一. 难溶电解质的溶解平衡 溶解平衡的特征: 逆:溶解过程是可逆过程。
定:平衡状态时,各种离子的浓度保持一定。 动:溶解速率和沉淀速率相等,但不为0。 变:当外界条件改变,溶解平衡发生移动。
注意:难溶强电解质的电离方程式用“=”如:AgCl ,溶解平衡:AgCl(s) (aq);电离平衡:AgCl=Cl- +Ag
+
Cl-(aq)+Ag
+
二. 溶度积(Ksp) 1. 概念:
一定温度下,难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数,这个常数称为该难溶电解质的溶度积,用符号Ksp表示。 2. 表达式:对于沉淀溶解平衡 MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq),
平衡常数:Ksp = c(Mn+)mc(Am-)n 3. 溶度积规则:
比较Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积(离子积Qc)判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。
Qc>Ksp时,生成沉淀; Qc=Ksp时,达到溶解平衡; Qc<Ksp时,沉淀溶解。 4. 影响溶度积的因素:
Ksp 只与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量无关,并且溶液中的离子浓度的变化能使平衡移动,并不改变Ksp 。
5.溶度积的物理意义:
Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时,Ksp数值越大则难溶电解质在水中的溶解能力越强。但对化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比不相同的电解质,则不能直接由它们的溶度积来比较溶解能力的大小,必须通过具体计算确定。
三. 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,常利用沉淀溶解来达到分离或除去某些离子的目的。
2.沉淀的方法
(1) 调节pH法:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH至7~8,可使Fe3转变为Fe(OH)3沉淀而除去,Fe3+3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH4。
+
+
+
(2) 加沉淀剂法:如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子,如Cu2、Hg2等生成极难溶的
+
+
硫化物CuS、HgS等沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。反应如下:
Cu2+S2===CuS↓ Cu2+H2S===CuS↓ + 2H+
+
-
+
Hg2+S2===HgS↓ Hg2+H2S===HgS↓+ 2H+
+
-
+
四. 沉淀的转化 1.实验探究
(1) Ag的沉淀物的转化
+
实验步骤 实验现象 化学 方程式 实验结论 (2) Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
有白色沉淀生成 AgNO3+NaCl===AgCl +NaNO3 白色沉淀变为黄色 AgCl+KI===AgI+KCl 黄色沉淀变为黑色 2AgI+Na2S===Ag2S+2NaI 溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀 实验步骤 实验现象 化学 方程式 实验结论
2. 沉淀转化的方法
产生白色沉淀 MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl 产生红褐色沉淀 3Mg(OH)2+2FeCl3===2Fe(OH)3+3MgCl2 Fe(OH)3比Mg(OH)2溶解度小 对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。
3.沉淀转化的实质
沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般说来,溶解度大的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。
操作和现象 结论 两种沉淀的溶解度差别越大,沉淀转化越容易。 4.沉淀转化的应用
沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。
跟踪练习
1.下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是( )
A 向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4后,在试管口观察到红棕色气体 向淀粉溶液中加入稀H2SO4,加热几分钟,冷HNO3分解生成了NO2 B 却后再加入新制Cu(OH)2浊液,加热,没有砖红色沉淀生成 向无水乙醇中加入浓H2SO4,加热至170℃产生的气体通入酸性KMnO4溶液,红色褪去 常温下,向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4淀粉不一定没有水解 C 使溶液褪色的气体是乙烯 D 粉末,过滤,向洗净的沉淀中加稀盐酸,有少量气泡产生 证明常温下KSP(BaSO4)>KSP(BaCO3) 【答案】B
2.下列解释事实的方程式中不正确的是 ...
A. 金属钠露置在空气中,光亮表面颜色变暗:4Na + O2 = 2Na2O B. 硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液混合,产生气体:NH4+ + OH- = NH3↑+ H2O C. 铝条插入烧碱溶液中,开始没有明显现象:Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O D. 碘化银悬浊液滴加硫化钠溶液,黄色沉淀变成黑色:2AgI + S2- = Ag2S+ 2I- 【答案】B
【解析】A、金属钠露置在空气中,被氧气氧化成Na2O,即4Na+O2=2Na2O,故A说法正确;B、缺少Ba2+SO42=BaSO4↓,故B说法错误;C、铝是活泼金属,被氧气氧化成氧化铝,氧化铝表现两性,
+
-
即Al2O3+2OH=2AlO2+H2O,故C说法正确;D、黄色沉淀变成黑色,说明产生Ag2S,即2AgI+S2
-
-
-
=Ag2S+2I,故D说法正确。
-
3.设NA为阿伏伽徳罗常数的值。下列有关叙述错误的是( ) A. 100g质量分数为46%的乙醇水溶液中氧原子数为4NA B. 1molCl2通入水中,HClO、Cl-、ClO-粒子数之和小于2 NA C. 标准状况下,2.24LD2中所含中子的数目是0.2NA
D. 25℃时,KSP(BaSO4)=l×10-10,则BaSO4饱和溶液中Ba2+数目为l×10-5NA 【答案】D
4.下列实验操作和现象对应的结论正确的是( ) 选项 A 实验操作和现象 向溶液X中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成 2mL10%的CuSO4溶液中滴加2%的NaOH溶液4~6滴制得新制氢氧化铜,再滴加几滴葡萄糖溶液,加热 向1 mL浓度均为0.05 mol·L-l NaCl、NaI的混合溶液中滴加2滴0.01 mol·LAgNO3溶液,振荡,沉淀呈黄色 D
【答案】A
【解析】A.白色沉淀为AgCl或硫酸钡,则溶液X中可能含有SO42-,故A正确;B.葡萄糖溶液与新制氢氧化铜反应时要确保NaOH溶液过量,故B错误;C.混合溶液中滴加2滴0.01mol?L-1 AgNO3溶液,Ksp小的先沉淀,则Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),故C错误;D.将Al2(SO4)3溶液蒸干,虽然铝离子水解,但由于硫酸难挥发,则仍得到Al2(SO4)3,故D错误;答案为A。 5.下列有关说法正确的是
A. 常温下,向含Ag2S固体的溶液中滴加少量Na2S溶液,c(Ag+)、c(S2-)、Ksp(Ag2S)都减小 B. 常温下,pH =10的K2CO3溶液和PH =4的FeCl3溶液中,水的电离程度后者小
将Al2(SO4)3溶液蒸干、灼烧至恒重 最终剩余固体是Al2O3 -l 结 论 溶液X中可能含有SO42- B 检验葡萄糖中含有醛基 C Ksp (AgCl)