Mg+ 2HCO3 = MgCO3↓+CO2 + H2O MgCO3+ H2O = Mg(OH)2 +CO2
2+ -
知识点四：溶度积与溶度积规则：
(反映了物质在水中的溶解能力) 1、定义：
一定温度下难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时，各离子浓度保持不变(或一定)。 饱和溶液中各组分离子浓度幂的乘积为一常数，称为溶度积常数，简称溶度积，用符号Ksp表示。 例：AgCl(s)
Ag+(aq) +Cl-(aq) Ksp = c( Ag+)·c(Cl-)
一般的难溶电解质： AmDn(s)
2、溶度积的意义
mAn+(aq) + nDm-(aq) Ksp = cm(An+)·cn(Bm-)
①Ksp 的大小主要决定于难溶电解质本身的性质。外界条件只与温度有关，与溶液浓度无关(化学平衡常数的一种)。离子浓度的改变可使平衡发生移动，而不能改变溶度积。不同的难溶电解质在相同温度下Ksp不同。绝大数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，向沉淀溶解的方向移动，Ksp增大。少数盐的溶解是放热过程，升高温度，向生成沉淀的方向移动，Ksp减小。 ②溶度积的数值可查表获得。 几种难溶物的溶度积与溶解度：
分子式 AgCl AgBr AgI Ag2CrO4 溶度积 1.8×10-10 5.0×10-13 8.3×10-17 1.1×10 -12溶解度/mol·L-1 1.3×10-5 7.1×10-7 9.1×10-10 6.5×10 -5 ③同种类型难溶电解质溶解程度，可通过比较其溶度积常数大小判断。一般来说，Ksp越小，溶解度越小，越难溶于水。 如：Ksp (AgCl) > Ksp (AgBr) > Ksp (AgI) 溶解度：AgCl > AgBr> AgI
3、溶度积规则
某难溶电解质的溶液中任一情况下的有关离子浓度幂的乘积——Qc，通过比较Qc 与Ksp的相对大小，判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。 说明：
Qc为任一情况下，而Ksp为平衡时
当Qc =Ksp时 饱和溶液，沉淀与溶解处于动态平衡状态；
当Qc >Ksp时 过饱和溶液，反应向生成沉淀方向进行，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡；
当Qc 以上规则称为溶度积规则。沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的条件是离子浓度的大小，控制离子浓度的大小，可以使反应向所需要的方向转化。 【规律方法指导】 一、难溶电解质的沉淀溶解平衡 1、定义： 在一定条件下，难溶电解质溶于水，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成溶质的饱和溶液，达到平衡状态，这种平衡 称为沉淀溶解平衡。 2、特征： (与化学平衡相同) a、可逆过程 b、v(溶解)＝ v(沉淀) c、达到平衡时，溶液中各离子浓度保持不变 d、动态平衡，v(溶解)＝ v(沉淀) ≠ 0 e、当外界条件改变时，沉淀溶解平衡将发生移动，直到达到新的平衡。 3、生成难溶电解质的离子反应的限度： 不同电解质在水中的溶解度差别很大，例如AgCl和AgNO3。习惯上将溶解度小于0.01g的称为难溶电解质。对于常量的化学反应来说，0.01g是很小的，所以一般情况下，相当量的离子互相反应生成难溶电解质，就可以认为反应完全了。化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L，沉淀就达完全。 4、影响沉淀溶解平衡的因素： a、内因：难溶电解质本身的性质。绝对不溶的电解质是没有的。同是难溶电解质，溶解度差别也很大。 b、外因：遵循化学平衡移动原理 浓度：加水，平衡向溶解方向移动。 温度：绝大数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，多数平衡向溶解方向移动。少数平衡向生成沉淀的方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡。 同离子效应：向平衡体系中加入相同的离子，使平衡向生成沉淀的方向移动。 说明： a、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。如将一块形状不规则的NaCl固体放入NaCl饱和溶液中，一昼夜后观察发现，固体变为规则的立方体，而质量却未发生变化。 b、沉淀的生成、溶解、转化本质上都是沉淀溶解平衡的移动问题。 二、溶度积Ksp的计算 对于AnBm(s) nAm++mBn-，当达到溶解平衡时，溶液中存在Ksp=[Am+]n·[Bn-]m，此时固体溶解达到平衡，若令[Am+]n·[Bn-]m =Q 即(1)当Qc>Ksp时，有固体析出 (2)当Qc=Ksp时，此时为饱和溶液 (3)当Qc 无论难溶性物质还是易溶物质，上述规律均适用。 例：25℃时， Ksp (AgBr)= 5.0×10-10，求AgBr的饱和溶液中的c(Ag+)和c(Br-)。 方法：Ksp=c(Ag+)·c(Br-)= 5.0×10-10，可得出c(Ag+)=c(Br-)=2.24×10-5mol/L。 