第三章第四節(jié)(難溶電解質(zhì)的溶解平衡)

1、第四節(jié)第四節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡難溶電解質(zhì)的溶解平衡 固體物質(zhì)的溶解度固體物質(zhì)的溶解度定義：在一定溫度下，某固態(tài)物質(zhì)在定義：在一定溫度下，某固態(tài)物質(zhì)在100100克溶劑克溶劑 里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量。叫做這里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量。叫做這 種物質(zhì)種物質(zhì)在這種溶劑里的在這種溶劑里的溶解度。溶解度。注意：注意： 條件：一定溫度條件：一定溫度 標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)：100100克溶劑克溶劑狀態(tài)：飽和狀態(tài)狀態(tài)：飽和狀態(tài) 單位：克單位：克 任何物質(zhì)的溶解是有條件的，在一定的條任何物質(zhì)的溶解是有條件的，在一定的條 件下某物質(zhì)的溶解量一般是件下某物質(zhì)的溶解量一般是有限的。有限的。溶解度的簡(jiǎn)單計(jì)算：溶解度的

2、簡(jiǎn)單計(jì)算：溶解度與溶解性的關(guān)系：溶解度與溶解性的關(guān)系：2010易溶易溶可溶可溶1 微溶微溶0.01難溶難溶S /g（1）NaCl在水溶液里達(dá)到溶解平衡狀態(tài)在水溶液里達(dá)到溶解平衡狀態(tài)時(shí)有何特征？時(shí)有何特征？ （2）要使）要使NaCl飽和溶液中析出飽和溶液中析出NaCl固體，固體，可采取什么措施？可采取什么措施？蒸發(fā)蒸發(fā)（減溶劑）（減溶劑）降溫降溫 NaCl的溶解速率與結(jié)晶速率相等；并且的溶解速率與結(jié)晶速率相等；并且只要溶解平衡的條件不變，該溶液中溶解的只要溶解平衡的條件不變，該溶液中溶解的NaCl的量就是一個(gè)恒定值。的量就是一個(gè)恒定值。加入濃鹽酸加入濃鹽酸？在飽和在飽和NaCl溶液中加入濃鹽酸溶

3、液中加入濃鹽酸現(xiàn)象現(xiàn)象:解釋解釋: 在在NaCl的飽和溶液中，存在溶解平衡的飽和溶液中，存在溶解平衡 NaCl(s) Na+(aq) + Cl-(aq)加濃鹽酸會(huì)使加濃鹽酸會(huì)使c(Cl- )增加增加,平衡向左移動(dòng)平衡向左移動(dòng),因而有因而有 NaCl晶體析出晶體析出.NaCl飽和溶液中有固體析出飽和溶液中有固體析出可溶的電解質(zhì)溶液中存在溶解平衡，難溶的電可溶的電解質(zhì)溶液中存在溶解平衡，難溶的電解質(zhì)在水中是否也存在溶解平衡呢？解質(zhì)在水中是否也存在溶解平衡呢？實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究難溶電解質(zhì)的溶解平衡難溶電解質(zhì)的溶解平衡1、問(wèn)題討論：、問(wèn)題討論： Ag和和Cl的反應(yīng)能進(jìn)行到的反應(yīng)能進(jìn)行到底嗎？底嗎？【實(shí)驗(yàn)

4、】【實(shí)驗(yàn)】向盛有向盛有2 mL 0.1mol/LAgNO3溶液的試溶液的試管中加入管中加入2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液。溶液。有黃色沉淀生成，說(shuō)明溶液中依然有有黃色沉淀生成，說(shuō)明溶液中依然有Ag+、 Cl-存在，即存在，即AgAg和和ClCl的反應(yīng)不能進(jìn)行到底。的反應(yīng)不能進(jìn)行到底。（1）、恰好反應(yīng)沒有？）、恰好反應(yīng)沒有？（2）、溶液中還含有）、溶液中還含有Ag+和和Cl-？【繼續(xù)試驗(yàn)】【繼續(xù)試驗(yàn)】取上層清液，滴加取上層清液，滴加KI溶液，溶液， 有何現(xiàn)象？說(shuō)明了什么？有何現(xiàn)象？說(shuō)明了什么？資料：化學(xué)上通常認(rèn)資料：化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離為殘留在溶液中的離子濃度子濃度小于小于

