沉淀溶解平衡专题1

沉淀溶解平衡专题

一． 考查沉淀溶解平衡中溶质浓度的计算

已知：某温度时，Ksp(AgCl)=[Ag +][Cl －] ＝1.8×10－

10

Ksp(Ag 2CrO 4)=[Ag +]2[CrO 2- 4] ＝1.1×10－12

试求：（1）此温度下AgCl 饱和溶液和Ag 2CrO 4饱和溶液的物质的量浓度，并比较两者的大小。

（2）此温度下，在0.010mo1·L -1的AgNO 3溶液中，AgCl 与Ag 2CrO 4分别能达到的最大物质的量浓度，并比较两者的大小。

解析①AgCl(s)Ag ＋(aq)＋Cl －

(aq)

1

510sp L mol 103.1108.1)AgCl (K )AgCl (c ---??=?==

Ag 2CrO 4(s)

2Ag ＋(aq)＋CrO 42－

(aq)

2x x

(2x)2·x=Ksp

153

123

4242105.64

101.14)

()(---??=?==

L mol CrO Ag K CrO Ag c sp

∴ c(AgCl)＜c(Ag2CrO4)

②在0.010 mol ·L -1 AgNO 3溶液中，c(Ag+)=0.010 mol ·L -1

AgCl(s) Ag ＋(aq) ＋ Cl －

(aq) 溶解平衡时： 0.010＋x x

(0.010＋x)·x ＝1.8×10－10

∵ x 很小，∴ 0.010＋x ≈0.010

x ＝1.8×10－8(mol ·L －

1)

c(AgCl)= 1.8×10－8(mol ·L －

1)

Ag 2CrO 4(s) 2Ag ＋(aq) ＋ CrO 2－

4(aq) 溶解平衡时： 0.010＋x x

(0.010＋2x)2·x ＝1.1×10－

12 ∵ x 很小，∴ 0.010＋2x ≈0.010

x ＝1.1×10－8(mol ·L －1) ∴ c(Ag 2CrO 4)＝1.1×10-8 (mol ·L －

1) ∴ c(AgCl)＞c(Ag 2CrO 4)

二． 考查沉淀溶解平衡中的溶度积规则

当难溶物溶解于水后，溶液中浓度积与溶度积有如下规则： Q i ＞K SP 时，溶液为过饱和溶液，沉淀析出。 Q i ＝K SP 时，溶液为饱和溶液，处于平衡状态 。 Q i ＜K SP 时，溶液为未饱和溶液 ，沉淀溶解 。

将等体积的4×10-3mo1·L -1的AgNO 3和4×10-3mo1·L –1 K 2CrO 4混合，有无Ag 2CrO 4沉淀产生? 已知K SP (Ag 2CrO 4)＝1.12×10-12。

解：等体积混合后,浓度为原来的一半。 c(Ag +)=2×10-3mol·L -1;c(CrO 4 2-)＝2×10-3mol ·L -1 Q i ＝c 2(Ag +)·c(CrO 4 2 -) ＝(2×l0-3 )2×2×l0-3 ＝8×l0-9＞K SP (CrO 4-2) 所以有沉淀析出

三． 考查沉淀溶解平衡中的同离子效应

已知室温下BaSO 4在纯水中的溶解度为1.07×10-5mol·L -1，BaSO 4在0.010mol·L -1

Na 2SO 4溶液中的溶解度是在纯水中溶解度的多少倍? 已知K SP (BaSO 4)＝1.07×10-10 解：设BaSO 4在0.010mol·L -1 Na 2SO 4溶液中的溶解度为xmol·L -1，则溶解平衡时：

BaSO 4

(s) Ba (aq)2++SO 4(aq)2—

平衡时浓度／mol.L -1 x 0.010+x K SP (BaSO 4)＝c （Ba 2+ ）·c （ SO 42-)=x(0.010 + x) =1.07×10-10 因为溶解度x 很小，所以

0.010+x ≈0.010 0.010x=1.07×10-10 所以 x=1.07×10-8(mol·L -1) 计算结果与BaSO 4在纯水中的溶解度相比较，

