難溶電解質(zhì)的溶解平衡(2014.5.5)

泡沫滅火器內(nèi)裝有NaHCO3飽和溶液，該溶液呈堿性的原因是：_______________________________________;滅火器內(nèi)另有一容器中裝有Al2(SO4)3溶液，該溶液呈酸性的原因是：_________________________________;當(dāng)意外失火時(shí)候，使泡沫滅火器倒過來即可使藥液混合，噴出CO2和Al(OH)3，阻止火勢(shì)蔓延。其相關(guān)的離子方程式是:___________________________________HCO3-+H2OH2CO3+OH-Al3++3H2OAl(OH)3+3H+難溶電解質(zhì)的溶解平衡第三章

第四節(jié)復(fù)習(xí)

1、什么叫飽和溶液？什么叫不飽和溶液？

一定溫度下，不能再溶解溶質(zhì)的溶液叫飽和溶液。能繼續(xù)溶解溶質(zhì)的溶液叫不飽和溶液。2、溶解性是指：___________________________

溶解性是物質(zhì)的_______性質(zhì)。溶解性大小跟

___________________有關(guān)。一種物質(zhì)溶解在另一種物質(zhì)中的能力物理溶質(zhì)、溶劑的性質(zhì)

物質(zhì)的溶解性只能粗略表示物質(zhì)的溶解能力的強(qiáng)弱，為了精確表示物質(zhì)的溶解能力，化學(xué)上引入了“溶解度”的概念。固體物質(zhì)的溶解度定義：一定溫度下，某固態(tài)物質(zhì)在100克溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量。單位：克（g）任何物質(zhì)的溶解是有條件的，在一定條件下，某物質(zhì)的溶解量一般是有限的。．．．．．．．．．．．．．溶解度與溶解性的關(guān)系：20℃10易溶可溶1微溶0.01難溶S/g（1）NaCl在水溶液里達(dá)到溶液平衡狀態(tài)時(shí)有何特征？

（2）要使NaCl飽和溶液中析出NaCl固體，可采取什么措施？蒸發(fā)（減溶劑）降溫只要溶解平衡的條件不變，該飽和溶液中溶解的NaCl的量就是一個(gè)恒定值。加入濃鹽酸？交流、討論固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)在飽和NaCl溶液中加入濃鹽酸現(xiàn)象:解釋:

在NaCl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c(Cl-)增加,平衡向左移動(dòng),因而有

NaCl晶體析出.NaCl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，難溶的電解質(zhì)在水中是否也存在溶解平衡呢？實(shí)驗(yàn)探究一、Ag＋和Cl－的反應(yīng)能進(jìn)行到底嗎？【實(shí)驗(yàn)】向盛有2mL0.1mol/LAgNO3溶液的試管中加入2mL0.1mol/LNaCl溶液。問題討論：溶液中依然有Ag+、Cl-存在1.恰好反應(yīng)沒有？2.溶液中還含有Ag+和Cl-？【繼續(xù)試驗(yàn)】取上層清液，滴加KI溶液，有何現(xiàn)象？說明了什么？

沉淀是難溶物，但不是絕對(duì)不溶，只不過溶解度很小，難溶物在水中存在溶解平衡。難溶電解質(zhì)溶解平衡的建立（以AgCl為例）當(dāng)v（溶解）＝v（沉淀）時(shí)，得到飽和AgCl溶液，建立溶解平衡

AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)

溶解沉淀Ag+

Cl-注意寫法一定條件下，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，飽和溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。（也叫沉淀溶解平衡）溶解平衡的特征：逆、等、動(dòng)、定、變?nèi)芙馄胶獾母拍睿喝芙馄胶獾拇嬖?，決定了生成難溶電解質(zhì)的反應(yīng)不能進(jìn)行到底。當(dāng)溶液中殘留的離子濃度<1×10-5mol/L時(shí)，沉淀就達(dá)到完全。難溶電解質(zhì)的溶解度盡管很小，但不會(huì)等于0。在電解質(zhì)的飽和溶液中，不管是易溶的、微溶的還是難溶的，都存在著溶解平衡。飽和溶液中析出晶體的過程即為沉淀過程溶解平衡與化學(xué)平衡一樣，受外界條件的影響而發(fā)生移動(dòng)。幾點(diǎn)說明：影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的因素：a.絕對(duì)不溶的電解質(zhì)是沒有的。b.同是難溶電解質(zhì)，溶解度差別也很大。①內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)②外因：a.濃度：加水，平衡向溶解方向移動(dòng)。b.溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)。特例：Ca(OH)2c.引入離子例題：當(dāng)氫氧化鈣固體在水中達(dá)到溶解平衡Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)時(shí)，為使Ca(OH)2固體的量減少，需要加入少量的（）

