难溶电解质的溶解平衡知识点

难溶电解质的溶解平衡一固体物质的溶解度1. 溶解度：在一定温度下，某固体物质在 100g 溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。符号：S,单位：g,公式：S= (m /m )X100g溶质 溶剂2. 不同物质在水中溶解度差别很大，从溶解度角度，可将物质进行如下分类：溶解性易溶可溶微溶难溶溶解度10g1-10g0.01-1gV T固体溶解 溶解 结晶n 4 V = V T溶解平衡溶解 结晶V V T晶体析出 溶解 结晶2. 沉淀溶解平衡绝对不溶解的物质是不存在的，任何难溶物质的溶解度都不为零。以AgCl为，当沉淀溶解和生成的速率相等时，便得到饱和溶液，即建立下列动态平衡：AgCl(s) , - Ag+(aq)+Cl-(aq)3. 溶解平衡的特征1) 动：动态平衡2) 等：溶解和沉淀速率相等3) 定：达到平衡，溶液中离子浓度保持不变4) 变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。 三沉淀溶解平衡常数溶度积1) 定义：在一定温度下，难溶性物质的饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡，其 平衡常数叫溶度积常数。2) 表达式：即：AmBn(s) - mAn+ (aq) +nBm-(aq)Ksp =An+m Bmn例如：常温下沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),Ksp(AgCl) = Ag+Cl- =1.8X10-10常温下沉淀溶解平衡：AgCrO (s). 一 2Ag+(aq)+CrO 2-(aq),2 44Ksp (Ag CrO ) = Ag+ 2 CrO2- 4=1.1X10-12243) 意义：反应了物质在水中的溶解能力。对于阴阳离子个数比相同的电解质，Ksp数值越大，电解质在水中的溶解能力越强。4) 影响因素：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。四影响沉淀溶解平衡的因素1) 内因：难溶电解质本身的性质2）外因：浓度：加水稀释，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动 温度：多数难溶性电解质溶解于水是吸热的，所以升高温度，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动。 同离子效应：向沉淀溶解平衡体系中，加入相同的离子，使平衡向 沉淀方向移动。 其他：向体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或气体的离子，使平衡向溶解方向移动。五溶度积规则1、通过比较溶度积Ksp与溶液中有关离子的离子积Qc的相对大小，可以判断难 溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。对AgCl而言，其Qc二c（Ag+） （Cl-）, 该计算式中的离子浓度不一定是平衡浓度,而Ksp计算式中的离子浓度一定是平 衡浓度。1）若QcKsp,则溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。2）若Qc二Ksp,则溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。3）若Qc Ksp (AgBr) Ksp (Agl),所以溶解度:AgCl) Ksp (AgBr) Ksp (AgI)。不同类型的难溶电解质，不能简单地根据Ksp大小，判断难溶电解质溶解度的 大小。3、溶度积的应用 通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幕的乘积一一浓度积(Q)的相对c 大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。QK，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡；c spQ=K，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；c spQ KospQH)? 3c(Fe?+)KFe(OH) =SP312.64 x 10 - 391 38 10=3= 1.38 x10-ii10-6c(Fe3+) C3 (OH-)pH=14 (-logl.38X10-n)=3.14使Co2+不生成Co(OH)沉淀的pH值：2Co(OH)(s) = Co2+ 2OH-2K Co(OH) = c(C02+) C2 (OH-)SP 2不生成Co(OH)沉淀的条件是2c(Co2+)C2(0H-) V K Co(OH) SP 2= 3.30 x 10 -8c(OH-) 0 ：K恥。(叫:亘叵c(Co2+ )1.0pH = 14 - (-log3.30X10-8)=6.50所以应将PH值控制在3.146.5之间才能保证除去Fe3+，而C02+留在溶液中。五 考查沉淀溶解平衡中沉淀的转化例题8、BaS为原料制备Ba(OH)8H 0的过程是：BaS与HCl反应，所得22溶液在70C90C时与过量NaOH溶液作用，除杂，冷却后得到Ba(OH)8H022晶体。据最新报道，生产效率高、成本低的Ba(OH)8H 0晶体的新方法是使BaS22与CuO反应1.新方法的反应方程式为： 2 .该反应反应物CuO是不溶物，为什么该反应还能进行： 3简述新方法生产效率高、成本低的原因。解答：(1) BaS+CuO+9HO=Ba(OH) 8HO+CuS 也可写 Ba(OH)2 2 2 2(2) CuS的溶度积比CuO小得多(更难溶)，有利于该反应正向进行。(3) CuS为难溶物(未反应的CuO也不溶)，过滤后，将滤液浓缩、冷却，就可在溶液中析出Ba(OH) 8H 0晶体，故生产效率高；CuS在空气中焙烧氧化可 22得CuO与SO，故CuO可反复使用(SO可用于制硫的化合物)，因而成本低。 2211.工业废水中常含有一定量的CrO2和CrO 2-，它们会对人类及生态系统产生2 7 4很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。方法1：还原沉淀法该法的工艺流程为:其中第步存在平衡；2 CrO 2-(黄色)+2H+=CrO2-(橙色)+HO4272(1) 若平衡体系的pH=2，该溶液显色。(2) 能说明第步反应达平衡状态的是a. CrO 2-和CrO 2-的浓度相同274b. 2v(CrO 2-)= v(CrO 2-)274c. 溶液的颜色不变(3) 第步中，还原1 mol CrO 2-离子，需要 mol的FeSO7HO。27 42(4) 第步生成的Cr(OH)在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：3Cr(OH) (s). Cr3+ (aq)+3OH- (aq)3常温下，Cr(OH)的溶度积 K =c(Cr3+) C3(OH-)二 1X10-32，要使 c(Cr3+)降3sp至10-5 mol L-1，溶液的pH应调至。方法2：电解法该法用Fe做电极电解含CrO 2-的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶27液pH升高，产生Cr(OH)沉淀。3(5) 用Fe做电极的原因为。(6) 在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)。 溶 液中同时生成的沉淀还有。【答案】(1) 橙(2) c(3) 6(4) 5(5) 阳极反应为Fe 2e-二Fe2+，提供还原剂Fe2+(6) 2H+2e-=H f + Fe(OH)23【解析】(1) 根据所给的平衡体系可知，在酸性溶液中，平衡应该正向移动，故溶液显 橙色。(2) 能说明第步反应达到平衡的标志是溶液的颜色不变即各离子的浓度不变，但是离子的浓度不一定相等；反应过程中 2v(CrO 2-) 与 v(CrO 2-)一2 7 4 直相等，所以b项无法判断是否达到平衡状态。(3) 因为铬元素的化合价由+6变为+3。所以1 mol Cr O2-需要得到6 mol电27子，故需要 6 mol FeSO 7H0。42(4) 根据 K 计算可知，当 c(Cr3+)=10-5 mol L-i时.c(OH-)=10-9 mol L-i,sp故根据K计算得此时c(H+)=10-5 mol L-i,故溶液的pH=5。w(5) 因为需要还原剂F2+，故应该让铁作阳极，阳极反应为Fe 2e-二Fe2+(6) 根据离子的放电顺序可知，阴极放电的微粒是氢离子，故阴极附近溶液的pH升高，因为Cr 0 2-将亚铁离子氧化为铁离子，所以在溶液中还会生成氧27氧化铁沉淀。（学习的目的是增长知识，提高能力，相信一分耕耘一分收获，努力就一定可以获得应有的回报）