第四讲 难溶电解质的溶解平衡.doc

新课标高三化学（人教版）第一轮复习选修（4）单元讲座第三章 水溶液中的离子平衡第三讲 难溶电解质的溶解平衡复习目标：1、了解难溶电解质在水中的溶解情况。2、理解难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，正确理解和掌握溶度积KSP的概念。3、掌握运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。4、掌握简单的利用KSP的表达式，计算溶液中相关离子的浓度。复习重点：难溶电解质的溶解平衡、沉淀的转化复习难点：运用溶度积KSP简单计算溶液中相关离子的浓度；运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。课时划分：一课时教学过程：知识梳理一、强电解质的溶解平衡1、定义：一定条件下，强电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡）2、特征：等、动、定、变。3、表达式：如 NaCl（s）Na+(aq)+Cl-(aq)练习1：下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是BA、反应开始时，溶液中各离子浓度相等。B、沉淀溶解平衡达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等C、沉淀溶解平衡达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变。D、沉淀溶解平衡达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解。练习2：向有固态氢氧化镁存在的饱和溶液中，分别加入固体醋酸钠、氯化铵时，固体氢氧化镁的质量有什么变化？增加 减少4难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常数称为_ _，简称_ _。请写出PbI2 Cu(OH)2 BaSO4 CaCO3 Al(OH)3 CuS的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式5溶度积KSP反映了难溶电解质在水中的_ _ _，KSP的大小和溶质的溶解度不同，它只与_ _ 有关，与_ _ 无关。利用溶度积KSP可以判断_ _ _、_ _ _以及_ _ _ _。6沉淀的转化是_ _ _的过程，其实质是_ _ _ _。当Qc 大于 Ksp时，情况为：_ _ _ _当Qc 等于 Ksp时，情况为：_ _ _ _当Qc 小于 Ksp时，情况为：_ _ _ _ 二、影响溶解平衡的因素：1、内因：电解质本身的性质 难溶 微溶 易溶 0.01 0.1 m(g)(1)绝对不溶的电解质是没有的。(2)同是难溶电解质，溶解度差别也很大。(3)易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。2、外因：遵循平衡移动原理(1)浓度：加水，平衡向溶解方向移动。(2)温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。练习3：试用文字描述生成氯化银反应达到沉淀溶解平衡的过程，并根据该过程中各反应粒子的变化情况（如最大、变大等）填下下表。C(Ag+)C(Cl_)m(AgCl)反应初始达到溶解平衡前达到溶解平衡时练习4：下列说法中正确的是CA、物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水B、不溶于水的物质溶解度为0C、绝对不溶解的物质是不存在的D、某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度为零三、沉淀溶解平衡的应用1、沉淀的溶解溶解沉淀的方法：(1)加入足量的水(2)使沉淀转化为气体(3)使沉淀转化为弱电解质2、沉淀的生成、溶解、转化本质上都是沉淀溶解平衡的移动问题，其基本依据主要有浓度：加水，平衡向溶解方向移动。温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。加入相同离子，平衡向沉淀方向移动。加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。练习5：为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是（D ）A、NaOH B、Na2CO3 C、氨水 D、MgO2、沉淀的转化:加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。练习6：将AgNO3溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都会出现不同颜色的沉淀，沉淀的颜色变化是 _ _ _ _ _ _ _。出现这种颜色变化的原因是：_ _ _ 疑难点拨一、溶度积与溶度积原理将难溶于水的固态物质放入水里，它或多或少地溶于水，当成为饱和溶液时，未溶解的固态物质跟已溶解的物质之间达到平衡。