NH4NO3B.NaOHC.CaCl2D.NaHSO4AD如果在該溶解平衡中加入氫氧化鈣固體，平衡會(huì)不會(huì)移動(dòng)？如何移動(dòng)？不移動(dòng)二.溶度積常數(shù)（Ksp）

①定義一定溫度下，在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，各離子濃度冪之乘積為一常數(shù)。②表達(dá)式（以Mg(OH)2為例）Ksp=c(Mg2+)×[c(OH-)]2③影響因素：溫度一般情況下，溫度升高，Ksp增大，但Ca(OH)2例外例題：將等體積濃度為1×10-5mol/LAg+和Cl-混合，是否有沉淀生成？（25℃時(shí)，Ksp(AgCl)=1.8×10-10

）解：Qc=c(Ag+)×c(Cl-)=0.5×10-5×0.5×10-5=2.5×10-11Qc＜Ksp，溶液沒有達(dá)到飽和，無沉淀析出?！梢杂萌芏确e來判斷能否生成沉淀Qc＜Ksp，溶液未達(dá)飽和，無沉淀析出，若加入過量的難溶電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和。Qc=Ksp，溶液達(dá)到飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)，無沉淀析出。Qc＞Ksp，溶液達(dá)到過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，達(dá)到新的平衡。④意義※可以用溶度積來計(jì)算平衡時(shí)的pH

【例題】計(jì)算25℃時(shí)飽和氫氧化鎂溶液的pH，氫氧化鎂的溶度積為1.8×10-11。

Ksp=c(Mg2+)×[c(OH-)]2=1/2×[c(OH-)]3

=1.8×10-11

c(OH-)=3.4×10-4mol/L

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)c(H+)≈3.33×10-11mol/LpH≈10.48解：※用溶度積來比較溶解性的大小，相同類型的電解質(zhì)，溶度積越大，其在水中的溶解能力就越大。例題：請(qǐng)比較25℃時(shí)飽和

AgCl

溶液中離子濃度和飽和

Mg(OH)2中離子濃度。（25℃

時(shí)，

Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11

）解：飽和AgCl溶液中c(Ag+)=c(Cl-)=1.3×10-5mol/LKsp

=c(Mg2+)×[c(OH-)]2=a×(2a)2=4a3=1.8×10-11Mg(OH)2(s)

Mg2+(aq)+2OH-(aq)a2aa=1.7×10-4c(Mg2+)=1.7×10-4

mol/Lc(OH-)=3.4×10-4mol/L

Mg(OH)2中離子濃度大于AgCl溶液中離子濃度課堂小結(jié)text1text1難溶電解質(zhì)的溶解平衡溶度積常數(shù)1、概念2、建立過程3、特征4、影響因素1、定義2、表達(dá)式3、影響因素4、意義①調(diào)pH值如:工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵，加氨水調(diào)pH值至7~8Fe3＋

+3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋

②加沉淀劑

如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀劑Cu2＋+S2－=CuS↓Hg2＋+S2－=HgS↓二、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用1.沉淀的生成方法思考與交流1.如果要除去某溶液中的SO42-，你選擇加入鋇鹽還是鈣鹽？為什么？加入鋇鹽，因?yàn)锽aSO4比CaSO4更難溶，使用鋇鹽可使SO42-沉淀更完全2.以你現(xiàn)有的知識(shí)，你認(rèn)為判斷沉淀能否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(yīng)全部除去？說明原因。從溶度積KSP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，因?yàn)椴蝗苁窍鄬?duì)的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。[思考]：寫出氫氧化鎂沉淀溶解平衡的表達(dá)式.現(xiàn)提供以下試劑，請(qǐng)你設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案使氫氧化鎂沉淀溶解。試劑：蒸餾水、鹽酸、飽和NH4Cl溶液、NaOH溶液、NaCl溶液、Na2CO3溶液、FeCl3溶液Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)+2OH－(aq)溶解沉淀2.沉淀的溶解原理設(shè)法不斷移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)試管編號(hào)①②③對(duì)應(yīng)試劑少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2滴加試劑2ml蒸餾水，滴加酚酞溶液2ml鹽酸3ml飽和NH4Cl溶液

現(xiàn)象固體無明顯溶解現(xiàn)象，溶液變淺紅迅速溶解逐漸溶解Mg(OH)2+2HCl＝MgCl2+2H2OMg(OH)2+2NH4Cl＝MgCl2+2NH3·H2O說明溶解實(shí)驗(yàn)方案：分別向氫氧化鎂沉淀中加入蒸餾水、酸、鹽，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論。在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：