5、10-5 mol/L時(shí)，沉淀達(dá)到完全。時(shí)，沉淀達(dá)到完全。沉淀是難溶物，但不是絕對(duì)不溶，只不過(guò)溶解沉淀是難溶物，但不是絕對(duì)不溶，只不過(guò)溶解 度很小，難溶物在水中存在溶解平衡。度很小，難溶物在水中存在溶解平衡。1、談?wù)剬?duì)部分酸、堿和鹽的溶解度表中、談?wù)剬?duì)部分酸、堿和鹽的溶解度表中“溶溶”與與”不溶不溶“的理的理解。解。2、根據(jù)對(duì)溶解度及反應(yīng)限度、化學(xué)平衡原理的認(rèn)識(shí)，說(shuō)明生成、根據(jù)對(duì)溶解度及反應(yīng)限度、化學(xué)平衡原理的認(rèn)識(shí)，說(shuō)明生成沉淀的離子反應(yīng)是否能真正進(jìn)行到底。沉淀的離子反應(yīng)是否能真正進(jìn)行到底。3、上表中哪些物質(zhì)屬于易溶物質(zhì)？可溶？微溶？難溶？難溶物、上表中哪些物質(zhì)屬于易溶物質(zhì)？可溶？微溶？難溶？難

6、溶物質(zhì)溶解度差別？質(zhì)溶解度差別？改變條件改變條件平衡移動(dòng)方向平衡移動(dòng)方向 平衡時(shí)平衡時(shí)c（Ag+ ）平衡時(shí)平衡時(shí)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 3H2O不移動(dòng)不移動(dòng) 不變不變不變不變不變不變不變不變討論：討論：對(duì)于平衡對(duì)于平衡 AgCl AgCl（S S） Ag Ag+ +(aq) + (aq) + ClCl- -(aq)(aq) 若改變條件，對(duì)其有何影響？若改變條件，對(duì)其有何影響？正反應(yīng)正反應(yīng)正反應(yīng)正反應(yīng)正反應(yīng)正反應(yīng)正反應(yīng)正反應(yīng)逆反應(yīng)逆反應(yīng)逆反應(yīng)逆反應(yīng)增

7、大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大減小減小減小減小減小減小減小減?。? 1）生成沉淀的離子反應(yīng)能發(fā)生的原因）生成沉淀的離子反應(yīng)能發(fā)生的原因生成物的溶解度很小生成物的溶解度很小2、難溶電解質(zhì)的溶解平衡難溶電解質(zhì)的溶解平衡化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于度小于1010-5-5mol/Lmol/L時(shí)時(shí), ,沉淀達(dá)到完全。沉淀達(dá)到完全。（2）AgCl溶解平衡的建立溶解平衡的建立 當(dāng)當(dāng)v v（溶解）（溶解） v v（沉淀）（沉淀）時(shí)，時(shí)， 得到得到飽和飽和AgCl溶液溶液，建立，建立溶解平衡溶解平衡水合水合Ag+水合水合Cl- 溶解溶解 AgCl(s

8、) Ag(aq) + Cl(aq) 沉淀沉淀注注意意寫寫法法 在一定條件下，難溶電解質(zhì)溶解成離子在一定條件下，難溶電解質(zhì)溶解成離子的速率等于離子重新結(jié)合成沉淀的速率，溶的速率等于離子重新結(jié)合成沉淀的速率，溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。（也叫液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。（也叫沉淀溶解平衡）沉淀溶解平衡）（4）溶解平衡的特征：）溶解平衡的特征：逆、等、動(dòng)、定、變逆、等、動(dòng)、定、變（3）溶解平衡的概念：）溶解平衡的概念：平衡的共性平衡的共性 幾點(diǎn)說(shuō)明：幾點(diǎn)說(shuō)明： 溶解平衡的存在，決定了生成難溶電解溶解平衡的存在，決定了生成難溶電解質(zhì)的反應(yīng)不能進(jìn)行到底。質(zhì)的反應(yīng)不能進(jìn)行到底。 習(xí)慣上將生成難溶

