難溶電解質的溶解平衡 (2)

1、高二化學備課組高二化學備課組1.1.什么是飽和溶液？什么是飽和溶液？ 在一定溫度下，在一定量的溶劑里，不能再溶解某種溶質的溶液，叫做這種溶質的飽和溶液。復復 習習2.2.如何判斷某如何判斷某NaClNaCl溶液是否已經(jīng)達到飽和？溶液是否已經(jīng)達到飽和？蒸發(fā)結晶、降溫結晶蒸發(fā)結晶、降溫結晶 3.要使要使NaCl飽和溶液中析出飽和溶液中析出NaCl固體，可以固體，可以采取什么措施？采取什么措施？4. 飽和溶液中溶質的溶解過程完全停飽和溶液中溶質的溶解過程完全停止了嗎？止了嗎？現(xiàn)象現(xiàn)象: :NaClNaCl飽和溶液中析出固體飽和溶液中析出固體解釋解釋: : 在在NaClNaCl的飽和溶液中，存在溶解平

2、衡的飽和溶液中，存在溶解平衡 NaCl(S) NaNaCl(S) Na+ +(aq) + Cl(aq) + Cl- -(aq)(aq) 加濃鹽酸加濃鹽酸ClCl- - 的濃度增加的濃度增加, ,平衡向左移平衡向左移, NaCl, NaCl析出析出可溶的電解質溶液中存在溶解平衡，難可溶的電解質溶液中存在溶解平衡，難溶的電解質在水中是否也存在溶解平衡溶的電解質在水中是否也存在溶解平衡呢？呢？探究實驗探究實驗：在飽和氯化鈉溶液中滴入濃鹽酸在飽和氯化鈉溶液中滴入濃鹽酸閱讀課本閱讀課本P61P616262 我們知道，溶液中有我們知道，溶液中有難溶于水的沉淀難溶于水的沉淀生成生成是離子反應發(fā)生的條件之一。

3、例如，是離子反應發(fā)生的條件之一。例如，AgNOAgNO3 3溶液溶液與與NaClNaCl溶液混合，生成白色沉淀溶液混合，生成白色沉淀AgClAgCl：AgAg+ +Cl+Cl- -=AgCl=AgCl，如果上述兩種溶液是等物質的量濃度、，如果上述兩種溶液是等物質的量濃度、等體積的，一般認為反應可以進行到底。等體積的，一般認為反應可以進行到底。一、一、Ag和和Cl的反應真能進行到底嗎？的反應真能進行到底嗎？思考：復分解反應發(fā)生的條件是什么？思考：復分解反應發(fā)生的條件是什么？沉淀、氣體和水沉淀、氣體和水一、一、Ag和和Cl的反應真能進行到底嗎？的反應真能進行到底嗎？Ag + Cl= AgCl化學式

4、化學式溶解度溶解度/g化學式化學式溶解度溶解度/gAgCl1.510-4Ba(OH)23.89AgNO3222BaSO42.410-4AgBr8.410-6Ca(OH)20.165Ag2SO40.796CaSO40.21Ag2S1.310-16Mg(OH)2910-4BaCl235.7Fe(OH)3310-9表表3-4 幾種電解質的溶解度幾種電解質的溶解度(20)討論討論1:1: 在溶解度的大小在溶解度的大小、易溶和難溶界限易溶和難溶界限等方面你能得到哪些相關信息等方面你能得到哪些相關信息談談你對酸、談談你對酸、堿和鹽的溶解度表中堿和鹽的溶解度表中“溶溶”與與“不溶不溶”的的理解。理解。200

5、C時，溶解性與溶解度的大小關系時，溶解性與溶解度的大小關系溶解性溶解性 易溶易溶可溶可溶微溶微溶難溶難溶溶解度溶解度 10g1g10g 0.01g1g ) ( (沉淀沉淀) ) 溶解平衡：溶解平衡：( (溶解溶解) = ) = ( (沉淀沉淀) ) BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)溶解沉淀一、難溶電解質的溶解平衡一、難溶電解質的溶解平衡(1)(1)概念：概念：在一定條件下，難溶電解質在一定條件下，難溶電解質_的速率等的速率等于離子重新于離子重新_的速率，溶液中各離子的速率，溶液中各離子的濃度的濃度_的狀態(tài)。（也叫沉淀溶解平衡的狀態(tài)。（也叫沉淀溶解平衡) )溶解成離子溶解成離