Mg(OH)2(s)?Mg2＋(aq)+2OH－(aq)加入鹽酸時(shí)，H＋中和OH－，使c(OH－)減小，平衡右移，從而使Mg(OH)2溶解。加入NH4Cl時(shí)，NH4＋與OH－結(jié)合，生成弱電解質(zhì)NH3·H2O，使c(OH－)減小，平衡右移，從而使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng)?！舅伎寂c交流】：

應(yīng)用平衡移動(dòng)原理分析、解釋實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的反應(yīng)，并試從中找出使沉淀溶解的規(guī)律?！窘忉尅俊緦?shí)驗(yàn)3-4】步驟1mLNaCl和10滴AgNO3溶液混合向所得固液混合物中滴加10滴KI溶液向新得固液混合物中滴加10滴Na2S溶液現(xiàn)象有白色沉淀析出白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色AgClAgIAg2SKINa2S3.沉淀的轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)說明：沉淀可以從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化，兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。物質(zhì)溶解度/g溶度積AgCl1.5×10-41.8×10-10AgI

9.6×10-98.3×10-17Ag2S1.3×10-166.3×10-50KI=I-+K+AgCl(s)Ag++Cl-+AgI(s)AgCl(s)+I-

AgI(s)+Cl-沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡移動(dòng)CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O水垢成分CaCO3

Mg(OH)2

CaSO4

用飽和Na2CO3溶液浸泡數(shù)天疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2用鹽酸或飽氯化銨液除去水垢應(yīng)用1：鍋爐除水垢：P64CaSO4

Ca2＋

+

SO42－+CO32－CaCO3應(yīng)用2：一些自然現(xiàn)象的解釋—奇形異狀的溶洞CaCO3Ca2++CO32-2HCO3-+H2O+CO2齲齒應(yīng)用3：齲齒的形成原因及防治方法①牙齒表面由一層硬的組成為Ca5(PO4)3OH的難溶物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在下列平衡：進(jìn)食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，這時(shí)牙齒就會(huì)受到腐蝕，其原因是：

。Ca5(PO4)3OH（S）

5Ca2+(aq)+3PO43-

(aq)+OH-(aq)發(fā)酵生成的有機(jī)酸能中和OH-，使平衡向脫礦方向移動(dòng)，加速腐蝕牙齒

②已知Ca5(PO4)3F的溶解度比Ca5(PO4)3OH更小，牙膏里的氟離子會(huì)與Ca5(PO4)3OH反應(yīng)。請(qǐng)用離子方程式表示使用含氟牙膏防止齲齒的原因

5Ca2++3PO43-+F-=Ca5（PO4）3FCa5(PO4)3OH（S）

5Ca2+(aq)+3PO43-

(aq)+OH-(aq)應(yīng)用4：為什么醫(yī)學(xué)上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”，而不用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”?

BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為：

BaSO4Ba2＋＋SO42－

Ksp=1.1×10－10s=2.4×10－4BaCO3Ba2＋＋CO32－

Ksp=5.1×10－9s=2.2×10－3

由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(qiáng)(pH=0.9～1.5)，如果服下BaCO3，胃酸會(huì)與CO32－反應(yīng)生成CO2和水，使CO32－濃度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，使體內(nèi)的Ba2+濃度增大而引起人體中毒。BaCO3Ba2++CO32-

+

H+CO2↑+H2O而SO42－不與H＋結(jié)合生成硫酸，胃酸中的H＋對(duì)BaSO4的溶解平衡沒有影響，Ba2＋濃度保持在安全濃度標(biāo)準(zhǔn)下，所以用BaSO4作“鋇餐”。限用試劑：氧化劑:HNO3、KMnO4、Cl2、O2、H2O2水等調(diào)PH:氨水、氫氧化鈉、氧化銅、碳酸銅應(yīng)用5：已知Fe3+、Fe2+、Cu2+沉淀完全的pH如下，如何除去CuCl2酸性溶液中的FeCl2呢？離子Fe3+Cu2+Fe2+沉淀完全時(shí)的pH3.76.49.4【小結(jié)】沉淀的生成、溶解、轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)上都是沉淀溶解平衡的移動(dòng)的過程，其基本依據(jù)主要有：①濃度：加水，平衡向溶解方向移動(dòng)。②溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)。③加入相同離子，平衡向沉淀方向移動(dòng)。④加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或更難電離或氣體的離子，使平衡向溶解的方向移動(dòng)。課堂練習(xí)練習(xí)1：下列說法中正確的是（）

A.不溶于水的物質(zhì)溶解度為0B.絕對(duì)不溶解的物質(zhì)是不存在的

C.某離子被沉淀完全是指該離子在溶液中的濃度為0D.物質(zhì)的溶解性為難溶，則該物質(zhì)不溶于水B練習(xí)2：在飽和澄清石灰水中加入生石灰反應(yīng)后，恢復(fù)至原來溫度下列說法正確的是()A.溶液中