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时间:2020-07-03
《高中化学 专题3 溶液中的离子反应 本专题重难点突破学案5 苏教版选修.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、5 难溶电解质的沉淀溶解平衡及其三个应用1.难溶电解质的沉淀溶解平衡与溶度积(1)难溶电解质在水中会建立如下平衡:MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)。因此,难溶电解质的溶解度虽然很小,但不可能为零(完全不溶解),溶液中的离子结合成难溶电解质时,也不可能完全进行到底。勒夏特列原理同样适用于溶解平衡。(2)下列沉淀溶解平衡:MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq),固体纯物质不列入平衡常数,其溶度积为Ksp=cm(Mn+)·cn(Am-),AgCl的Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)。对于相同
2、类型的物质,Ksp的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小,也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。与平衡常数一样,Ksp与温度有关。不过温度改变不大时,Ksp变化也不大,常温下的计算可不考虑温度的影响。(3)通过比较溶度积Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下能否生成沉淀或溶解。Ksp计算式中的离子浓度一定是平衡浓度。如AgCl溶液中①若c(Ag+)·c(Cl-)>Ksp,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c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp,则溶液饱和,
3、沉淀与溶解处于平衡状态。③若c(Ag+)·c(Cl-)4、点代表的溶液中达到饱和答案 B解析 A项,分析图像中b、c两点,c(Fe3+)和c(Cu2+)相等,对应的pH分别为1.3、4.4,即前者c(OH-)小,根据Ksp的计算公式可得Ksp[Fe(OH)3]5、难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡,可以利用其逆反应使溶液中的离子转化为沉淀,化学上通常认为溶液中的剩余离子浓度小于1×10-5mol·L-1时就沉淀完全。(1)沉淀的溶解根据溶度积规则,使沉淀溶解的必要条件是浓度幂乘积小于Ksp,因此创造条件使溶液中有关离子的浓度降低,就能达到此目的。降低溶液中离子的浓度可以通过以下三种途径:①使相关离子生成弱电解质:如要使ZnS溶解,可以加盐酸,H+和ZnS中溶解生成的S2-相结合形成弱电解质HS-和H2S,于是ZnS溶解。只要盐酸的量能满足需要,ZnS就能不断溶解。②使相关离子6、被氧化:如CuS在盐酸中不能溶解,但在HNO3中可以溶解。原因是S2-被氧化,使得CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)平衡右移,CuS溶解。反应的离子方程式为3CuS+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+3S↓+4H2O。(2)分步沉淀若一种沉淀剂可使溶液中多种离子沉淀时,则可以控制条件,使这些离子先后分别沉淀,这种现象称为分步沉淀。①同一类型的沉淀,Ksp越小越先沉淀,且Ksp相差越大分步沉淀越完全,如AgCl、AgBr、AgI。②不同类型的沉淀,其沉淀的先后顺序要通过计算才能确定,如AgCl和7、Ag2CrO4。(3)沉淀的转化由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程,若难溶电解质类型相同,则Ksp较大的沉淀易于转化为Ksp较小的沉淀。但要注意的是通过改变外界条件,利用勒夏特列原理也可以使溶解度小的沉淀转化成溶解度大的沉淀。①易溶物向难溶物转化:如向BaCO3沉淀中加入Na2CrO4溶液,将会发现白色的BaCO3沉淀逐渐转化成黄色的BaCrO4沉淀。②难溶物向易溶物转化:如BaSO4沉淀转化为BaCO3沉淀的反应为BaSO4(s)+COBaCO3(s)+SO,K===≈,虽然平衡常数小,转化不彻底,但只要c(C8、O)比c(SO)大24倍以上,经多次转化,即能将BaSO4转化为BaCO3。【典例10】 已知Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq)的Ksp=2×10-20。(1)某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.02mol·L-1,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH使之大于________。(2)要使0.2mol·L-1CuSO4溶液中的