6、子結合成沉淀結合成沉淀保持不變保持不變(2)(2)溶解平衡的建立溶解平衡的建立以以AgCl(s)AgCl(s)的溶解平衡為例的溶解平衡為例(3)(3)表達方法表達方法(4)(4)溶解平衡的特征溶解平衡的特征不等于零不等于零相等相等保持不變保持不變發(fā)生移動發(fā)生移動注：標明物質狀態(tài)和可逆符號注：標明物質狀態(tài)和可逆符號練練 習習1.書寫書寫CaCO3、Mg(OH)2溶解平衡的表達式溶解平衡的表達式.2.向有固體向有固體Mg(OH)2存在的飽和溶液中存在的飽和溶液中,分別加入分別加入固體醋酸鈉、氯化銨時，固體固體醋酸鈉、氯化銨時，固體Mg(OH)2的質量有的質量有什么變化什么變化?加入固體醋酸鈉加入固

7、體醋酸鈉,固體固體Mg(OH)2的質量增加的質量增加;加入固體氯化銨加入固體氯化銨,固體固體Mg(OH)2的質量減少的質量減少既然難溶電解質中存在溶解平衡既然難溶電解質中存在溶解平衡, ,為什么為什么通常情況下通常情況下, ,可以認為生成沉淀的反應可可以認為生成沉淀的反應可以進行到底呢以進行到底呢? ? 化學上通常認為殘留在溶液中的離化學上通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于子濃度小于10-5mol/L時，沉淀達到完時，沉淀達到完全。全。(5)影響難溶電解質溶解平衡的因素：a、絕對不溶的電解質是沒有的。、絕對不溶的電解質是沒有的。b、同是難溶電解質，溶解度差別也很大。、同是難溶電解質，溶解度差別

8、也很大。c、易溶電解質做溶質時只要是、易溶電解質做溶質時只要是飽和溶液飽和溶液也也存在溶解平衡。存在溶解平衡。內因：電解質本身的性質內因：電解質本身的性質 外因：外因： a.濃度：加水，平衡向溶解方向移動。濃度：加水，平衡向溶解方向移動。b.溫度：升溫，溫度：升溫，多數(shù)多數(shù)平衡向溶解方向移動。平衡向溶解方向移動。C.同離子效應同離子效應d.能反應的物質能反應的物質 案例辯析案例辯析 【例例1 1】下列有關下列有關AgCl沉淀的溶解平衡的沉淀的溶解平衡的說法中，正確的是說法中，正確的是() AAgCl 沉淀的生成和溶解在不斷進行，沉淀的生成和溶解在不斷進行，但速率相等但速率相等 BAgCl難溶于

9、水，溶液中沒有難溶于水，溶液中沒有Ag和和Cl C升高溫度，升高溫度，AgCl的溶解度增大的溶解度增大 D向向AgCl沉淀的溶解平衡體系中加入沉淀的溶解平衡體系中加入NaCl固體，固體，AgCl的溶解度不變的溶解度不變AC二.溶度積常數(shù)1.定義定義在一定溫度下在一定溫度下,在難溶電解質的在難溶電解質的飽和溶液飽和溶液中中,各離子濃度冪之積為一常數(shù)各離子濃度冪之積為一常數(shù),叫做溶度積常數(shù)叫做溶度積常數(shù).簡稱溶度積簡稱溶度積.用用Ksp表示表示.2.表達式Kspc(Mn)mc(Am)n練習：寫出下列物質達溶解平衡時的練習：寫出下列物質達溶解平衡時的溶度積常數(shù)溶度積常數(shù)表達式表達式AgCl(s) A

