高二难溶电解质的溶解平衡

第三章 水溶液中的离子平衡第四节20时， 溶解度S：难溶 微溶 可溶 易溶0.01 1 10 （Sg/100g水） 但难溶 不溶在学习初中化学时,我们曾根据物质的溶解 度将物质分为易溶、可溶、微溶、难溶等。温故表3-4 几种电解质的溶解度(20)化学式溶解度/g化学式溶解度/g AgCl1.5×10-4Ba(OH)23.89 AgNO3222BaSO42.4×10-4 AgBr8.4×10-6Ca(OH)20.165 Ag2SO40.796CaSO40.21 Ag2S(黑)1.3×10-16Mg(OH)29×10-4BaCl235.7Fe(OH)33×10-91. 饱和溶液2. 溶解度（S）条件：一定温度 标准：100克溶剂 状态：饱和状态单位：克（g）表示：S熟悉两个概念溶解 AgCl(s) Ag( (aq) + Cl-(aq) 沉淀Ag+Cl-AgCl在水中溶解平衡一、一、难溶电解质的溶解平衡 1. 概念在一定条件下，难溶电解质溶解成离子的速率与溶 液中离子重新结合成沉淀的速率相等，溶液中各离子的 浓度保持不变的状态，叫难溶电解质的溶解平衡。此时 沉淀达到最大溶解，形成饱和溶液 。2. 溶解平衡的特征逆、等、定、动、变3. 溶解平衡的表示 AgCl(s) Ag+(aq) +Cl-(aq) 【动手】请书写AgI、Mg(OH)2溶解平衡的表达式：1、下列说法中正确的是（ ）A.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零2、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是 （ ） A.开始时，溶液中各离子浓度相等 B.平衡时，离子沉淀的速率和沉淀溶解的速率相等 C.平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变 D.平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解CB练一练：影响沉淀溶解平衡的因素2.外因：沉淀本身的性质温度 ：温度升高，多数溶解平衡向 溶解方向移动。特例： Ca(OH)2不同难溶电解质，溶解度有差别 。1.内因：浓度：加水，平衡向溶解方向移动。同离子效应：增加与难溶电解质相同的离子 ，平衡向沉淀方向移动。 化学反应：反应消耗难溶电解质的离子 ，平衡向溶解方向移动。练一练：1. 在有固态Mg(OH)2存在的饱和溶液中,存在如下平衡： Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)向该饱和溶液中分别加入固体CH3COONa、NH4Cl时,固体Mg(OH)2的质量有何变化？加入CH3COONa固体，Mg(OH)2质量增大；加NH4Cl固体时，Mg(OH)2质量减少。2、一定温度下，一定量的水中,Ca(OH)2悬浊液存在平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq) 向此悬浊液中加入少量的CaO粉末，又恢复到原 温度时，下列叙述正确的是( ) A、溶液中钙离子数目减少B、溶液中钙离子浓度增大C、溶液中OH浓度增大D、溶液pH减小练一练：A沉淀溶解平衡中，各离子浓度幂之积为一常 数，叫做溶度积（Ksp）。 沉淀的溶解平衡常数溶度积Ksp= c(Am+)n . c(Bn-)m练习 写出难溶物BaSO4、Fe(OH)3的溶度积表达式 ： KspBaSO4 =c(Ba2+).c(SO42-) Ksp Fe(OH)3= c(Fe3+).c(OH-)3单位： mol2L-2 单位： mol4L-4AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq)计算时，一般不写单位。当难溶物确定时，Ksp只与温度有关，与浓度无关。AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq)Qc= c (Am+)n · c (Bn-)m离子积Qc > Ksp 过饱和，析出沉淀；Qc Ksp 达饱和，平衡状态；Qc >溶解度: AgCl > AgBr > AgI例1. 根据CaCO3、AgCl、Ag2CrO4的溶度积常数，通过计算排出其溶解性由强到弱的顺序。Ksp(CaCO3)= 2.8×10-9mol2L-2; Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2L-2;Ksp(Ag2CrO4 )=9.0×10-12 mol3L-3 提示：难溶电解质溶解性的强弱可由其饱和溶液中该 难溶电解质的物质的量浓度的大小来衡量，大者，溶 解性强。也可计算出初中所学的溶解度(单位：克)，然后比较，大者，溶解性强。两者不一致时，以前者 为准。1.34 ×10-5 molL-1.31 ×10-4 molL-5.29 ×10-5 molL-例2 下列情况下，有无CaCO3沉淀生成？ (1) 往盛有1.0 L纯水中加入0.1 mL浓度均为0.01 mol /L 的CaCl2和Na2CO3；(2) 改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0 mol /L 呢？ Ca2+ = CO32- = 0.110-3 0.01/1.0 = 10-6 mol /L Qc = Ca2+×CO32- = 10-12 Ksp,CaCO3因此有CaCO3沉淀生成。Ksp的相关计算 例3 25时， Ksp (PbI2)= 7.1×10-9 mol3L-求PbI2的饱和溶液中的Pb2+和I-.