9、電解質(zhì)的反應(yīng)，認(rèn)為習(xí)慣上將生成難溶電解質(zhì)的反應(yīng)，認(rèn)為反應(yīng)完全了，因?qū)τ诔Ａ康姆磻?yīng)來(lái)說(shuō)，反應(yīng)完全了，因?qū)τ诔Ａ康姆磻?yīng)來(lái)說(shuō)，0.01 g0.01 g是很小的。當(dāng)溶液中殘留的是很小的。當(dāng)溶液中殘留的離子濃離子濃度度 1 QCKSP(4)(2)(3)1311100 . 15 . 05 . 05 . 0201. 05 . 02011. 0LmolLLLLmolLLmol解析：解析： OH- Ba2+=510-4mol L-1H+=1.010-11 mol L-1 溶液溶液PH=11設(shè)沉淀后設(shè)沉淀后SO42-濃度為濃度為x, 則有：則有： BaSO4 Ba2+ + SO42- 510-4xKsp(BaSO

10、4)= 510-4 x= 1.110-10 mol2 L-2X=2.2 x10-7 mol L-1三、溶度積常數(shù)三、溶度積常數(shù)KSP及其應(yīng)用及其應(yīng)用三、溶度積常數(shù)三、溶度積常數(shù)KSP及其應(yīng)用及其應(yīng)用1 1、定義、定義在一定條件下，難溶性電解質(zhì)形成在一定條件下，難溶性電解質(zhì)形成飽和溶液飽和溶液，達(dá)到溶解，達(dá)到溶解平衡，其平衡，其溶解溶解平衡常數(shù)平衡常數(shù)叫做叫做溶度積常數(shù)溶度積常數(shù)或簡(jiǎn)稱或簡(jiǎn)稱溶度積溶度積. .表達(dá)式表達(dá)式: :A Am mB Bn n(s) mA(s) mAn+n+(aq)+nB(aq)+nBm-m-(aq)(aq)例：例：寫出下列難溶電解質(zhì)的寫出下列難溶電解質(zhì)的溶解平衡關(guān)系式和

11、溶解平衡關(guān)系式和溶度溶度積表達(dá)式。積表達(dá)式。AgBr Ag+ + Br-Ksp = c(Ag+) . c(Br-)Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH-Ksp = c(Fe3+) . c3(OH-)Ksp, AnBm= An+m . Bm-n Ksp 只與溫度有關(guān)與濃度無(wú)關(guān)！只與溫度有關(guān)與濃度無(wú)關(guān)！3.Ksp的意義的意義 Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。對(duì)于同類型物質(zhì)對(duì)于同類型物質(zhì)，Ksp數(shù)值越大，難溶電解質(zhì)在水中的溶解能越數(shù)值越大，難溶電解質(zhì)在水中的溶解能越 強(qiáng)。如由強(qiáng)。如由Ksp數(shù)值可知數(shù)值可知(p61)，溶解能力：，溶解能力：AgClAgBrAg

12、I，Cu(OH)2Ksp 時(shí)，沉淀從溶液中析出（溶液過(guò)飽和），時(shí)，沉淀從溶液中析出（溶液過(guò)飽和），體系中不斷體系中不斷析出沉淀析出沉淀，直至達(dá)到平衡（此時(shí)，直至達(dá)到平衡（此時(shí)Q c =Ksp ）(2) Q c =Ksp 時(shí)，沉淀與飽和溶液的平衡（時(shí)，沉淀與飽和溶液的平衡（Q c =Ksp） （3）Q c Ksp 時(shí)，溶液不飽和，若加入過(guò)量難溶電解質(zhì)，時(shí)，溶液不飽和，若加入過(guò)量難溶電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)會(huì)難溶電解質(zhì)會(huì)溶解溶解直至達(dá)到平衡（此時(shí)直至達(dá)到平衡（此時(shí)Q c =Ksp ）例例1：下列情況下，有無(wú)：下列情況下，有無(wú)CaCO3沉淀生成？已知沉淀生成？已知Ksp,CaCO3=4.96 10-9（1