10、g+ (aq) + Cl- (aq)Ag2CrO4 (s) 2Ag+ (aq) + CrO4 2-(aq)3 3、溶度積規(guī)則、溶度積規(guī)則 A An nB Bm m(s) nA(s) nAm+m+(aq) + mB(aq) + mBn-n-(aq)(aq) (1)(1)Q Qc cKKspsp時，時，溶液過飽和，有沉淀析出溶液過飽和，有沉淀析出, ,直至達直至達到平衡到平衡. .(2)(2)Q Qc c=K=Kspsp時，時，沉淀與飽和溶液的平衡沉淀與飽和溶液的平衡. .(3)(3)Q Qc cKKspsp時，時，溶液不飽和，若體系中有沉淀，則溶液不飽和，若體系中有沉淀，則沉淀會溶解直至達到平衡

11、沉淀會溶解直至達到平衡. . Q Qc c稱為離子積，稱為離子積，其表達式中離子濃度是任意的，其表達式中離子濃度是任意的，為此瞬間溶液中的實際濃度為此瞬間溶液中的實際濃度. .溶度積規(guī)則溶度積規(guī)則離子積離子積Qc= c(Am+)n c(Bn-)m 在在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中，加入溶液中，加入 1mL 0.01mol/L 100mL 0.01mol/L AgNO3 溶液，下列說法溶液，下列說法正確的是正確的是(AgCl KSP=1.810-10) （ ）A有有AgCl沉淀析出沉淀析出 B. 無無AgCl沉淀沉淀 C. 無法確定無法確定 D. 有沉淀但不是有沉淀但不是AgCl

12、A習題：習題：4、溶度積與溶解度的相互換算、溶度積與溶解度的相互換算溶解度溶解度s的單位的單位g/L或或mol/L,即飽和時的濃度。即飽和時的濃度。AmBn(s)mAn+nBm- s ms nsKsp=An+mBm-n=msmnsn=mmnnsm+n 例例1:室溫下室溫下,AgCl的溶解度是的溶解度是1.9310-3g/L,求求AgCl的的溶度積。已知溶度積。已知AgCl的摩爾質量為的摩爾質量為143.3g/mol。解解：把把AgCl溶解度單位溶解度單位(g/L)換算成換算成molL-1s=1.9310-3g/L143.3g/mol =1.3510-5molL-1求求Ksp AgCl(s) A

13、g+ + Cl-飽和、平衡飽和、平衡 1.3510-5 1.3510-5Ksp(AgCl)=Ag+Cl- =(1.3510-5)2 =1.8210-10答：答：AgCl的的Ksp為為1.8210-10 金版教程金版教程P76例例1 同種類型同種類型的難溶電解質，在一定溫度下，的難溶電解質，在一定溫度下，Ksp越大則溶解度越大。越大則溶解度越大。不同類型不同類型則不能用則不能用Ksp的大小來比較溶的大小來比較溶解度的大小，必須經(jīng)過換算才能得出結論。解度的大小，必須經(jīng)過換算才能得出結論。 例例 在在20mL 0.0020molL-1Na2SO4溶液中加入溶液中加入 20 mL 0.020molL-

14、1 BaCl2溶液，有無溶液，有無BaSO4沉淀生成？沉淀生成？并判斷并判斷 SO42- 離子是否沉淀完全？已知離子是否沉淀完全？已知BaSO4的的Ksp= 1.0710-10 .解解:（1）)Lmol(0010. 040200020. 01SO24c)Lmol(010. 04020020. 01Ba2c 有有BaSO4沉淀生成沉淀生成5.5.判斷能否生成沉淀及沉淀是否完全判斷能否生成沉淀及沉淀是否完全即即 1.0710-10 0.0090 x x = SO42- 1.210-8 mol L-1 設平衡時設平衡時 SO42- = x molL-1沉淀完全是指離子殘留量沉淀完全是指離子殘留量 1

15、0-5 mol L-1故加入故加入BaCl2 可使可使SO42- 沉淀完全沉淀完全Ksp = Ba2+SO42- = ( 0.0090 + x ) x起始濃度起始濃度/molL-1 0.010 0.0010 平衡濃度平衡濃度/ molL-1 0.010（0.0010- x） xBaSO4 (s) Ba 2+ + SO42- 0.0090 + x 0.0090 x 很小很小1. 1.沉淀的生成沉淀的生成 (1)(1)沉淀生成的應用沉淀生成的應用 在涉及無機制備、提純工藝的生產、科研、廢水處在涉及無機制備、提純工藝的生產、科研、廢水處理等領域中，理等領域中，常利用生成沉淀來達到分離或除去某常利用生

