難溶電解質(zhì)的溶解平衡2

1、第三章 水溶液中的離子平衡第四節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡固體物質(zhì)在水中的溶解度固體物質(zhì)在水中的溶解度1 1、溶解度：在、溶解度：在一定溫度一定溫度下，某固體下，某固體物質(zhì)在物質(zhì)在100g100g溶劑溶劑（通常為水）里達(dá)到（通常為水）里達(dá)到飽和飽和狀態(tài)時(shí)所能溶解的狀態(tài)時(shí)所能溶解的質(zhì)量質(zhì)量。2020時(shí)下列物質(zhì)的溶解度如表中所示：時(shí)下列物質(zhì)的溶解度如表中所示：物質(zhì)溶解度 溶質(zhì)溶劑A%(飽和）NaCl36gNaHCO310gNH4NO3190g36g100g26.5%10g190g100g100g9.1%65.5%2 2、溶解度曲線、溶解度曲線0S/g溫度溫度/KNO3NaClCa(OH)2降溫結(jié)晶降溫

2、結(jié)晶蒸發(fā)溶劑蒸發(fā)溶劑大于大于10g10g 易溶；易溶；1g1g10g10g 可溶可溶0.01g0.01g1g1g 微溶；微溶；小于小于0.01g0.01g 難溶難溶 AgCl 20AgCl 20時(shí)在時(shí)在100g100g水中僅能溶解水中僅能溶解1.51.51010-4-4g g。盡管盡管AgClAgCl溶解很小，但并不是絕對不溶（溶解很小，但并不是絕對不溶（溶解是絕溶解是絕對的對的），生成的），生成的AgClAgCl沉淀會(huì)有少量溶解。因此，生沉淀會(huì)有少量溶解。因此，生成成AgClAgCl沉淀后的溶液中三種有關(guān)反應(yīng)的粒子在反應(yīng)沉淀后的溶液中三種有關(guān)反應(yīng)的粒子在反應(yīng)體系中共存。難溶電解質(zhì)的溶解度盡管

3、很小，但不體系中共存。難溶電解質(zhì)的溶解度盡管很小，但不會(huì)等于會(huì)等于0 0。 化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于110-5 mol/L，沉淀就達(dá)完全。，沉淀就達(dá)完全。Ag+ + Cl- = AgCl 可以進(jìn)行到底嗎可以進(jìn)行到底嗎?AgCl(s） Ag+(aq) + Cl-(aq) （2 2）難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)用用KspKsp表示。表示。 通式：通式：A An nB Bm m(s) nA(s) nAm+m+(aq) + mB(aq) + mBn-n-(aq)(aq) 則則K Kspsp, AnBm, AnBm= C= CAm+

4、Am+n . n . C CBn-Bn-m m（1）難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)的含義難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)的含義溶解 結(jié)晶 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)當(dāng)溶解與結(jié)晶速度相等時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)當(dāng)溶解與結(jié)晶速度相等時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)Ksp，AgCl =C(Ag+)C(Cl-) 為一常數(shù)，該常數(shù)稱為為一常數(shù)，該常數(shù)稱為難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)，簡稱溶度積。，簡稱溶度積。練習(xí)：寫出練習(xí)：寫出BaSO4、Ag2CrO4、Mg(OH)2、Fe(OH)3的溶度積表達(dá)式的溶度積表達(dá)式例例1 1、已知已知K Ksp,AgClsp,AgCl1.561.56 1010-10-10，

5、 K Ksp,Ag2CrO4sp,Ag2CrO49.09.0 1010-12-12，試求試求AgClAgCl和和AgAg2 2CrOCrO4 4的溶解度（用的溶解度（用g/Lg/L表示）表示）LgLmolS/5 .1431025. 1/1025. 1551LmolS/1031. 142在水中：在水中：AgCl溶解度小于溶解度小于Ag2CrO4的溶解度的溶解度既然有溶解度，為什么還要引入既然有溶解度，為什么還要引入例例2、(1)把足量的把足量的AgCl放入放入1L 1 .0 mol L的鹽酸的鹽酸 (2)把足量的把足量的AgCl放入放入1L 1 .0 mol L的的AgNO3溶液中溶液中求求Ag

6、Cl的的溶解度是多少？（溶解度是多少？（g/L）LmolSKsp/1056. 110可見固體物質(zhì)的溶解度在溫度一定時(shí)可見固體物質(zhì)的溶解度在溫度一定時(shí),并非是定值并非是定值.Ag2CrO4 Ksp=9.010-12AgCl Ksp1.56 10-10不能不能!溶度積的大小與電解質(zhì)的溶度積的大小與電解質(zhì)的類型類型有關(guān)有關(guān).電解質(zhì)的電解質(zhì)的 類型類型 相同時(shí)相同時(shí), ,能用能用 KspKsp的大小來比較溶解的大小來比較溶解度的大小嗎度的大小嗎? ?雖然由雖然由Ksp來比較來比較S的大小時(shí)還要考慮摩爾質(zhì)的大小時(shí)還要考慮摩爾質(zhì)量量,但但Ksp一般相差太大一般相差太大,可以用可以用Ksp來比較來比較S的的