13、）往盛有往盛有1.0 L純水中加入純水中加入0.1 mL濃度為濃度為0.01 mol /L 的的CaCl2和和Na2CO3；（2）改變改變CaCl2和和Na2CO3的濃度為的濃度為1.0 mol /L 呢？呢？ Ca2+ =CO32- = 0.1 10-3 0.01/1.0 = 10-6 mol /L Qc = Ca2+CO32- = 10-12 Ksp,CaCO3 因此有因此有CaCO3沉淀生成。沉淀生成。5 5、溶度積的應(yīng)用、溶度積的應(yīng)用（1）判斷有無(wú)沉淀的生成）判斷有無(wú)沉淀的生成（離子能否共存）（離子能否共存）例例1 1：在在100mL 0.01mol/LKCl 100mL 0.01mo

14、l/LKCl 溶液中，溶液中，加入加入 1mL 0.01mol/L AgNO 1mL 0.01mol/L AgNO3 3溶液，下列溶液，下列說(shuō)法正確的是說(shuō)法正確的是(AgCl K(AgCl Kspsp=1.8=1.81010-10-10) ) （ ） A. A.有有AgClAgCl沉淀析出沉淀析出 B. B.無(wú)無(wú)AgClAgCl沉淀沉淀 C. C.無(wú)法確定無(wú)法確定 D. D.有沉淀但不是有沉淀但不是AgClAgClAc(Cl-)=(O.O10.1) 0.101=9.910-3mol/Lc(Ag+)=(O.O10.001) 0.101=9.910-5mol/LQC =9.910-39.99.91

15、010-5-5=9.8=9.81010-7-7KKSPSP例例2 2： 在在1L1L含含1.01.01010-3-3molmol L L-1-1 的的SOSO4 42-2-溶溶液中，注入液中，注入0.01mol BaCl0.01mol BaCl2 2溶液（假設(shè)溶溶液（假設(shè)溶液體積不變）能否有效除去液體積不變）能否有效除去SOSO4 42-2-? ?已已知知:K:Kspsp(BaSO(BaSO4 4)= 1.1)= 1.11010-10-10 mol mol2 2 L L-2-2解：解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成生成BaSO4沉沉淀后，淀后，

16、Ba2+過(guò)量，剩余的即過(guò)量，剩余的即Ba2+=0.01-0.001=0.009mol/L. SO42-=Ksp/Ba2+= 1.110-10/9.010-3=1.210-8(mol/L) 因?yàn)?，剩余的即因?yàn)椋Ｓ嗟募碨O42-=1.210-8mol/L1.010-5mol/L 所以，所以， SO42-已沉淀完全，即有效除去了已沉淀完全，即有效除去了SO42-。注意注意：當(dāng)剩余離子即平衡離子濃度：當(dāng)剩余離子即平衡離子濃度10-5mol/L時(shí)，認(rèn)為離時(shí)，認(rèn)為離子已沉淀完全或離子已有效除去。子已沉淀完全或離子已有效除去。例例3：若某溶液中若某溶液中Fe3+和和Mg2+的濃度均為的濃度均為0.10 m

17、olL, 使使Fe3+完全沉淀而使完全沉淀而使Mg2+不沉淀的不沉淀的pH條件是什么條件是什么?( ( Ksp (Fe(OH)Ksp (Fe(OH)3 3)= 4)= 41010-39-39Ksp (Mg(OH)Ksp (Mg(OH)2 2)= 1.8)= 1.81010-11-11) )111353933Lmol105.1101100.4FeOHspKpOH = 10.8 , pH = 3.2解解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH-Fe3+ 沉淀完全時(shí)的沉淀完全時(shí)的OH-為為:Mg2開始沉淀的開始沉淀的pH值為值為:152111212Lmol103 . 1)1 . 0108 . 1()

18、Mg(OHspKpOH = 4.9, pH =9.1因此因此, 只要控制只要控制pH值在值在3.2 9.1之間即可之間即可使使Fe3+定量沉淀而使定量沉淀而使Mg2+不沉淀。不沉淀。K Kspsp (Mg(OH) (Mg(OH)2 2)= 1.8)= 1.81010-11-11例例4. 向向1.010-3 mol L-3 的的K2CrO4溶液中滴加溶液中滴加AgNO3溶液溶液,求開始有求開始有Ag2CrO4沉淀生成時(shí)的沉淀生成時(shí)的Ag+ =? CrO42-沉淀完全時(shí)沉淀完全時(shí), Ag+= ?已知：已知：Ksp，Ag2CrO4=9.010-12解: Ag2CrO4 2Ag+ + CrO42- K

