沉淀溶解平衡(讲义)一、知识点睛1.沉淀溶解平衡(1)定义在一定条件下,当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时,沉淀_________和_________的速率相等,固体质量和离子浓度不再变化的状态。
(2)溶度积常数(简称溶度积)对于沉淀溶解平衡A m B n A n+(aq)+n B m-(aq),溶度积可表示为K sp=___________________。
如:PbI22+(aq)+2I-(aq),K sp(PbI2)= [Pb2+][ I-]2。
①K sp只与难溶电解质的性质和温度有关。
②K sp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,K sp越大,溶解能力越强。
2.影响沉淀溶解平衡的外界因素(1)温度大多数难溶电解质的溶解是吸热的,升高温度,平衡向______的方向移动。
(2)浓度浓度越稀,溶解程度越大,加水稀释,平衡向______的方向移动。
(3)外加试剂①加入相同难溶电解质,平衡不移动。
②加入某种物质(其中含有难溶电解质的组成离子),平衡向______的方向移动。
③加入能与难溶电解质电离出的离子反应的物质,平衡向______的方向移动。
3.沉淀的溶解与生成(1)溶度积规则(浓度商Q与K sp的关系)Q___K sp溶液中的离子生成沉淀,直至平衡。
Q___K sp沉淀溶解与离子生成沉淀处于平衡状态。
Q___K sp若体系中有足量固体,则固体溶解,直至平衡。
(2)实例分析①做“钡餐”用BaSO4而不用BaCO3②误服可溶性钡盐可用5.0%的Na2SO4溶液洗胃③石笋、钟乳石和石柱的形成④珊瑚的形成4.沉淀的转化(1)实质加入某种能使难溶电解质转化为更难溶电解质的物质,利用沉淀溶解平衡的移动,实现沉淀的转化。
注:两种难溶物的溶解能力差别越大,越容易转化。
(2)实例分析①工业废水中重金属离子的去除用FeS、MnS等难溶物作沉淀剂除去工业废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。
以FeS除去工业废水中的Hg2+为例,沉淀转化反应为________________________________________。
②将某些用酸或其他方法不易除去的沉淀转化为用酸或其他方法易除去的沉淀锅炉水垢中的CaSO4可用饱和Na2CO3溶液转化为CaCO3,再用酸除去,沉淀转化反应为_______________________________________________________。
③水垢中Mg(OH)2的形成持续加热可以使水中部分溶解的MgCO3转化为更难溶的Mg(OH)2。
二、精讲精练1.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是()A.难溶电解质溶解开始后,只有溶解过程,没有析出过程B.难溶电解质的沉淀溶解平衡是一种动态平衡,可以通过改变条件使平衡移动C.达到平衡时,沉淀溶解和生成的速率相等,都为0D.达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变2.下列说法中,正确的是()A.某物质的溶解性为难溶,则该物质的溶解度为0B.难溶电解质在溶解过程中都存在沉淀溶解平衡C.某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0D.K sp(AB2)小于K sp(CD),则AB2的溶解度小于CD3.25℃时,Mg(OH)2的溶度积是5.6×10-12 mol3•L-3,则Mg(OH)2饱和溶液中Mg2+和OH-的物质的量浓度分别为______________________________________ 1.12=)。
4.向AgCl的饱和溶液中加水,下列叙述正确的是()A.AgCl的溶解度增大B.AgCl的K sp不变C.平衡向生成沉淀的方向移动D.c(Cl-)增大5.25℃时,在PbI2饱和溶液中,若再加入少量PbI2固体,下列说法不正确的是()A.溶度积常数K sp不变B.沉淀溶解平衡不移动C.Pb2+和I-浓度都增大D.Pb2+和I-浓度都不变6.将足量的AgCl(s)分别加入到下述四种溶液中,所得溶液c(Ag+)最小的是()A.10 mL 0.4 mol•L-1盐酸B.10 mL 0.3 mol•L-1 MgCl2溶液C.10 mL 0.5 mol•L-1 NaCl溶液D.10 mL 0.1 mol•L-1 AlCl3溶液7.Ag2SO4溶于水达到沉淀溶解平衡:Ag2SO4+(aq)2-8.将体积相同且浓度均为4×10- mol•L-的AgNO3溶液和K2CrO4溶液混合,有无Ag2CrO4沉淀生成?已知:Ag2CrO4的K sp=9×10-12 mol3•L-3。
9.已知,常温下Cu(OH)2的溶度积为2×10-20 mol3•L-3。
(1)某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02 mol•L-1,如要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液pH使之大于______。
(2)要使0.2 mol•L-1 CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一),则应向溶液里加入NaOH溶液使溶液pH为______。