溶解度为原来的1.07×10-8 /1.07×10-5 ,即约为0．0010倍。

四． 考查沉淀溶解平衡中的除杂和提纯 例题7． 在1.0mol ·L -1Co 2+溶液中，含有少量Fe 3+杂质。问应如何控制pH 值，才能达到除去Fe 3+杂质的目的? K SP ｛Co(OH)2｝=1.09×l 0-15，K SP ｛Fe(OH)3｝=2.64×10-39 解：①使Fe 3+定量沉淀完全时的pH 值： Fe(OH)3(s) = Fe 3+ + 3 OH - K SP {Fe(OH)3} = c(Fe 3+)·c 3(OH -)

pH ＝14 - (-log1.38×10-11)＝3.14

②使Co 2+不生成Co(OH)2沉淀的pH 值： Co(OH)2(s) = Co 2+ + 2OH - K SP {Co(OH)2} = c(Co 2+)·c 2(OH -) 不生成Co(OH)2沉淀的条件是

c(Co 2+)c 2(OH -) ＜ K SP {Co(OH)2}

pH = 14 - (-log3.30×10-8)＝6.50

所以应将PH 值控制在3.14~6.5之间才能保证除去Fe 3+，而 Co 2+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)2·8H 2O 的过程是：BaS 与HCl 反应，所得溶液在70℃～90C 时与过量NaOH 溶液作用，除杂，冷却后得到Ba(OH)2·8H 2O 晶体。据最新报道，生产效率高、成本低的Ba(OH)2·8H 2O 晶体的新方法是使BaS 与CuO 反应……

1．新方法的反应方程式为：BaS ＋CuO ＋9H 2O ＝Ba(OH)2·8H 2O ＋CuS

2．该反应反应物CuO 是不溶物，为什么该反应还能进行：CuS 的溶度积比CuO 小得多（更难溶），有利于该反应正向进行

11

36

39

3331038.110

1064.2)(Fe }sp{Fe(OH))(OH ---+-

?=?=≥c K c 8

152210

30.30

.11009.1)Co (}sp{Co(OH))OH (--+-

?=?=≤c K c

3．简述新方法生产效率高、成本低的原因。

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)2·8H2O 晶体，故生产效率高；CuS在空气中焙烧氧化可得CuO与SO2，故CuO可反复使用（SO2可用于制硫的化合物），因而成本低。

例题9、向少量的氢氧化镁悬浊液中加入饱和的氯化铵溶液，固体会溶解。对此，甲、乙同学分别作了如下解释：甲：Mg（OH）2Mg2++2OH-①；NH4++H2O NH3·H2O+H+②；H++OH-H2O③。由于③的反应，使平衡①右移，沉淀溶解。

乙：Mg（OH）2Mg2++2OH-①；NH4++OH—NH3·H2O②。由于②的反应，使平衡①右移，沉淀溶解。（1）你认为___乙__同学的解释正确。

（2）为了证明你的结论正确，可向氢氧化镁悬浊液中加入___②__（填序号：①硝酸铵溶液；②醋酸铵溶液；

③盐酸；④醋酸钠溶液；⑤氨水），若出现__沉淀溶解______现象，则证明__乙____同学的解释正确。

甲、乙两位同学解释的题干是―氢氧化镁悬浊液中加入饱和的氯化铵溶液，固体会溶解‖。甲的解释是铵根离子水解使溶液显酸性，酸性溶液中的H+与氢氧化镁电离的OH—发生中和反应使氢氧化镁溶解，乙的解释是只要溶液中存在NH4+，NH4+就与氢氧化镁电离的OH—反应使氢氧化镁溶解。所以要证明甲乙那一个正确，首先必须选铵盐，如果选硝酸铵，他和氯化铵是一样的，其水溶液都显酸性，不能说明甲乙谁正确。所以选的铵盐必须是中性才行，因为该溶液含有NH4+，并且溶液是中性，如果氢氧化镁溶于这种铵盐，则乙的解释―只要溶液中存在NH4+，NH4+就与氢氧化镁电离的OH—反应使氢氧化镁溶解‖是对的，如果氢氧化镁不溶于这种铵盐，说明乙的解释是错的，则甲的解释―因为CH3COONH4溶液为中性，无法与氢氧化镁电离的OH—发生中和反应，当然氢氧化镁不溶解。‖是对的。所提供的选项中CH3COONH4溶液恰好为中性。至于选盐酸、氨水都不符合题干要求，也判断不出甲乙那位同学的说法对。