16、成沉淀來達到分離或除去某些離子的目的。些離子的目的。 (2)(2)沉淀法工藝流程示意圖沉淀法工藝流程示意圖。( (如下圖所示如下圖所示) )三、溶解平衡的應用三、溶解平衡的應用工業(yè)廢水工業(yè)廢水硫化物等硫化物等重金屬離子（如重金屬離子（如Cu2+、Hg2+等）轉化成沉淀等）轉化成沉淀（3）方法）方法a 、調、調pH如：工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵，加氨水調如：工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵，加氨水調pH值值至至78b b 、加沉淀劑：如沉淀、加沉淀劑：如沉淀CuCu2+2+、HgHg2+2+等，以等，以NaNa2 2S S、H H2 2S S做沉淀劑做沉淀劑Cu2+S2=CuS Hg2+S2HgS右右

17、Fe3+3H2O Fe（OH）3+3H+ c c、同離子效應法、同離子效應法, ,例如硫酸鋇在例如硫酸鋇在硫酸中的溶解度比在純水中小。硫酸中的溶解度比在純水中小。 硫酸中硫酸根濃度大，使平衡左移有利硫酸中硫酸根濃度大，使平衡左移有利于沉淀生成。于沉淀生成。d、加入可與體系中某些離子反應生成更難溶物或氣、加入可與體系中某些離子反應生成更難溶物或氣體時，平衡向溶解方向移動。但體時，平衡向溶解方向移動。但Ksp不變。不變。如：如：AgCl中加入中加入KI（s）,AgCl溶解，生成溶解，生成AgI.思考與交流思考與交流 以你現(xiàn)有的知識，你認為判斷沉淀能否以你現(xiàn)有的知識，你認為判斷沉淀能否生成可從哪方面

18、考慮？是否可能使要除去的生成可從哪方面考慮？是否可能使要除去的離子通過沉淀反應全部除去？說明原因。離子通過沉淀反應全部除去？說明原因。從溶解度方面可判斷沉淀能否生成從溶解度方面可判斷沉淀能否生成不可能使要除去的離子通過沉淀完全除去不可能使要除去的離子通過沉淀完全除去例例 計算計算298K時使時使0.010molL-1Fe3+開始沉淀和沉淀完開始沉淀和沉淀完全時溶液的全時溶液的pH值。已知值。已知Fe(OH)3的的Ksp=2.6410-39。解：解： Fe(OH)3 (s) Fe3+ + 3OH- 開始沉淀開始沉淀)Lmol(1042. 601. 01064. 2OH113339 Fe3+OH-

19、3 KsppOH = 13lg 6.42 = 12.19 pH = 14-12.19=1.81金屬氫氧化物沉淀的生成和溶解計算示例金屬氫氧化物沉淀的生成和溶解計算示例)Lmol(1042. 61011064. 2OH1123539Fe3+ 10-5 molL-1 pH = 14(12lg6.42) =2.81由此可見由此可見:氫氧化物沉淀不一定在堿性環(huán)境；氫氧化物沉淀不一定在堿性環(huán)境； 不同氫氧化物的不同氫氧化物的Ksp值不同，沉淀的值不同，沉淀的pH值也不同，因此可通過控制值也不同，因此可通過控制pH值分離金屬離子。值分離金屬離子。(2)(2)完全沉淀完全沉淀(4)不同沉淀方法的應用不同沉淀

20、方法的應用 直接沉淀法：除去指定溶液中某種離子直接沉淀法：除去指定溶液中某種離子或獲取該難溶電解質。或獲取該難溶電解質。 分步沉淀法：鑒別溶液中離子或分別獲分步沉淀法：鑒別溶液中離子或分別獲得不同難溶電解質。得不同難溶電解質。 共沉淀法：加入合適的沉淀劑，除去一共沉淀法：加入合適的沉淀劑，除去一組離子中某種性質相似的離子。組離子中某種性質相似的離子。 氧化還原法：改變某種離子的存在形式，氧化還原法：改變某種離子的存在形式，促使其轉變?yōu)槿芙舛雀〉碾y溶電解質便促使其轉變?yōu)槿芙舛雀〉碾y溶電解質便于分離。于分離。分步沉淀分步沉淀 溶液中含有幾種離子，加入某沉溶液中含有幾種離子，加入某沉淀劑均可生成

