难溶电解质的溶解平衡
【学习目标】
1.理解难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点,正确理解和掌握溶度积KSP的概念。
2.掌握运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。
3.掌握简单的利用KSP的表达式,计算溶液中相关离子的浓度。
【学习重点难点】1.溶解平衡。2.沉淀溶解平衡常数——溶度积
知识点一、沉淀溶解平衡
1.沉淀溶解平衡的概念
在一定温度下,当难溶电解质的溶液中,沉淀的溶解速率等于沉淀生成速率时,即达到沉淀
的状态,此时溶液达到饱和。
2.沉淀溶解平衡的建立
固体溶质溶液中的溶质
⑴V(溶解)>V(沉淀),固体溶解⑵V(溶解)=V(沉淀),溶解平衡
⑶V(溶解)<V(沉淀),析出晶体
3.沉淀溶解平衡的影响因素
⑴内因:难溶物质本身的性质,这是主要决定因素。
⑵外因
①浓度:加水稀释,平衡向________方向移动,但Ksp________。
②温度:绝大多数难溶盐的溶解是_____过程,升高温度,平衡向____方向移动,Ksp________。
③其他:向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时,平衡向溶解方向移动,但Ksp不变。
④同离子效应:向平衡体系中加入难溶产物溶解产生的离子,平衡向移动。
4.溶解平衡特征
难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样,合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律,其基本特征为:⑴⑵⑶⑷
【导练1】下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是()
A.反应开始时,溶液中各离子浓度相等
B.沉淀达到溶解平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等
C.沉淀达到溶解平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变
D.沉淀达到溶解平衡时,如果再加入难溶性的该物质,将促进溶解
知识点二、溶度积常数
1.表达式
难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时,离子浓度保持不变(或一定)。各离子浓度幂的乘积是一个常数,这个常数称之为溶度积常数简称为溶度积,用符号Ksp表示。
即:MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)Ksp=cm(Mn+)·cn(Am-)Ksp仅受温度影响。
【导练2】请写出PbI2、Cu(OH)2、BaSO4的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式
2.溶度积性质
⑴溶度积KSP的大小与难溶电解质性质和温度有关,与沉淀的量无关。
⑵溶度积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。
⑶同一物质的Ksp与温度有关,与溶液中的溶质离子浓度无关。
【导练3】向AgNO3溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都会出现不同颜色的沉淀,沉淀的颜色变化是→→。出现这种颜色变化的原因是:
_____。
【导练4】已知在室温时,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.2×10-20mol3·L-3,求室温下Cu(OH)2饱和溶液中Cu2+和OH-的物质的量浓度。
3.溶度积规则
某难溶电解质的溶液中任一情况下离子积Qc和溶度积Ksp的关系:
①QcKsp时,溶液过于饱和,析出沉淀。
②Qc=Ksp时,饱和溶液,沉淀溶解平衡状态。
③QcKsp时,溶液未饱和,无沉淀析出。
【导练5】将足量BaCO3分别加入:①30mL水②10mL0.2mol/LNa2CO3溶液
③50mL0.01mol/L氯化钡溶液④100mL0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为:_____
知识点三、沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成和溶解
⑴沉淀的生成:欲使某物质析出沉淀,必须使其离子积大于溶度积,即增大离子浓度可反应向着生成沉淀的方向转化。
①调节pH法
如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH至7~8,离子方程式为:_____________________________________________________