中和滴定实验

1、中和滴定的原理

（1）定量分析：化学上把测定物质各组成成分的含量过程，称为定量分析过程。

中和滴定是定量分析的一种方法。

（2）中和滴定：用已知物质的量浓度的酸（或碱）来测定未知物质的量浓度的碱（或酸）的方法就叫酸碱中和滴定。

实质：H++OH—=H2O即酸中的H+和碱中的OH-物质的量相等。

（3）计算原理：mH n R+nM(OH)m = M n R m+mnH2O

m n

C1·V1C2·V2

则有:n·C1·V1 = m·C2·V2其中C1、C2分别表示酸和碱的浓度，V1、V2分别表示酸和碱的体积。

2、中和滴定的操作过程：

（1）仪器：酸式、碱式滴定管，移液管，滴定管夹，锥形瓶，烧杯，铁架台。酸式滴定管：玻璃活塞；碱式滴定管：不能用玻璃活塞。

注意：①酸式滴定管不能盛放碱液、氢氟酸以及Na2SiO3、Na2CO3等碱性溶液；碱式滴定管不能盛放酸性溶液和强氧化性溶液。②滴定管的刻度，O刻度在上，往下刻度标数越来越大，全部容积大于它的最大刻度值，因为下端有一部分没有刻度。滴定时，所用溶液不得超过最低刻度，不得一次滴定使用两滴定管酸（或碱），也不得中途向滴定管中添加。②滴定管可以读到小数点后两位

（2）药品：标准液；待测液；指示剂。

（3）准备过程：

准备：检漏、洗涤、润洗、装液、赶气泡、调液面。（洗涤：用洗液洗→检漏：滴定管是否漏水→用水洗→用标准液洗（或待测液洗）→装溶液→排气泡→调液面→记数据V(始)

注意：为什么用水洗后，还要用标准液洗？但锥形瓶不能用待测液洗？

（4）滴定方法：手的姿势、速度先快后慢

注意：①手眼：左手操作活塞或小球，右手振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变化

②速度先快后慢

（5）终点确定：最后一滴刚好使指示剂颜色发生明显变化。30s内不恢复原色

（6）数据处理与误差分析：读数：两位小数。因一次实验误差较大，所以应取多次实验的平均值。

3、酸碱中和滴定的误差分析

误差分析：利用n酸c酸V酸=n碱c碱V碱进行分析

式中：n——酸或碱中氢原子或氢氧根离子数；c——酸或碱的物质的量浓度；

V——酸或碱溶液的体积。

上述公式在求算浓度时很方便，而在分析误差时起主要作用的是分子上的V酸的变化，因为在滴定过程中c 酸为标准酸，其数值在理论上是不变的，若稀释了虽实际值变小，但体现的却是V酸的增大，导致c酸偏高；V碱同样也是一个定值，它是用标准的量器量好后注入锥形瓶中的，当在实际操作中碱液外溅，其实际值减小，但引起变化的却是标准酸用量的减少，即V酸减小，则c碱降低了；对于观察中出现的误差亦同样如此。综上所述，当用标准酸来测定碱的浓度时，c碱的误差与V酸的变化成正比，即当V酸的实测值大于理论值时，c碱偏高，反之偏低。

同理，用标准碱来滴定未知浓度的酸时亦然，即c酸=BV碱。

下面是用标准酸滴定待测碱而引起的结果变化情况：

分析：对于表中①③④⑤⑥各项，标准液的实际用量V酸均超出其理论所需用量，即体积读数增大。V酸增大，根据c碱=BV酸，则所得待测碱液的浓度c碱的数据较其实际浓度偏高；对于第⑦项V酸实际用量减少，则c碱偏低；对于⑧项，向待测液中加水稀释，虽然稀释后原待测液的浓度减小了，但溶液中OH－的物质的量并未发生变化，因而所需标准酸的体积亦不发生变化，对待测碱液的浓度便不产生影响。

在读数时，应将滴定管放正，两眼平视，视线与溶液凹面最低处水平相切。但在实际操作中，可能会出现视线偏高（俯视）或视线偏低（仰视）的情况，从而使数据不准而造成误差。值得注意的是，这种情况在量筒、容量瓶和滴定管的读数时均有可能出现，只不过滴定管的零刻度与前两种不同，与量筒恰好相反，读数结果亦相反，先仰视后俯视则导致V酸数据偏小，c碱偏低