21、沉淀，沉淀生成的先后淀劑均可生成沉淀，沉淀生成的先后順序按順序按離子積大于溶度積的先后順序離子積大于溶度積的先后順序沉淀，沉淀，叫作分步沉淀。叫作分步沉淀。 KspKsp越小越先沉淀，且越小越先沉淀，且KspKsp相差越相差越大分步沉淀越完全大分步沉淀越完全; ;如如AgClAgCl、AgBrAgBr、AgIAgI、AgAg2 2S S例例1 1：如果溶液中：如果溶液中FeFe3+3+和和MgMg2+2+的濃度均為的濃度均為0.10 mol0.10 mol L L-1-1, , 使使FeFe3+3+沉淀而使沉淀而使MgMg2+2+不沉淀的不沉淀的pHpH條件是什么條件是什么? ? 已知已知K

22、Kspsp(Fe(Fe（OHOH）3 3)=4.0)=4.01010-39-39，K Kspsp( (Mg(Mg（OHOH）2 2)=1.8)=1.81010-11-11112353933Lmol1037. 7101100 . 4FeOHspKpOH = 11.1 , pH = 2.9解解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- Ksp = Fe3+OH-3 = 4.0 10-39 Fe3+ 沉淀完全沉淀完全時的時的OH-為為:Mg2+開始沉淀開始沉淀的的pH值為值為:152111212Lmol103 . 1)1 . 0108 . 1()Mg(OHspKpOH = 4.9, pH =9.1p

23、OH = 4.9, pH =9.1因此因此, , 只要控制只要控制pHpH值在值在2.9 2.9 9.1 9.1之間即可使之間即可使FeFe3+3+沉淀而使沉淀而使MgMg2+2+不沉淀。不沉淀。2 2、沉淀的溶解、沉淀的溶解（1）原理）原理設法不斷移去溶解平衡體系中的相應設法不斷移去溶解平衡體系中的相應離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動強酸是常用于溶解難強酸是常用于溶解難溶性電解質的試劑。溶性電解質的試劑。如可溶解難溶氫氧化如可溶解難溶氫氧化物，難溶碳酸鹽、某物，難溶碳酸鹽、某些難溶硫化物等。些難溶硫化物等。（2）舉例）舉例 、難溶于水的鹽溶于酸中難溶于水的鹽溶

24、于酸中 如：如：CaCO3溶于鹽酸，溶于鹽酸，F(xiàn)eS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于強酸溶于強酸思考與交流思考與交流用平衡移動的原理分析用平衡移動的原理分析Mg(OH)2溶于鹽酸溶于鹽酸和和NH4Cl溶液的原因溶液的原因滴加試劑滴加試劑蒸餾水蒸餾水鹽酸鹽酸氯化氨溶液氯化氨溶液現(xiàn)象現(xiàn)象固體無明顯溶解現(xiàn)象固體無明顯溶解現(xiàn)象迅速溶解迅速溶解逐漸溶解逐漸溶解加入某些鹽促進沉淀溶解加入某些鹽促進沉淀溶解實驗實驗3-3 解解釋釋在溶液中存在在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：的溶解平衡：加入加入NH4Cl時，時，解釋解釋2: NH4水解，產生的水解，產生的H中和中和OH，使，使c(OH)減小，平衡右

25、移，從而使減小，平衡右移，從而使Mg(OH)2溶解。溶解。Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq)解釋解釋1: NH4直接結合直接結合OH，使，使c(OH)減小，平衡減小，平衡右移，從而使右移，從而使Mg(OH)2溶解。溶解。小結：難溶電解質溶解的規(guī)律小結：難溶電解質溶解的規(guī)律不斷減小溶解平衡體系中的相應離子，平衡不斷減小溶解平衡體系中的相應離子，平衡就向沉淀溶解的方向移動，從而使沉淀溶解。就向沉淀溶解的方向移動，從而使沉淀溶解。(3)(3)、沉淀的溶解、沉淀的溶解生成弱電解質生成弱電解質a 生成弱酸生成弱酸CaCO3(s) +2H+ = Ca2+ + H2O + CO2 PbSO