7、大小大小. A An nB Bm m(s) nA(s) nAm+m+(aq) + mB(aq) + mBn-n-(aq)(aq) (1)(1)Q Q c c KKspsp 時(shí)，時(shí)，沉淀從溶液中析出（溶液過飽和），沉淀從溶液中析出（溶液過飽和），體系中不斷析出沉淀，直至達(dá)到平衡（此時(shí)體系中不斷析出沉淀，直至達(dá)到平衡（此時(shí)Q Q c c =K=Kspsp ）(2)Q (2)Q c c =K=Kspsp 時(shí)，時(shí)，沉淀與飽和溶液的平衡沉淀與飽和溶液的平衡(2)(2)Q Q c c KKspsp 時(shí)，時(shí)，溶液不飽和，若體系中有沉淀，則沉淀溶液不飽和，若體系中有沉淀，則沉淀會(huì)溶解直至達(dá)到平衡（此時(shí)會(huì)溶解直

8、至達(dá)到平衡（此時(shí)Q Q c c =K=Kspsp ）Qc= C(Am+)n C(Bn-)m 例：下列情況下，有無例：下列情況下，有無CaCOCaCO3 3沉淀生成？已知沉淀生成？已知Ksp,CaCO3=4.96 10-9（1 1）往盛有往盛有1.0 L1.0 L純水中分別加入純水中分別加入0.1 mL0.1 mL濃度為濃度為0.01 0.01 mol /L mol /L 的的CaClCaCl2 2和和NaNa2 2COCO3 3；（2 2）改變改變CaClCaCl2 2和和NaNa2 2COCO3 3的濃度為的濃度為1.0 mol /L 1.0 mol /L 呢？呢？ C(C(CaCa2+2+

9、) ) = =C(C(COCO3 32-2-) ) = 0.1 = 0.1 1010-3-3 0.01/1.0 = 100.01/1.0 = 10-6-6 mol /Lmol /L Q Qc c = = C(C(CaCa2+2+)C()C(COCO3 32-2-) ) = 10 = 10-12-12 K Kspsp,CaCO3,CaCO3 因此有因此有CaCOCaCO3 3沉淀生成。沉淀生成。2525時(shí)有關(guān)物質(zhì)的溶度積如下：時(shí)有關(guān)物質(zhì)的溶度積如下：物質(zhì)物質(zhì)Fe (OH)2Cu(OH)2Mg(OH)2Fe (OH)3Ksp8.010- -162.210- -205.6110- -124.010-

10、 -38現(xiàn)一混合溶液現(xiàn)一混合溶液, ,其中其中FeFe2+ 2+ CuCu2+2+ Mg Mg2+2+ Fe Fe3+3+ H H+ + 濃度勻?yàn)闈舛葎驗(yàn)?mol/L1mol/L，向其中加入，向其中加入NaOHNaOH，分別求四種金，分別求四種金屬離子開始沉淀及沉淀完全時(shí)的屬離子開始沉淀及沉淀完全時(shí)的pHpH值（當(dāng)值（當(dāng)離子濃度離子濃度小于小于1 11010-5-5 mol/L mol/L，沉淀就達(dá)完全。，沉淀就達(dá)完全。在酸性的在酸性的CuSOCuSO4 4溶液中溶液中, ,含有少量的含有少量的 FeFe3+ 3+ , ,如何如何控制溶液的控制溶液的pHpH值值, ,以除去這些雜質(zhì)離子以除去這

11、些雜質(zhì)離子? ?加入CuO調(diào)節(jié)pH=3.1促進(jìn) FeFe3+ 3+ 水解生成水解生成Fe (OH)Fe (OH)3 3如果溶液中同時(shí)還含少量FeFe2+2+, ,該怎樣除去該怎樣除去? ?pH，當(dāng)當(dāng) 時(shí)有沉淀生成。時(shí)有沉淀生成。spcKQ 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)pH法：法：加入氨水調(diào)節(jié)加入氨水調(diào)節(jié)pH至至78，可，可除去氯化銨中的雜質(zhì)氯化鐵。除去氯化銨中的雜質(zhì)氯化鐵。加沉淀劑法：加沉淀劑法：以以Na2S、H2S等作沉淀劑，等作沉淀劑，使使Cu2+、Hg2+等生成極難容的硫化物等生成極難容的硫化物CuS、HgS沉淀。沉淀。 H H2 2S SFeS FeFeS Fe2+ 2+ + S+ S2- 2- S +

12、NO + H S + NO + H2 2O OH+HNO3Qc Ksp(CuS),所以所以ZnS沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為CuS沉淀沉淀4.沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀的轉(zhuǎn)化溶解度相對較大的可以轉(zhuǎn)化為溶解度相對較小的溶解度相對較大的可以轉(zhuǎn)化為溶解度相對較小的討論：對于平衡討論：對于平衡AgCl（S） Ag+(aq) + Cl-(aq) 若改變條件，對其有何影響若改變條件，對其有何影響改變條件改變條件平衡移動(dòng)方向平衡移動(dòng)方向 C（Ag+ ） C（Cl-）升升 溫溫加加 水水加加AgClAgCl（s s）加加NaClNaCl（s s）加加NaINaI（s s）加加AgNOAgNO3 3(s)(s)加加NHNH3