三、常见物质溶解性表： 下表列出了部分酸、碱和盐的溶解性(20 ℃) H+ K+ Na+ NH4+ NO3- 溶、挥 溶 溶 溶 HCO3- 溶、挥 溶 溶 溶 Cl- 溶、挥 溶 溶 溶 Br- 溶、挥 溶 溶 溶 I- 溶、挥 溶 溶 溶 SO42- 溶 溶 溶 溶 OH- - 溶 溶 溶、挥 CO32- 溶、挥 溶 溶 溶 SO32- 溶、挥 溶 溶 溶 SiO32- 不 溶 溶 - Ba Ca2+ Mg Al3+ Mn2+ Zn2+ Fe2+ Fe3+ Cu2+ Ag+ 2+2+溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 - 溶 溶 溶 - 溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 不 溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 不 溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 - - 不 不 微 溶 溶 溶 溶 溶 溶 溶 微 溶 微 不 不 不 不 不 不 不 - 不 不 微 - 不 不 不 - 不 不 不 不 不 - 不 不 不 - 不 不 不 不 不 不 不 不 不 不 不 不 【经典例题透析】 类型一：沉淀溶解平衡 题1、在有固态Mg(OH)2存在的饱和溶液中，存在着如下平衡： Mg2+(aq)+2OH-(aq) Mg(OH)2(s) 向该饱和溶液中加入固体NH4Cl时，固体Mg(OH)2的质量有什么变化？ 思路点拨：用平衡移动原理加以解释 解析：加入NH4Cl固体使Mg(OH)2固体的质量减小。 理由是NH4Cl在溶液中电离出NH4+与OH-发生反应：NH4+ +OH-NH3·H2O，减小了c(OH-)， 使Mg(OH)2溶解平衡向着生成Mg2+和OH-的方向移动，使Mg(OH)2固体的质量减少。 总结升华：沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，也是动态平衡，符合平衡移动原理。有些题目涉及多种平衡体系，应找到其相应的结合点，如增大体系的离子的浓度或减少某离子的浓度，再结合平衡移动原理，进行合理解释。 举一反三： 【变式1】石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)，加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是( ) A、Na2CO3溶液 B、AlCl3溶液 C、NaOH溶液 D、CaCl2溶液 【答案】AB 解析：题目要求使平衡右移，A、B项分别使Ca2+、OH-的浓度减小，平衡右移；C、D项会因增加OH-、Ca2+的浓度，使平衡左移。 类型二：沉淀反应的应用 题2、为了除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是( ) A、NaOH B、Na2CO3 C、氨水 D、MgO 思路点拨:要除FeCl3实际上是除去Fe3+，除Fe3+的方法是加入某物质使之成为沉淀过滤即可。 解析：Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度，从而可以使Fe(OH)3沉淀，而不致使Mg2+转化为沉淀而析出。本题常规方法是加入化学物质直接与Fe3+反应形成沉淀，但在这里却巧妙地利用了MgO消耗FeCl3水解生成的HCl，促使FeCl3水解成Fe(OH)3，同时MgO转化成MgCl2，不引入新杂质，即使MgO过量，因为它不溶于水也不会引起二次污染。 【答案】D 总结升华：沉淀反应常用于分离和除去杂质的问题中，要注意不能引入新的杂质。 举一反三： 【变式2】工业上制备纯净的氯化锌时，将含杂质的氯化锌溶于过量盐酸中，为了除去杂质需调节溶液的pH到4，应加入的试剂是( ) A、NaOH B、NH3·H2O C、ZnO D、ZnCl2 【答案】C 类型三：有关Ksp的计算 题3、 将等体积的4×10-3mol/L的AgNO3溶液和4×10-3mol/L的K2CrO4溶液混合，是否能析出Ag2CrO4沉淀？〔已知 Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12〕 思路点拨: 充分利用Qc与Ksp的关系，用Qc=[c(Ag+)]2·c(CrO42-)求出Qc，若Qc>Ksp，则有沉淀析出。 解析：混合后c(Ag+)=c(CrO42-)=2×10-3mol/L， 则Qc=[c(Ag+)]2·c(CrO42-)=(2×10-3)2×2×10-3=8×10-9>9.9×10-12 即Qc>Ksp，所以有Ag2CrO4沉淀析出。 【答案】有Ag2CrO4沉淀析出。 注意：只比较浓度，与参加反应物的量的多少无关。 总结升华：溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能力，所以它们之间可以互相换算。知道溶解度可以求出溶度积，也可以由溶度积求溶解度。不同电解质在水中的溶解度差别很大，例如AgCl和AgNO3。一般情况下，相当量的离子互相反应生成难溶电解质，就可以认为反应完全了。化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L，沉淀就达完全。 举一反三： 【变式3】在1L含1.0×10-3mol/L的SO42-溶液中，注入0.01mol BaCl2溶液(假设溶液体积不变)能否有效除去SO42-？(已知：Ksp(BaSO4)= 1.1×10-10) 解析：c(Ba2+)=0.01mol/L，c(SO42-)=0.001mol/L，生成BaSO4沉淀后，Ba2+过量， 剩余的c(Ba2+)=0.01-0.001=0.009mol/L， c(SO42-)=Ksp/c(Ba2+)= 1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8mol/L，因为， 剩余的c(SO42-)=1.2×10-8mol/L<1.0×10-5mol/L所以，SO42-已沉淀完全，能有效除去了SO42-。 注意：当剩余离子即平衡离子浓度≤10-5mol/L时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。