例如：AgCl Ag+Cl(未溶解的固体) (溶液中的离子)按照质量作用定律，可得：在温度一定时，K是一个常数，固体AgCl的“浓度”也为一常数，可并入常数项，则得：AgCl=Ksp，Ksp叫做溶度积常数，简称溶度积。在一定温度下，难溶电解质MmNn在饱和溶液中建立下列的沉淀-溶解平衡：MmNn(固体)mMn+nNm根据质量作用定律，溶度积常数在给定温度下可以表示为：Ksp=Mn+mNmn式中的m和n分别代表离子Mn+和Nm的系数。例如： Mg(OH)2(固)Mg22OHKsp=Mg2OH2Ca3(PO4)2(固)3Ca22PO43Ksp=Ca23PO432溶度积表示在难溶电解质的饱和溶液里，组成沉淀的有关离子浓度幂方次的乘积，在一定温度下是一个常数。Ksp的大小跟其溶解度有关，它反映难溶电解质的溶解能力。下表是一些难溶电解质在25时的溶度积。根据溶度积可以判断难溶电解质溶液中沉淀的生成、溶解的情况。下面以AgCl为例说明。(1)当AgClKsp时，溶液尚未饱和，这时没有沉淀析出。如果加入少量AgCl，应能继续溶解。(2)当AgCl= Ksp时，是饱和溶液，溶液中已溶解的物质跟未溶解的固态物质处于动态平衡。(3)当AgClKsp时，AgCl就以沉淀的形式析出，直至AgCl=Ksp时为止。在教学里常会碰到这样的问题，某些不溶性盐(如CaCO3等)在酸中溶解了，应用溶度积的知识可以解释这个问题。碳酸钙的溶解度虽然很小，但还是有少量溶解在水里，而溶解的部分是完全电离的。所以在溶液里也出现这样的平衡：CaCO3Ca2CO32当酸跟碳酸钙作用时，酸所电离出的氢离子跟碳酸根离子生成HCO3-或H2CO3(分解放出CO2)。HCO32-HCO3这样CO32-浓度减少，使Ca2CO32Ksp(CaCO3)，碳酸钙就继续溶解。氯化银沉淀能在氨水中溶解也是这个原因。氨跟银离子作用生成Ag(NH3)2络离子，减少了银离子的浓度，使AgClKsp(AgCl)，氯化银就继续溶解。溶度积原理在生产上，特别是在化学分析上极为重要。因为常常要利用生成沉淀的反应作为分离和鉴别不同离子的手段。二、怎样换算溶解度和溶度积对AB型难溶电解质，如AgBr、BaSO4等。在沉淀溶解平衡时产生的阳离子和阴离子是等量的，即1mol沉淀溶解，就产生1mol阳离子和1mol阴离子。因此，阳离子和阴离子的浓度在数值上等于该物质的溶解度。以s表示物质的溶解度，那么溶解度和溶度积的互换关系为： 例题：某溶液中含有1.0 molL-1的Ni2和0.1molL-1的Fe3，当逐滴加入NaOH溶液(忽略溶液体积的改变)，问：(1)哪种离子先沉淀，哪种离子后沉淀？沉淀能否达到分离？(2)要想使Fe3沉淀完全，Ni2不沉淀，溶液的pH值需控制在什么范围？解： (1)根据溶度积规则，可以分别计算出生成Fe(OH)3和Ni(OH)2沉淀所需要的OH-的最低浓度。所以Fe(OH)3开始沉淀时c(OH-)为1.5910-13molL-1。所以Ni(OH)2开始沉淀时c(OH-)为4.4710-8molL-1。可见Fe(OH)3先沉淀，Ni(OH)2后沉淀。那么，刚有Ni(OH)2沉淀生成时，溶液中的Fe3浓度又是多大呢？所以，当Ni(OH)2开始沉淀时，溶液中的Fe3的浓度仅为4.4810-16olL-1。可见，在Ni(OH)2开始沉淀时，Fe3早已沉淀完全(c(Fe3)10-5molL-1)。 一般说来，在任一种沉淀开始时，若溶液中先发生沉淀的离子浓度小于或等于10-5molL-1时，则能够实现沉淀分离，反之，则不能。此题即为通过沉淀实现分离的一个例子。(2)由(1)计算可知，欲不生成Ni(OH)2沉淀，则溶液的OH-浓度应小于4.4710-8molL-1。即 pOH-log(4.4710-8)7.3 pH14-pOH=6.7使Fe3+沉淀完全，则必须使c(Fe3)10-5molL-1，则溶液的OH-浓度应为：即 c(OH-)1.5910-11(molL-1)pOH-log(1.5910-11)=10.8 pH3.2因此，溶液的pH值应控制在3.26.7范围之内，方能使Fe3沉淀完全，而Ni2不沉淀。知能训练一、选择题1铝和镓的性质相似，如M(OH)3都是难溶的两性氢氧化物。在自然界镓常以极少量分散于铝矿，如Al2O3中。用NaOH溶液处理铝矿（Al2O3）时，生成NaAlO2、NaGaO2；而后通入适量CO2，得Al(OH)3沉淀，而NaGaO2留在溶液中（循环多次后成为提取镓的原料）。发生后一步反应是因为 A、镓酸酸性强于铝酸 B、铝酸酸性强于镓酸C、镓浓度小，所以不沉淀 D、Al(OH)3是难溶物 2、水的电离平衡曲线如图所示。(1)若以A点表示25时水的电离平衡的离子浓度，当温度升高到100时，水的电离平衡状态移动到B点，则此时水的离子积从_变化到_。(2)将pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合，并保持100的恒温，致使混合溶液的pH=7，则Ba(OH)2和盐酸的体积比为_。(3)已知AnBm的离子积为c(Am+)nc(Bn-)m，若某温度下Ca(OH)2的溶解度为0.74g，设饱和溶液的密度为1g/mL，其离子积约为_。3己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