19、sp = Ag+2 CrO42-12432549.0 10Ag 9.5 10 mol LCrO1.0 10Ksp5324Ag 9.5 10 molCrOspKLCrO42-沉淀完全時(shí)的濃度為沉淀完全時(shí)的濃度為1.0 10-5 mol L-3故有故有例例1 1：已知已知2525時(shí)，時(shí)，AgCl的溶解度是的溶解度是1.9210-3g/L，求它的溶度積。求它的溶度積。已知已知AgClAgCl的摩爾質(zhì)量為的摩爾質(zhì)量為143.5g/mol143.5g/mol。 解解 ：依題意可知依題意可知25時(shí)時(shí)AgCl飽和溶液中飽和溶液中 c(Ag+)=c(Cl-)=0.00192/143.5mol/L =1.341

20、0-5mol/L 則則KSP,AgCl=c(Ag+).c(Cl-) =(1.3410-5)2 =1.810-10例例2：已知已知25時(shí)時(shí)KSP(AgCl)=1.810-10,把足把足 量的量的AgCl放入放入1L 1 .0 mol L的的 鹽酸溶液鹽酸溶液中溶解度是多少？（中溶解度是多少？（g/L）解：解：設(shè)設(shè)AgCl 在鹽酸中的溶解度為在鹽酸中的溶解度為S（molL), AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平衡 S S 1 1LgLgSLgLmolSLmolKSsp/1092. 1/1058. 2/5 .143108 . 1/108 . 1/108 . 1138101010A

21、gCl在鹽酸溶液中溶解度比在水中的在鹽酸溶液中溶解度比在水中的小小。例例3 3：已知已知K Ksp,AgClsp,AgCl1.81.8 1010-10-10， K Ksp,Agsp,Ag2 2CrOCrO4 49.09.0 1010-12-12，試，試 求求AgClAgCl和和AgAg2 2CrOCrO4 4的溶解度（用的溶解度（用g/Lg/L表示）表示）解：解：（1）設(shè)）設(shè)AgCl的溶解度為的溶解度為S1（molL),則：則： AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平衡平衡 S1 S1 1021108.1 SKspLgLgLmolS/1092.1/5.1431034.1/103

22、4.1355112322221094)2(SSSKspLgLgLmolS/1035.4/3321031.1/1031.12442(2)2)設(shè)設(shè)AgAg2 2CrOCrO4 4的溶解度為的溶解度為S S2 2（mol/L),mol/L),則：則： Ag Ag2 2CrOCrO4 4(s) 2Ag(s) 2Ag+ +(aq) + CrO(aq) + CrO4 42-2-(aq)(aq) 平平 2S 2S2 2 S S2 2在水中：在水中：AgCl溶解度小于溶解度小于Ag2CrO4的溶解度的溶解度閱讀閱讀 課本氟化物防治齲齒的化學(xué)原理課本氟化物防治齲齒的化學(xué)原理+ F-54 3Ca (PO ) F氟

23、磷灰石氟磷灰石難溶物溶解度(25)Ca5(PO4)3(OH) 1.510-10g Ca5(PO4)3F 9.510-11g羥基磷灰石羥基磷灰石2+3-54 34Ca (PO ) (OH) 5Ca 3PO OH 牙齒表面由一層硬的、組成牙齒表面由一層硬的、組成為為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保的物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在下列平衡：護(hù)著，它在唾液中存在下列平衡： Ca5(PO4)3OH（s） 5 Ca2+ +3PO43-+OH- 進(jìn)食進(jìn)食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，這時(shí)牙齒就后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，這時(shí)牙齒就會(huì)受到腐蝕，其原因是會(huì)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(chǎn)物更小、的溶解度比上面的礦化產(chǎn)物更小、質(zhì)地更堅(jiān)固。用離子方程表示當(dāng)牙膏中配有氟化物添