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沉淀溶解平衡

一．固体物质的溶解度
1.溶解度：在一定温度下，某固体物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。符号：S，单位：g，公式：S=（m溶质/m溶剂 ）×100g
2.不同物质在水中溶解度差别很大，从溶解度角度，可将物质进行如下分类：

溶解性
易溶
可溶
微溶
难溶
溶解度
>10g
1-10g
0.01-1g
<0.01g
3.绝大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大，少数物质的溶解度随温度变化不明显，个别物质的溶解度随温度的升高而减小。
二､沉淀溶解平衡
1.溶解平衡的建立
讲固态物质溶于水中时，一方面，在水分子的作用下，分子或离子脱离固体表面进入水中，这一过程叫溶解过程；另一方面，溶液中的分子或离子又在未溶解的固体表面聚集成晶体，这一过程叫结晶过程。当这两个相反过程速率相等时，物质的溶解达到最大限度，形成饱和溶液，达到溶解平衡状态。
2.沉淀溶解平衡
溶解
沉淀
绝对不溶解的物质是不存在的，任何难溶物质的溶解度都不为零。以AgCl为例：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，便得到饱和溶液，即建立下列动态平衡：
AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
3.溶解平衡的特征
1）动：动态平衡
2）等：溶解和沉淀速率相等
3）定：达到平衡，溶液中离子浓度保持不变
4）变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。
三．沉淀溶解平衡常数——溶度积
1）定义：在一定温度下，难溶性物质的饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡，其平衡常数叫溶度积常数。
2）表达式：以MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq)为例：
Ksp=[c(Mn+)]m·[c(Am-)]n
3）意义：反应了物质在水中的溶解能力。对于阴阳离子个数比相同的电解质，Ksp数值越大，电解质在水中的溶解能力越强。
4）影响因素：与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。
四．影响沉淀溶解平衡的因素
1）内因：难溶电解质本身的性质
2）外因：①浓度：加水稀释，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动
②温度：多数难溶性电解质溶解于水是吸热的，所以升高温度，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动。
③同离子效应：向沉淀溶解平衡体系中，加入相同的离子，使平衡向沉淀方向移动。
④其他：向体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或气体的离子，使平衡向溶解方向移动。
五．溶度积规则
通过比较溶度积Ksp与溶液中有关离子的离子积Qc的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解｡对AgCl而言,其Qc=c(Ag+)·c(Cl-),该计算式中的离子浓度不一定是平衡浓度,而Ksp计算式中的离子浓度一定是平衡浓度｡
1)若Qc>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Qc=Ksp,则溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态｡
3)若Qc<Ksp,则溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和｡
六．沉淀的生成和溶解和转化
1.生成：在难溶电解质溶液中,当Qc>Ksp时,就会有沉淀生成,如沉淀溶液中的Cu2+,可以加入的沉淀剂是Na2S｡
2.溶解：用化学方法溶解沉淀的原则是:使沉淀溶解平衡向着溶解的方向移动｡常用的方法有酸碱溶解法､配位溶解法､氧化还原溶解法和沉淀转化溶解法｡
当Qc<Ksp时,就会使沉淀溶解｡
Ⅰ.酸碱溶解法
原理是借助某些可溶性弱电解质(水､弱酸或弱碱),使难溶物的离子浓度降低而溶解｡本法适用于溶解氢化物､弱酸或弱碱盐等难溶物质｡具体办法是:难溶酸用强碱溶;难溶碱用强酸或较强酸溶;难溶弱酸盐用强酸或较强酸溶解｡
注意:用酸溶解含金属离子的难溶物时,所选用酸的酸根与金属离子不反应｡
如：使CaCO3沉淀溶解,可以加入盐酸降低 CO32- 的浓度,使平衡向溶解的方向移动｡
Ⅱ.氧化还原溶解法
原理是通过氧化还原反应使难溶物的离子浓度降低,使平衡向右移动而溶解｡此法适用于具有明显氧化性或还原性的难溶物,如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于HNO3就是一个例子:
3Ag2S+8HNO3 ===6AgNO3+3S↓+2NO↑+4H2O
Ⅲ.配位溶解法
生成络合物使沉淀溶解法,如溶解AgCl可以加入氨水以生成Ag（NH3）2+ 而使其溶解｡
Ⅳ.沉淀转化溶解法
本法是将难溶物转化为能用上述两种方法之一溶解的沉淀,然后再溶解｡例如BaSO4中加入饱和Na2CO3溶液使BaSO4转化为BaCO3,再将BaCO3溶于盐酸｡
3.转化：沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动,通常一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀,这两种难溶物的溶解能力差别越大,这种转化的趋势就越大｡如:在ZnS的溶解平衡体系中加入CuSO4溶液,可以使其转化为更难溶的CuS沉淀,这说明溶解度ZnS>CuS｡转化的方程式可以表示为ZnS(s)+Cu2+(aq)===CuS(s)+Zn2+(aq)｡
七．实验探究
沉淀的转化实验
许多在水溶液中的反应,往往有易溶物转化为难溶物或难溶物转化为更难溶物的现象｡下表为相同温度下某物质的溶解度｡
物质
AgCl
Ag2S
CaSO4
Ca(OH)2
溶解度(g)
1.5×10-4
1.3×10-6
0.2
0.165
物质
Ca(HCO3)2
CaCO3
NH4HCO3
(NH4)2SO4
溶解度(g)
16.6
1.5×10-3
21
75.4
(1)若在有氯化银固体的水中加入硫化钠溶液,可能观察到的现象是______白色固体消失,同时会生成黑色固体__________________________｡
(2)生成硫酸铵化肥的方法之一是把石膏粉(CaSO4)悬浮于水中,不断通入氨气并通入二氧化碳,充分反应后立即过滤,滤液经蒸发而得到硫酸铵晶体,写出该反应的化学方程式:CaSO4+CO2+H2O+2NH3===CaCO3↓+(NH4)2SO4_｡

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