领会溶度积概念，掌握沉淀溶解平衡

时间：2023-03-04 理论教育版权反馈

【摘要】：PbCl2白色沉淀与溶液中的Pb2＋、Cl－离子建立了溶解平衡，当加入Na2S溶液时，S2－离子与Pb2＋离子生成黑色沉淀PbS，此时PbS与溶液中S2－离子、Pb2＋离子又建立新的沉淀溶解平衡。由于PbS的Ksp小于PbCl2的Ksp，PbS的沉淀溶解平衡破坏了PbCl2的沉淀溶解平衡。一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数，这个常数称为该难溶电解质的溶度积，用符号Ksp表示。

领会溶度积概念，掌握沉淀溶解平衡

一、本节主要知识概括

1.溶度积的一般表示式为:

AmBn（固）mA^n＋＋nB^m－ Ksp＝［A^n＋］^m·［B^m－］ⁿ

在一定温度下，Ksp是一个常数。它表示在难溶电解质的饱和溶液中，以系数为乘幂的离子浓度的乘积。

2.在一给定的难溶电解质溶液中，它们的离子浓度的乘积和溶度积之间存在三种可能情况。

⑴Qi＝Ksp此时难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态，溶液是饱和溶液。

⑵Qi＞Ksp溶液中将析出沉淀，直到溶液中的Qi＝Ksp为止。

⑶Qi＜Ksp溶液为不饱和溶液，将足量的难溶电解质固体放入此溶液中，固体将溶解，直到溶液中Qi＝Ksp时，溶液达到饱和。

二、本章知识的例题解析

例1.写出难溶电解质Fe（OH）₃、Ca₃（PO₄）₂的溶度积表达式

解析:根据溶度积的表示式，可得:

本题是溶度积的表示式在具体难溶电解质中的简单应用，需要记住公式代入既可。

例2.已知室温时AgBr的溶解度是8.8×10^－7mol/L，MgNH₄PO₄溶解度是6.3×10^－5mol/L，求AgBr、MgNH₄PO₄的溶度积？

解:AgBr（固）Ag^＋＋Br^－

∵溶解的AgBr可认为完全电离

∴［Ag^＋］＝［Br^－］＝8.8×10^－7mol/L

Ksp［AgBr］＝［Ag^＋］［Br^－］＝（8.8×10^－7）2＝7.7×10^－13

同理MgNH₄PO₄（固）Mg^2＋＋NH₄＋＋PO₄3－，因为溶解的Mg（NH₄）PO₄可认为完全电离，

∴［Mg^2＋］＝［］＝6.3×10^－5mol/L

∴Ksp［Mg（NH₄）PO₄］＝［Mg^2＋］［］

＝（6.3×10^－5）3＝2.5×10^－13

所以，AgBr的溶度积为7.7×10^－13，Mg（NH₄）PO₄的溶度积为2.5×10^－13。

本题是难溶电解质溶解度与溶度积的互换简单计算，实际上还是溶度积的表示式的综合运用。

例3.将5mL1×10^－5mol/L的AgNO₃溶液和15mL4×10^－5mol/L的K2CrO₄溶液混合时，有无砖红色Ag₂CrO₄沉淀生成，已知Ag₂CrO₄的Ksp＝9×10^－12

解析:混合后溶液总体积为15＋5＝20（mL）

∴混和溶液中Ag^＋离子与离子的浓度分别为:

［Ag^＋］＝1×10^－5×＝2.5×10^－6（mol/L）

［Cr］＝4×10^－5×＝3×10－5（mol/L）

∴离子积Qi＝［Ag^＋］²［］＝（2.5×10^－6）²（3×10^－5）＝1.9×10^－16

已知Ksp［Ag₂CrO₄］＝9×10^－12

∵Qi＜Ksp，∴无Ag₂CrO₄沉淀生成

本题是离子浓度的乘积和溶度积知识的运用，Qi＝Ksp此时难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态，溶液是饱和溶液；Qi＞Ksp溶液中将析出沉淀，直到溶液中的Qi＝Ksp为止；Qi＜Ksp溶液为不饱和溶液，将足量的难溶电解质固体放入此溶液中，固体将溶解，直到溶液中Qi＝Ksp时，溶液达到饱和。

例5.取0.1mol/L的Pb（NO₃）₂溶液5mL，加入0.1mol/L的NaCl溶液10mL，观察现象弃去上层溶液，在沉淀中滴入0.1mol/L的Na₂S溶液，有什么现象？为什么？

解析:现象是Pb^2＋离子与Cl^－离子结合生成白色的PbCl₂沉淀（Ksp［PbCl₂］＝1.6×10^－5）。滴加Na₂S后，白色沉淀消失，黑色的PbS沉淀生成（Ksp［PbS］＝1×10^－28）。

这种过程可表示为:

PbCl₂（s）Pb^2＋＋2Cl^－

PbCl₂白色沉淀与溶液中的Pb^2＋、Cl^－离子建立了溶解平衡，当加入Na₂S溶液时，S^2－离子与Pb^2＋离子生成黑色沉淀PbS，此时PbS与溶液中S^2－离子、Pb^2＋离子又建立新的沉淀溶解平衡。由于PbS的Ksp（1×10^－28）小于PbCl₂的Ksp（1.6×10^－5），PbS的沉淀溶解平衡破坏了PbCl₂的沉淀溶解平衡。由于Pb^2＋离子浓度的降低，使得PbCl₂的平衡不断向右移动，PbCl₂不断溶解，PbS不断生成。