沉淀溶解平衡考點(diǎn)剖析

穆玉鵬

(山東省博興縣第一中學(xué) 256500)

一、沉淀溶解平衡的基本概念

例1 下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是( ).

A．反應(yīng)開始時(shí)，溶液中各離子濃度相等

B．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，沉淀的速率與溶解的速率相等

C．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中離子的濃度相等且保持不變

D．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入該沉淀物，將促進(jìn)溶解

解析難溶電解質(zhì)達(dá)到平衡時(shí)，沉淀與溶解的速率相等，各離子的濃度不變，但不一定相等.

答案:B

例2 牙齒表面由一層硬的、組成為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在下列平衡：

進(jìn)食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，這時(shí)牙齒就會(huì)受到腐蝕，其原因是 .已知Ca5(PO4)3F(固)的溶解度比上面的礦化產(chǎn)物更小，質(zhì)地更堅(jiān)固.用離子方程式表示，當(dāng)牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原因： .

根據(jù)以上原理，請(qǐng)你提出一種其它促進(jìn)礦化的方法： .

解析本題重點(diǎn)考查沉淀溶解平衡的移動(dòng)知識(shí)，減小右邊離子的濃度，沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，增大右邊離子的濃度，沉淀溶解平衡向左移動(dòng)，由此可知答案.

二、沉淀溶解平衡中溶質(zhì)濃度的計(jì)算

例3 已知：某溫度時(shí)，Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-] =1.8×10-10

求:(1)此溫度下AgCl飽和溶液和Ag2CrO4飽和溶液的物質(zhì)的量濃度，并比較兩者的大小.

(2)此溫度下，在0.010 mol·L-1的AgNO3溶液中，AgCl與Ag2CrO4分別能達(dá)到的最大物質(zhì)的量濃度，并比較兩者的大小.

=1.3×10-5mol·L-1

2xx

(2x)2·x=Ksp

故c(AgCl)

(2)在0.010 mol·L-1AgNO3溶液中，c(Ag+)=0.010 mol·L-1

溶解平衡時(shí)： 0.010+xx

(0.010+x)·x=1.8×10-10

由于x很小，因此0.010+x≈0.010

x=1.8×10-8mol·L-1

c(AgCl)=1.8×10-8mol·L-1

溶解平衡時(shí)： 0.010+2xx

(0.010+2x)2·x=1.1×10-12

由于x很小，因此0.010+2x≈0.010

x=1.1×10-8mol·L-1

即c(Ag2CrO4)=1.1×10-8mol·L-1

故c(AgCl)>c(Ag2CrO4)

三、沉淀溶解平衡中的溶度積

當(dāng)難溶物溶解于水后，溶液中濃度積與溶度積有如下規(guī)則：Qi>Ksp時(shí)，溶液為過飽和溶液，沉淀析出.Qi=Ksp時(shí)，溶液為飽和溶液，處于平衡狀態(tài) .Qi

例4 將等體積的4×10-3mol·L-1的AgNO3和4×10-3mol·L-1K2CrO4混合，有無Ag2CrO4沉淀產(chǎn)生? 已知Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12.

解析等體積混合后,濃度為原來的一半.

=2×10-3mol ·L-1

所以有沉淀析出.

四、沉淀溶解平衡中的同離子效應(yīng)

例5 已知室溫下BaSO4在純水中的溶解度為1.07×10-5mol·L-1，BaSO4在0.010 mol·L-1Na2SO4溶液中的溶解度是在純水中溶解度的多少倍?已知Ksp(BaSO4)=1.07×10-10.

解析設(shè)BaSO4在0.010 mol·L-1Na2SO4溶液中的溶解度為xmol·L-1，則溶解平衡時(shí)：

平衡時(shí)濃度/mol·L-1x0.010+x

=1.07×10-10

因?yàn)槿芙舛葂很小，所以

0.010+x≈0.010

0.010x=1.07×10-10

所以x=1.07×10-8mol·L-1

計(jì)算結(jié)果與BaSO4在純水中的溶解度相比較，溶解度為原來的1.07×10-8/1.07×10-5,即約為0.0010倍.

五、沉淀溶解平衡中的除雜和提純

例6 在1.0 mol ·L-1Co2+溶液中，含有少量Fe3+雜質(zhì).問應(yīng)如何控制pH，才能達(dá)到除去Fe3+雜質(zhì)的目的?Ksp[Co(OH)2]=1.09×10-15，Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10-39.

解析①使Fe3+定量沉淀完全時(shí)的pH：

=1.38×10-11

Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)

pH=14-(-log1.38×10-11)=3.14

②使Co2+不生成Co(OH)2沉淀的pH：

Ksp[Co(OH)2]=c(Co2+)·c2(OH-)

不生成Co(OH)2沉淀的條件是

c(Co2+)c2(OH-)

=3.30×10-8

pH=14-(-log3.30×10-8)=6.50

所以應(yīng)將pH控制在3.14～6.5之間才能保證除去Fe3+，而 Co2+留在溶液中.

六、沉淀溶解平衡中沉淀的轉(zhuǎn)化

例7 向少量的氫氧化鎂懸濁液中加入飽和的氯化銨溶液，固體會(huì)溶解.對(duì)此，甲、乙同學(xué)分別作了如下解釋：

(1)你認(rèn)為____同學(xué)的解釋正確.

(2)為了證明你的結(jié)論正確，可向氫氧化鎂懸濁液中加入____(填序號(hào)：①硝酸銨溶液；②醋酸銨溶液；③鹽酸；④醋酸鈉溶液；⑤氨水)，若出現(xiàn)____現(xiàn)象，則證明____同學(xué)的解釋正確.

答案:(1)乙； (2)②；沉淀溶解；乙(或沉淀不溶解；甲)