13、3H2O 不變不變 不變不變不移動(dòng)不移動(dòng) 不變不變 不變不變 提示：提示：BaSO4(s) Ba2(aq)SO42(aq) 的平衡常數(shù)的平衡常數(shù)Ksp=c(Ba2)c(SO42)，稱為溶度積常數(shù)。，稱為溶度積常數(shù)。A加入加入Na2SO4可以使溶液可以使溶液 由由a點(diǎn)變到點(diǎn)變到b點(diǎn)點(diǎn)B通過蒸發(fā)可以使溶液由通過蒸發(fā)可以使溶液由 d點(diǎn)變到點(diǎn)變到c點(diǎn)點(diǎn)Cd點(diǎn)無點(diǎn)無BaSO4沉淀生成沉淀生成Da點(diǎn)對應(yīng)的點(diǎn)對應(yīng)的Ksp大于大于c點(diǎn)點(diǎn) 對應(yīng)的對應(yīng)的KspCK Kspsp的應(yīng)用，讀圖的應(yīng)用，讀圖1.某溫度時(shí)，某溫度時(shí)，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的

14、是下列說法正確的是2.已知已知Ag2SO4的的Ksp 為為2.010-3，將適量，將適量Ag2SO4固體固體溶于溶于100 mL水中至剛好飽和，該過程中水中至剛好飽和，該過程中Ag+和和SO42濃濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如右圖（飽和度隨時(shí)間變化關(guān)系如右圖（飽和Ag2SO4溶液中溶液中c(Ag+)0.034 molL-1）。若）。若t1時(shí)刻在上述體系中加入時(shí)刻在上述體系中加入100 mL 0.020 molL-1 Na2SO4 溶液，下列示意圖中，溶液，下列示意圖中，能正確表示能正確表示t1時(shí)刻后時(shí)刻后Ag+和和SO42濃度隨時(shí)間變化關(guān)系的是濃度隨時(shí)間變化關(guān)系的是B3、有關(guān)、有關(guān)Ksp的計(jì)算的計(jì)算例例

15、1、常溫下，、常溫下，Cu(OH)2和和Fe(OH)3的的Ksp分別為分別為2.21020和和4.01038（1）求二者在常溫下的溶解度）求二者在常溫下的溶解度（2）求二者飽和溶液的）求二者飽和溶液的pH值值（3）要使）要使0.1mol/L的兩種溶液中的金屬陽離子開的兩種溶液中的金屬陽離子開始沉淀和完全沉淀，溶液的始沉淀和完全沉淀，溶液的pH值分別是多少？值分別是多少？（4）在）在pH=1.0的鹽酸中，兩種陽離子的濃度最多的鹽酸中，兩種陽離子的濃度最多可達(dá)多少？可達(dá)多少？例例2、向、向50mL濃度為濃度為0.018mol/L的的AgNO3溶液中加入溶液中加入50mL0.020mol/L的鹽酸，

16、沉淀完全。已知的鹽酸，沉淀完全。已知AgCl的的Ksp為為1.01010，試求：，試求： （1）生成沉淀后溶液中的）生成沉淀后溶液中的Ag+的濃度是多少？的濃度是多少？ （2）生成沉淀后所得溶液的）生成沉淀后所得溶液的pH值是多少？值是多少？例例3、在試管中加入、在試管中加入2mL0.1mol/L的的NaCl溶液，然后溶液，然后向其中加入向其中加入10滴相同濃度的滴相同濃度的AgNO3溶液，可以觀察溶液，可以觀察到的現(xiàn)象是什么？靜置該試管一段時(shí)間后，取上層澄到的現(xiàn)象是什么？靜置該試管一段時(shí)間后，取上層澄清液滴加清液滴加10滴滴0.1mol/L的的NaBr溶液，可能觀察到的溶液，可能觀察到的現(xiàn)象是什么？再靜置一段時(shí)間，取上層的澄清液再滴現(xiàn)象是什么？再靜置一段時(shí)間，取上層的澄清液再滴加加10滴滴 0.1mol/L的的KI呢？整個(gè)過程中，不計(jì)體積的呢？整個(gè)過程中，不計(jì)體積的損失，損失，AgCl的的Ksp=1.81010；AgBr的的Ksp=5.01013；AgI的的Ksp=8.31017；例例4、在實(shí)際生產(chǎn)中，通常將難溶于強(qiáng)酸的、在實(shí)際生產(chǎn)中，通常將難溶于強(qiáng)酸的BaSO4制成制成易溶于鹽酸的易溶于鹽酸的BaCO3。已知。已知Ksp(BaSO3)=5.1109，Ksp(BaSO4)=11010。今有