沉淀溶解平衡专题-

沉淀溶解平衡专题

二、溶度积和离子积

一定温度下，难溶电解质A m B n溶于水形成饱和溶液时建立起沉淀溶解平衡。

A m

B n(s)m A n＋(aq)＋n B m－(aq)

(1)溶度积K sp＝。

(2)意义：K sp反映了难溶电解质

，当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，K sp数值，难溶电解质在水中的溶解能力。

(3)沉淀溶解与生成的判断(Q c表示溶液中有关离子浓度的乘积，称为离子积)

①Q c K sp：溶液过饱和，有沉淀析出。

②Q c K sp：溶液恰饱和，溶解平衡状态。

③Q c K sp，溶液未饱和，无沉淀生成。

(4)K sp的影响因素

K sp只与和有关，与沉淀量无关。

溶液中的变化只能使平衡移动，并不改变溶度积。

考点精讲

考点一沉淀溶解平衡的应用

1．沉淀的生成

原理：若Q c大于K sp，难溶电解质的沉淀溶解平衡向左移动，就会生成沉淀。

在工业生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。常见的方法有：

(1)调节溶液的pH法：使杂质离子转化为氢氧化物沉淀。

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Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4。

(2)加沉淀剂法：加入沉淀剂使杂质离子转化为沉淀除去。

如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋；用BaCl2溶液沉淀SO2－4，离子方程式为Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓。

注意：(1)利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生；其次沉淀生成的反应进行得越完全越好。如要除去溶液中的Mg2＋，应使用NaOH等使之转化为溶解度较小的Mg(OH)2。

(2)不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol/L时，沉淀已经完全。

(3)由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去或不引入新的杂质。

2．沉淀的溶解

原理：若Q c小于K sp，难溶电解质的沉淀溶解平衡向右移动，沉淀就会溶解。

根据平衡移动，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。方法有：

(1)酸碱溶解法：加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离子反应，降低离子浓度，使平衡向溶解的方向移动，如CaCO3可溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。

(2)盐溶解法：加入盐溶液，与沉淀溶解平衡体系中某种离子生成弱电解质，从而减小离子浓度使沉淀溶解，如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为：Mg(OH)2＋2NH＋4===Mg2＋＋2NH3·H2O。

(3)配位溶解法：加入适当的配合剂，与沉淀溶解平衡体系中某种离子生成稳定的配合物，从而减小离子浓度使沉淀溶解，如AgCl溶于氨水，离子方程式为：AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。

(4)氧化还原法：通过氧化还原反应使平衡体系中的离子浓度降低，从而使沉淀溶解，如Ag2S溶于稀HNO3，离子方程式为：

3Ag2S＋8H＋＋8NO－3===6Ag＋＋3SO2－4＋8NO↑＋4H2O

3．沉淀的转化

(1)实质：沉淀溶解平衡的移动

(2)特征

①一般说来，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。

②沉淀的溶解能力差别越大，越容易转化。

例如：AgNO 3——→NaCl AgCl(白色沉淀) ——→NaBr AgBr(浅黄色沉淀) ——→NaI AgI(黄色沉淀)――→Na 2S

Ag 2S(黑色沉淀)。 (3)沉淀转化的应用 ①锅炉除水垢

除水垢[CaSO 4(s) ——→NaCO 3CaCO 3(s)――→盐酸

Ca 2＋

(aq)]

其反应如下： CaSO 4＋Na 2CO 3CaCO 3＋Na 2SO 4， CaCO 3＋2HCl===CaCl 2＋CO 2↑＋H 2O 。 ②矿物转化

CuSO 4溶液遇ZnS(闪锌矿)转化为CuS(铜蓝)的离子方程式为：ZnS(s)＋Cu 2＋(aq)===CuS(s)＋Zn 2＋

(aq)。

例1 (2009·广东，10) 硫酸锶（SrSO 4）在水中的沉淀溶解平衡曲线如下，下列说法正确的是（双选） ( )

A ．温度一定时，K sp (SrSO 4)随c (SO 2－

4)的增大而减小 B ．三个不同温度中，313 K 时K sp (SrSO 4)最大 C ．283 K 时，图中a 点对应的溶液是不饱和溶液

D ．283 K 下的SrSO 4饱和溶液升温到363 K 后变为不饱和溶液

解析 平衡常数平衡常数只与温度有关，与物质的浓度无关，A 错误；温度一定时K sp ＝c (Sr 2＋)·c (SO 2－

4)，

由上图可知，313 K 时，相同SO 2－4浓度下，Sr 2＋

的浓度最大，所以平衡常数最大，B 正确；283 K 时，a 点 Sr 2＋

的浓度比平衡时要小，Q c 小于K sp (283 K)，对应为不饱和溶液，C 正确；283 K 下的饱和溶液，突然升温至363 K ，K sp 减小，析出沉淀，仍为饱和溶液，D 错。

规律方法

明确图象中纵、横坐标的含义―→ 理解图线中线上的点、线外点的含义―→ 抓住K sp 的特点，结合选项分析判断

即时巩固1 (2008·山东理综，15)某温度时，BaSO 4在水中的沉淀溶 解平衡曲线如图所示。 下列说法正确的是( )

提示：BaSO 4(s)Ba 2＋(aq)＋SO 2－4(aq)的平衡常数K sp ＝c (Ba 2＋)·c (SO 2－

4)， 称为溶度积常数。

A ．加入Na 2SO 4可以使溶液由a 点变到b 点

B ．通过蒸发可以使溶液由d 点变到c 点

C ．d 点无BaSO 4沉淀生成

D ．a 点对应的K sp 大于c 点对应的K sp

解析 a 点在平衡曲线上，此时溶液中存在溶液平衡，加入Na 2SO 4会增大SO 2－4浓度，平衡左移，Ba 2＋

浓度应

降低，A 项错；d 点时溶液不饱和，蒸发溶剂，c (SO 2－4)、c (Ba 2＋

)均增大，B 项错；d 点表示溶液的Q c ＜K sp ，所以溶液不饱和，不会沉淀，C 项正确；K sp 是一常数，温度不变K sp 不变，所以该曲线上任一点的K sp 都相等，D 项错误。

考点二 与溶度积有关的计算

例2 已知25℃时，AgI 饱和溶液中c (Ag ＋)为1.23× 10－8 mol/L ，AgCl 的饱和溶液中c (Ag ＋

)为1.25×10－5

mol/L 。若在5 mL 含有KCl 和KI 各为0.01 mol/L 的溶液中，加入8 mL 0.01 mol/L AgNO 3溶液，下列叙述正确的是( )

A ．混合溶液中c (K ＋)＞c (NO －3)＞c (Ag ＋)＞c (Cl －)＞c (I －

)

B ．混合溶液中c (K ＋)＞c (NO －3)＞c (Cl －)＞c (Ag ＋)＞c (I －

) C ．加入AgNO 3溶液时首先生成AgCl 沉淀

D ．混合溶液中c (Cl －)c (I －)

约为1.03×10

－3

解析 KCl 、KI 混合溶液中加入AgNO 3溶液，先生成AgI ，再生成AgCl ，因为K sp (AgI)＜K sp (AgCl)，AgNO 3＋

KI===AgI↓＋KNO 3，n (KI)＝0.01 mol/L×5×10－3 L ＝5.0× 10－5 mol ，消耗n (AgNO 3)＝5.0×10－5

mol ，AgNO 3

＋KCl===AgCl↓＋KNO 3，过量的AgNO 3为0.01 mol/L×8× 10－3 L －5.0×10－5 mol ＝3.0×10－5

mol ，则KCl 过量，生成AgCl 为3.0×10