解析：PbI2 Pb2+ + 2I-浓度关系： Pb2+I-=2 Pb2+溶解的PbI2 的浓度为：1.2 ×10-3molL-1Ksp= Pb2+I-2 = Pb2+ × 22 Pb2+ 2=4 Pb2+ 3= 7.1×10-9 mol3L-3Pb2+=1.2 ×10-3molL-1 I-= 2 Pb2+=2.4 × 10-3molL-1常温下，AgCl、Mg(OH)2哪个更难溶？解析：Ksp(AgCl)= Ag+Cl-= Ag+2= 1.8×10-10mol2L-2Ag+=1.34×10-5mol L-1即AgCl的溶解浓度为： 1.34×10-5mol L-1 Ksp Mg(OH)2= Mg2+OH-2=4 Mg2+3= 1.8×10-11mol3L-3Mg2+=1.12×10-4mol L-1 即Mg(OH)2的溶解浓度为： 1.12×10-4mol L-1AgCl更难溶！C C 二、沉淀反应的应用1. 沉淀的生成(1) 应用：生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中除杂或提纯物质的重要方法之一。 (2)原则：反应生成沉淀，且进行得越完全越好。(3)方法： 调pH值如:工业原料氯化铵中混有FeCl3, 加氨水调pH值 至78。Fe3+ + 3NH3H2O=Fe(OH)3+ 3NH4+如：除去溶液中的Cu2+、Hg2+等，以Na2S或H2S 做沉淀剂。Cu2+ S2= CuS Hg2+ S2= HgS 加沉淀剂图3-15 化学沉淀法废水处理工艺流程示意图【思考与交流】1.如果要除去某溶液中的SO42-,你选择加入钡盐还是 钙盐?为什么？加入钡盐，因为BaSO4比CaSO4更难溶，使用钡盐可 使SO42-沉淀更完全。2.以你现有的知识,你认为判断沉淀能否生成可从哪 方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应 全部除去？说明原因。从溶解度方面可判断沉淀能否生成，不可能使要除 去的离子通过沉淀完全除去。2. 沉淀的溶解(1) 原理设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶 解。(2) 举例 难溶于水的盐溶于酸中 如：CaCO3、Al(OH)3、Cu(OH)2 、 FeS溶于盐酸。【思考】 检查胃病做钡餐透视中，为什么用BaSO4 而不用BaCO3? 实验3-3向3支盛有Mg(OH)2的试管中分别加入适量的蒸 馏水、盐酸、氯化铵溶液，观察并记录现象。滴加试剂蒸馏水盐酸氯化铵溶液现 象 难溶于水的盐溶于某些盐溶液不溶解迅速溶解可以溶解【问题】 写出有关化学方程式？ 用平衡移动的原理分析、解释上述反应，并试着从 中找出沉淀溶解的规律？(2) 利用氧化还原方法降低某一离子的浓度；(3) 生成络合物，例：银氨溶液的配制。FeS Fe2+ + S2- 【小结】使沉淀溶解的方法(1) 用酸、碱或盐溶解沉淀；H2SFe3+S+NO+H2OH+HNO3步骤AgNO3溶液 中滴加NaCl 溶液至过量向所得固液混 合物中滴加10 滴Kl溶液向所得固液混合物中 滴加10滴Na2S溶液现象3. 沉淀的转化白色沉淀白色沉淀转 变为黄色黄色沉淀转变为黑色KINa2S实验3-4AgClAgIAg2S3. 沉淀的转化KINa2SAgClAgIAg2S【思考】为什么会发生这种现象呢？Ksp (AgCl)Ksp (Ag2S)Ksp (AgI)>>Ksp=1.77×10-10Ksp=8.51×10-17Ksp=6.3×10-50溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀沉淀的转化示意图：KI = I- + K+AgCl(s) Ag+ + Cl- +AgI(s)AgCl + KI = AgI + KCl AgCl + I- = AgI + Cl-步骤向MgCl2溶液中 滴加NaOH溶液向有白色沉淀的溶 液中滴加FeCl3溶液静置现象析出白色沉淀白色沉淀变红褐色析出红褐色沉淀, 溶液褪至无色难溶物Mg(OH)2(白色)Fe(OH)3(红褐色)溶解度(25)8.4×10-4g4.0×10-8g实验3-4沉淀转化的实质：溶解度小的向溶解度更小的方向转化，两者溶解度差别越大，转化越容易。沉淀溶解平衡的移动。【小结】沉淀的转化沉淀转化的规律：【问题】如果将上述实验操作循序颠倒，会产生什么结果？应用1：锅炉除水垢（ CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4）沉淀转化的应用：难难溶物CaSO4CaCO3溶解度/g 2.1×1011.5 ×103水垢成分 CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 饱和Na2CO3溶液浸泡CaCO3 Mg(OH)2除去 水垢CaSO4 + CO32- = CaCO3 + SO42- CaCO3+ 2H+ = Ca2+ + CO2+ H2OMg(OH)2 + 2H+ = Mg2+ + 2H2O用HCl或饱和NH4Cl溶液CaCO3 Ca2+ + CO32-2HCO3-+ H2O+CO2应用2：解释一些自然现象各种奇形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗？Ca（HCO3）2 = CaCO3 + H2O +CO2+ F-氟磷灰石羟基磷灰石应用3：龋齿的形成原因及防治方法1.有关难溶盐的溶度积及溶解度有以下叙述，其中正确 的是 ； A将难溶电解质放入纯水中，溶解达到平衡时，电解质离子浓度的乘积就是该物质的Ksp B两种难溶电解质，其中Ksp小的溶解度也一定小 C难溶盐电解质的Ksp与温度有关 D加入与原电解质具有相同离子的物质，可使难溶盐电解质的溶解度变小，也