10.常温下,0.01 mol•L-1 NaI溶液与某浓度Pb(NO3)2溶液等体积混合,若有PbI2沉淀生成[K sp(PbI2)=7.0×10-9 mol3•L-3],则Pb(NO3)2溶液的最低浓度为()A.7.0×10-7 mol•L-1B.2.8×10-4 mol•L-1C.5.6×10-4 mol•L-1D.7.0×10-5 mol•L-111.25)A.向AgCl的白色悬浊液中加入KI溶液,有黄色沉淀产生B.25℃时,AgCl、AgBr、AgI饱和水溶液中Ag+浓度相同C.25℃时,AgCl固体在等物质的量浓度NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同D.在含有浓度相同的Cl-、Br-、I-的溶液中,缓慢地加入AgNO3稀溶液,AgI先沉淀、AgCl最后沉淀12.t℃时,CaCO3和CaF2的K sp分别为1.0×10-10 mol2•L-2和4.0×10-12 mol3•L-3。
下列说法正确的是()A.t℃时,两饱和溶液中c(Ca2+):CaCO3>CaF2B.t℃时,两饱和溶液等体积混合,会析出CaF2固体C.t℃时,CaF2固体在稀盐酸中的K sp比在纯水中的K sp大D.t℃时,向CaCO3悬浊液中加足量NaF固体,会析出CaF213.NaCl与AgNO3溶液混合后,出现白色沉淀。
白色沉淀中加入适量NaI溶液,发现沉淀变为黄色,再加入适量的Na2S溶液,沉淀变为黑色。
(1)试写出沉淀转化的离子方程式。
(2)简要说明沉淀由白色转化为黄色再转化为黑色的原因。
14.下列可用沉淀溶解平衡原理来解释的是()①碳酸钡不能做“钡餐”而硫酸钡能②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用时,常用5.0%的Na2SO4溶液解毒③钟乳石、珊瑚的形成④水垢中Mg(OH)2的形成⑤泡沫灭火器灭火的原理A.②③④B.①②③C.③④⑤D.①②③④【参考答案】一、知识点睛1.(1)溶解生成(2)[A n+]m[ B m-]n2.(1)沉淀溶解(2)沉淀溶解(3)①生成沉淀②沉淀溶解3.(1)>= <4.(2)①Hg2+(aq)+FeS(s)HgS(s)+Fe2+(aq)②CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)二、精讲精练1.B2.B3. 1.12×10-4 mol•L-1 2.24×10-4 mol•L-14.B5.C6.B7.8.有沉淀产生9.(1)5(2)610.D11.B12.D13.(1)AgCl(s)+I-(aq)AgI(s)+Cl-(aq)2AgI(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2I-(aq)(2)沉淀的转化一般朝着溶解度更小的物质方向转化。
由于以下三种物质的溶解度大小为:AgCl(白色)>AgI(黄色)>Ag2S(黑色),所以过程中会出现上述现象。
14.D沉淀溶解平衡(习题)15.下列关于沉淀溶解平衡的说法不正确的是()A.难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡,且是一种动态平衡B.K sp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关C.K sp反映了物质在水中的溶解能力,可直接根据K sp的数值大小比较电解质在水中的溶解能力大小D.可通过Q和K sp的相对大小,来判断沉淀溶解平衡的移动方向16.已知:K sp(AgCl)=1.8×10-10 mol2•L-2,K sp(AgI)=1.5×10-16 mol2•L-2,K sp(Ag2CrO4)=2.0×10-12 mol3•L-3,K sp(Ag2SO4)=1.2×10-5 mol3•L-3,则下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是()A.AgCl>AgI>Ag2CrO4>Ag2SO4B.AgCl>Ag2SO4>Ag2CrO4>AgIC.Ag2SO4>Ag2CrO4>AgCl>AgID.Ag2SO4>Ag2CrO4>AgI>AgCl17.有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法中,不正确的是()A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率相等B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-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18.已知25℃时,K sp(CaF2)=1.46×10-10 mol3•L-3。
现向1 L6×10-3 mol•L-1 NaF溶液中加入1 L 0.2 mol•L-1 CaCl2溶液,下列说法中正确的是()A.K sp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化B.该体系中没有沉淀产生C.该体系中NaF与CaCl2反应产生沉淀D.该体系中无F-存在19.向50 mL 0.018 mol•L-1AgNO3溶液中加入50 mL一定浓度的盐酸,生成沉淀。
已知K sp(AgCl)=1×10-10 mol2•L-2。
试计算:(1)若加入的盐酸浓度为0.018 mol•L-1,则沉淀生成后溶液中[Ag+]为___________。
(2)若加入的盐酸浓度为0.020 mol•L-1,则沉淀生成后溶液中[Ag+]为___________。
20.CaSO4微溶于水,溶于水的部分可以形成CaSO4饱和溶液,其饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:CaSO42+(aq)+SO42 (aq)。
分别采取下列措施,能使溶液中c(Ca2+)增大的是()A.降温B.加入CaSO4固体C.加入BaCl2固体D.加水21.除去NaNO3溶液中混有的AgNO3,所用下列试剂中效果最好的是()[已知:同温下,K sp(AgCl)>K sp(AgBr)>K sp(AgI)>K sp(Ag2S)]A.NaCl溶液B.NaBr溶液C.NaI溶液D.Na2S溶液22.将氨水滴加到盛有AgCl浊液的试管中,AgCl逐渐溶解,再加入NaBr溶液又产生了浅黄色沉淀。