c(AgCl)= 1.8108(molL1)Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO24(aq)溶解平衡時：0.010xx (0.0102x)2x1.11012x很小，0.0102x0.010x1.1108(molL1)c(Ag2CrO4)1.110-8 (molL1)c(AgCl)c(Ag2CrO4)二 考查沉淀溶解平衡中的溶度積規則例4將等體積的410-3mo1L-1的AgNO3和410-3mo1L 1 K2CrO4混合，有無Ag2CrO4沉淀產生? 已知KSP (Ag2CrO4)1.1210-12。 解：等體積混合后,濃度為原來的一半。 c(Ag+)=210-3molL-1;c(CrO4 2-)210-3mol L-1 Qic2(Ag+)c(CrO4 2 -) (2l0-3 )22l0-3 8l0-9KySP (CrO4-2) 所以有沉淀析出【練習】在100ml0.01mol/LKCl溶液中，加入1ml0.01mol/LAgNO3溶液，下列說法正確的是（AgCl的Ksp1.81010） ( )A有AgCl沉淀析出 B無AgCl沉淀 C無法確定 D有沉淀，但不是AgCl三 考查沉淀溶解平衡中的同離子效應例5將足量BaCO3分別加入： 30mL 水 10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液 50mL 0.01mol/L 氯化鋇溶液 100mL 0.01mol/L鹽酸中溶解至溶液飽和。請確定各溶液中Ba2+的濃度由大到小的順序為： _ 例6已知室溫下BaSO4在純水中的溶解度為1.0710-5molL-1，BaSO4在0.010molL-1 Na2SO4溶液中的溶解度是在純水中溶解度的多少倍? 已知KSP (BaSO4)1.0710-10 解：設BaSO4在0.010molL-1 Na2SO4溶液中的溶解度為xmolL-1，則溶解平衡時： BaSO4(s) Ba(aq)2+SO4(aq)2 平衡時濃度mol.L-1 x 0.010+x KSP (BaSO4)c（Ba2+ ）c（ SO42-)=x(0.010 + x) =1.0710-10 因為溶解度x很小，所以 0.010+x0.010 0.010x=1.0710-10 所以 x=1.0710-8(molL-1) 計算結果與BaSO4在純水中的溶解度相比較，溶解度為原來的1.0710-8 /1.0710-5 ,即約為00010倍。四 考查沉淀溶解平衡中的除雜和提純例Cu(OH)2在水溶液中存在著如下沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH(aq)，在常溫下Ksp=21020。在常溫下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要向0.02 molL1的CuSO4溶液中加入固體堿來調整溶液的pH，使溶液的pH大于（）A2B3C4D5【答案】D【解析】由溶度積的公式有，Ksp=c(Cu2+)c2(OH)= 21020，若要使0.02 molL1的Cu2+沉淀，則需c(OH)=1109 molL1，再根據水的離子積常數得， ，則pH=5例題7 在1.0mol L-1Co2+溶液中，含有少量Fe3+雜質。問應如何控制pH值，才能達到除去Fe3+雜質的目的? KSP Co(OH)2=1.09l 0-15，KSPFe(OH)3=2.6410-39 解：使Fe3+定量沉淀完全時的pH值： Fe(OH)3(s) = Fe3+ + 3 OH- KSPFe(OH)3 = c(Fe3+)c3(OH-) pH14 - (-log1.3810-11)3.14 使Co2+不生成Co(OH)2沉淀的pH值： Co(OH)2(s) = Co2+ + 2OH- KSPCo(OH)2 = c(Co2+)c2(OH-)不生成Co(OH)2沉淀的條件是 c(Co2+)c2(OH-) KSPCo(OH)2 pH = 14 - (-log3.3010-8)6.50 所以應將PH值控制在3.146.5之間才能保證除去Fe3+，而 Co2+留在溶液中。五 考查沉淀溶解平衡中沉淀的轉化例題8、 BaS為原料制備Ba(OH)28H2O的過程是：BaS與HCl反應，所得溶液在7090C時與過量NaOH溶液作用，除雜，冷卻后得到Ba(OH)28H2O晶體。據最新報道，生產效率高、成本低的Ba(OH)28H2O晶體的新方法是使BaS與CuO反應1新方法的反應方程式為： 2該反應反應物CuO是不溶物，為什么該反應還能進行： 3簡述新方法生產效率高、成本低的原因。解答：（1）BaSCuO9H2OBa(OH)28H2OCuS也可寫Ba(OH)2（2）CuS的溶度積比CuO小得多（更難溶），有利于該反應正向進行。（3）CuS為難溶物（未反應的CuO也不溶），過濾后，將濾液濃縮、冷卻，就可在溶液中析出Ba(OH)28H2O晶體，故生產效率高；CuS在空氣中焙燒氧化可得CuO與SO2，故CuO可反復使用（SO2可用于制硫的化合物），因而成本低。11工業廢水中常含有一定量的Cr2O72和CrO42，它們會對人類及生態系統產生很大損害，必須進行處理。常用的處理方法有兩種。方法1：還原沉淀法該法的工藝流程為:其中第步存在平衡；2 CrO42(黃色)+2H+Cr2O72(橙色)+H2O（1）若平衡體系的pH=2，該溶液顯色。（2）能說明第步反應達平衡狀態的是。aCr2O72和CrO42的濃度相同b2v(Cr2O72)= v(CrO42)c溶液的顏色不變（3）第步中，還原1 mol Cr2O72離子，需要mol的FeSO47H2O。（4）第步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH(aq)常溫下，Cr(OH)3的溶度積Ksp=c(Cr3+)c3(OH)= 11032 ，要使c(Cr3+)降至105 molL1，溶液的pH應調至。方法2：電解法該法用Fe做電極電解含Cr2O72的酸性廢水，隨著電解進行，在陰極附近溶液pH升高，產生Cr(OH)3沉淀。（5）用Fe做電極的原因為。（6）在陰極附近溶液pH升高的原因是（用電極反應解釋）。 溶液中同時生成的沉淀還有。【答案】（1）橙（2）c（3）6（4）5（5）陽極反應為Fe一2e=Fe2+，提供還原劑Fe2+（6）2H+2e=H2+ Fe(OH)3【解析】（1）根據所給的平衡體系可知，在酸性溶液中，平衡應該正向移動，故溶液顯橙色。（2）能說明第步反應達到平衡的標志是溶液的顏色不變即各離子的濃度不變，但是離子的濃度不一定相等；反應過程中2v(Cr2O72) 與 v(CrO42)一直相等，所以b項無法判斷是否達到平衡狀態。（3）因為鉻元素的化合價由+6變為+3。所以1 mol Cr2O72需要得到6 mol電子，故需要