4、点代表的溶液中达到饱和答案 B解析 A项,分析图像中b、c两点,c(Fe3+)和c(Cu2+)相等,对应的pH分别为1.3、4.4,即前者c(OH-)小,根据Ksp的计算公式可得Ksp[Fe(OH)3]5、难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡,可以利用其逆反应使溶液中的离子转化为沉淀,化学上通常认为溶液中的剩余离子浓度小于1×10-5mol·L-1时就沉淀完全。(1)沉淀的溶解根据溶度积规则,使沉淀溶解的必要条件是浓度幂乘积小于Ksp,因此创造条件使溶液中有关离子的浓度降低,就能达到此目的。降低溶液中离子的浓度可以通过以下三种途径:①使相关离子生成弱电解质:如要使ZnS溶解,可以加盐酸,H+和ZnS中溶解生成的S2-相结合形成弱电解质HS-和H2S,于是ZnS溶解。只要盐酸的量能满足需要,ZnS就能不断溶解。②使相关离子6、被氧化:如CuS在盐酸中不能溶解,但在HNO3中可以溶解。原因是S2-被氧化,使得CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)平衡右移,CuS溶解。反应的离子方程式为3CuS+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+3S↓+4H2O。(2)分步沉淀若一种沉淀剂可使溶液中多种离子沉淀时,则可以控制条件,使这些离子先后分别沉淀,这种现象称为分步沉淀。①同一类型的沉淀,Ksp越小越先沉淀,且Ksp相差越大分步沉淀越完全,如AgCl、AgBr、AgI。②不同类型的沉淀,其沉淀的先后顺序要通过计算才能确定,如AgCl和7、Ag2CrO4。(3)沉淀的转化由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程,若难溶电解质类型相同,则Ksp较大的沉淀易于转化为Ksp较小的沉淀。但要注意的是通过改变外界条件,利用勒夏特列原理也可以使溶解度小的沉淀转化成溶解度大的沉淀。①易溶物向难溶物转化:如向BaCO3沉淀中加入Na2CrO4溶液,将会发现白色的BaCO3沉淀逐渐转化成黄色的BaCrO4沉淀。②难溶物向易溶物转化:如BaSO4沉淀转化为BaCO3沉淀的反应为BaSO4(s)+COBaCO3(s)+SO,K===≈,虽然平衡常数小,转化不彻底,但只要c(C8、O)比c(SO)大24倍以上,经多次转化,即能将BaSO4转化为BaCO3。【典例10】 已知Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq)的Ksp=2×10-20。(1)某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.02mol·L-1,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH使之大于________。(2)要使0.2mol·L-1CuSO4溶液中的
5、难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡,可以利用其逆反应使溶液中的离子转化为沉淀,化学上通常认为溶液中的剩余离子浓度小于1×10-5mol·L-1时就沉淀完全。(1)沉淀的溶解根据溶度积规则,使沉淀溶解的必要条件是浓度幂乘积小于Ksp,因此创造条件使溶液中有关离子的浓度降低,就能达到此目的。降低溶液中离子的浓度可以通过以下三种途径:①使相关离子生成弱电解质:如要使ZnS溶解,可以加盐酸,H+和ZnS中溶解生成的S2-相结合形成弱电解质HS-和H2S,于是ZnS溶解。只要盐酸的量能满足需要,ZnS就能不断溶解。②使相关离子
6、被氧化:如CuS在盐酸中不能溶解,但在HNO3中可以溶解。原因是S2-被氧化,使得CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)平衡右移,CuS溶解。反应的离子方程式为3CuS+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+3S↓+4H2O。(2)分步沉淀若一种沉淀剂可使溶液中多种离子沉淀时,则可以控制条件,使这些离子先后分别沉淀,这种现象称为分步沉淀。①同一类型的沉淀,Ksp越小越先沉淀,且Ksp相差越大分步沉淀越完全,如AgCl、AgBr、AgI。②不同类型的沉淀,其沉淀的先后顺序要通过计算才能确定,如AgCl和
7、Ag2CrO4。(3)沉淀的转化由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程,若难溶电解质类型相同,则Ksp较大的沉淀易于转化为Ksp较小的沉淀。但要注意的是通过改变外界条件,利用勒夏特列原理也可以使溶解度小的沉淀转化成溶解度大的沉淀。①易溶物向难溶物转化:如向BaCO3沉淀中加入Na2CrO4溶液,将会发现白色的BaCO3沉淀逐渐转化成黄色的BaCrO4沉淀。②难溶物向易溶物转化:如BaSO4沉淀转化为BaCO3沉淀的反应为BaSO4(s)+COBaCO3(s)+SO,K===≈,虽然平衡常数小,转化不彻底,但只要c(C
8、O)比c(SO)大24倍以上,经多次转化,即能将BaSO4转化为BaCO3。【典例10】 已知Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq)的Ksp=2×10-20。(1)某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.02mol·L-1,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH使之大于________。(2)要使0.2mol·L-1CuSO4溶液中的
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