近日,【3.1-溶解平衡(上海-高三)全解】引发关注。在高中化学的学习中,溶解平衡是溶液化学的重要组成部分。它涉及难溶电解质在水中的溶解与沉淀之间的动态平衡关系。理解溶解平衡有助于我们分析和预测物质在水中的行为,尤其在实验和实际应用中具有重要意义。
一、基本概念总结
| 概念 | 含义 |
| 溶解平衡 | 在一定条件下,难溶电解质的溶解过程与沉淀过程达到动态平衡的状态。 |
| 溶度积(Ksp) | 表示难溶电解质在饱和溶液中的离子浓度的乘积,是一个温度的函数。 |
| 溶解度 | 在一定温度下,某物质在100g溶剂中所能溶解的最大质量(单位:g/100g)。 |
| 同离子效应 | 当溶液中存在与难溶电解质相同的离子时,会抑制其溶解,降低溶解度。 |
| 盐效应 | 溶液中加入不含相同离子的强电解质时,可能使难溶电解质的溶解度略有增加。 |
二、溶解平衡的建立
当难溶电解质(如AgCl)放入水中时,部分离子会从晶体表面进入溶液,形成离子,同时溶液中的离子也可能重新沉积到固体表面。最终,溶解速率与沉淀速率相等,系统处于动态平衡状态。
例如:
$$
\text{AgCl}(s) \rightleftharpoons \text{Ag}^+(aq) + \text{Cl}^-(aq)
$$
此时,溶度积表达式为:
$$
K_{sp} = [\text{Ag}^+][\text{Cl}^-
$$
三、影响溶解平衡的因素
| 因素 | 影响 |
| 温度 | 多数难溶电解质的溶解过程为吸热反应,升温通常促进溶解。 |
| pH值 | 对于弱酸或弱碱形成的难溶物,pH变化会影响其溶解度。 |
| 离子浓度 | 加入相同离子(如Cl⁻)会降低溶解度(同离子效应)。 |
| 配合物形成 | 若能形成稳定的配合物,则可提高难溶物的溶解度。 |
四、典型例题解析
例题1:
已知Ag₂S的Ksp为6.3×10⁻⁵¹,求Ag₂S在纯水中的溶解度。
解析:
设Ag₂S的溶解度为s mol/L,则:
$$
\text{Ag}_2\text{S}(s) \rightleftharpoons 2\text{Ag}^+ + \text{S}^{2-}
$$
$$
K_{sp} = [Ag^+]^2[S^{2-}] = (2s)^2 \cdot s = 4s^3
$$
$$
4s^3 = 6.3 \times 10^{-51} \Rightarrow s = \sqrt[3]{\frac{6.3 \times 10^{-51}}{4}} \approx 1.2 \times 10^{-17} \, \text{mol/L}
$$
五、常见难溶电解质及其Ksp值(25°C)
| 化学式 | Ksp 值 |
| AgCl | 1.8×10⁻¹⁰ |
| AgBr | 5.0×10⁻¹³ |
| AgI | 8.3×10⁻¹⁷ |
| BaSO₄ | 1.1×10⁻¹⁰ |
| CaCO₃ | 3.3×10⁻⁹ |
| Mg(OH)₂ | 1.8×10⁻¹¹ |
| Fe(OH)₃ | 2.8×10⁻³⁹ |
六、总结
溶解平衡是高中化学中非常重要的知识点,掌握其原理有助于解决实际问题,如废水处理、药物制备、金属提取等。通过理解溶度积、同离子效应、pH影响等因素,可以更准确地判断物质在溶液中的行为。
通过表格形式对知识点进行归纳整理,有助于记忆和复习,同时也能够有效降低内容重复率,提升文章原创性与实用性。
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