26、4(s) + 2Ac-Pb(Ac)2 + SO42-生成易揮發(fā)性物質生成易揮發(fā)性物質 加入的試劑能與沉淀所產生的離子發(fā)生反應，生成揮發(fā)性物質或弱電解質(弱酸、弱堿或水)使溶解平衡向溶解的方向移動，則沉淀就會溶解。FeS + 2H+ = Fe2+ + H2S3CuS + 8HNO3(稀稀)3Cu(NO3)2+ 3S+ 2NO+ 4H2O 生成絡合物生成絡合物AgCl + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + Cl-Fe(OH)3(s) + 3H+ Fe3+ + 3H2Od 生成水生成水Mg(OH)2(s) + 2NH4+ Mg2+ + 2NH3H2O 牙齒表面由一層硬的、組成為牙齒表面由一層硬的

27、、組成為Ca5(PO4)3OH的的物質保護著，它在唾液中存在下列平衡：物質保護著，它在唾液中存在下列平衡： Ca5(PO4)3OH（s） 5Ca2+3PO43-+OH- 進進食后，細菌和酶作用于食物，產生有機酸，這食后，細菌和酶作用于食物，產生有機酸，這時牙齒就會受到腐蝕，其原因是時牙齒就會受到腐蝕，其原因是 。 已知已知Ca5(PO4)3F（s）的溶解度比上面的礦化產）的溶解度比上面的礦化產物更小、質地更堅固。用離子方程表示當牙膏物更小、質地更堅固。用離子方程表示當牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原因因 。 生成的有機酸能中和生成的有機酸能中和OH-，使

28、平衡向脫礦方向移動，加速腐蝕牙齒，使平衡向脫礦方向移動，加速腐蝕牙齒 5Ca23PO43FCa5(PO4)3F 3 3、沉淀的轉化、沉淀的轉化 對于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀對于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先可以先將其轉化為另一種用酸或其他方法能溶解的沉淀將其轉化為另一種用酸或其他方法能溶解的沉淀.鍋爐中鍋爐中水垢中含有水垢中含有CaSO4 ，可先用，可先用Na2CO3溶液處理，使溶液處理，使 之轉之轉化為疏松、易溶于酸的化為疏松、易溶于酸的CaCO3。CaSO4 SO42- + Ca2+ +CO32-CaCO3 實驗34：NaCl和AgNO3混合生成白色沉淀向所得固液混合

29、物中滴加KI溶液白色沉淀轉變?yōu)辄S色向新得固液混合物中滴加Na2S溶液黃色沉淀轉變?yōu)楹谏▽嶒灒▽嶒? 34 4、3 35 5沉淀轉化）沉淀轉化）步步驟驟NaCl和和AgNO3溶溶液混合液混合向所得固體混合物向所得固體混合物中滴加中滴加KI溶液溶液向新得固體混合物向新得固體混合物中滴加中滴加Na2S溶液溶液現(xiàn)現(xiàn)象象有白色沉淀析出有白色沉淀析出 白色沉淀轉化為黃色白色沉淀轉化為黃色黃色沉淀轉化為黑色黃色沉淀轉化為黑色步步驟驟向向MgCl2溶液中溶液中滴加滴加NaOH溶液溶液向有白色沉淀的溶向有白色沉淀的溶液中滴加液中滴加FeCl3溶液溶液靜置靜置現(xiàn)現(xiàn)象象有白色沉淀析出有白色沉淀析出白色沉淀變紅褐色白色沉淀變紅褐色紅褐色沉淀析出，紅褐色沉淀析出，溶液褪至無色溶液褪至無色1 1、沉淀的轉化的、沉淀的轉化的實質實質：使溶液中的離子濃使溶液中的離子濃度更小度更小3 3、沉淀