高中化学选修四：第三章第四节难溶电解质的溶解平衡

第四节难溶电解质的溶解平衡固体物质的溶解度定义：在一定温度下，某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。注意：条件：一定温度标准：100克溶剂状态：饱和状态单位：克任何物质的溶解是有条件的，在一定的条件下某物质的溶解量一般是有限的。溶解度与溶解性的关系：20℃10易溶可溶1微溶0.01难溶S/g（1）NaCl在水溶液里达到溶解平衡状态时有何特征？（2）要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体，可采取什么措施？蒸发（减溶剂）降温NaCl的溶解速率与结晶速率相等；并且只要溶解平衡的条件不变，该溶液中溶解的NaCl的量就是一个恒定值。加入浓盐酸？交流、讨论在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸现象:解释:在NaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)加浓盐酸会使c(Cl-)增加,平衡向左移动,因而有NaCl晶体析出.NaCl饱和溶液中有固体析出可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？实验探究一、难溶电解质的溶解平衡1、问题讨论：Ag＋和Cl－的反应能进行到底吗？【实验】向盛有2mL0.1mol/LAgNO3溶液的试管中加入2mL0.1mol/LNaCl溶液。有黄色沉淀生成，说明溶液中依然有Ag+、Cl-存在，即Ag＋和Cl－的反应不能进行到底。（1）、恰好反应没有？（2）、溶液中还含有Ag+和Cl-？【继续试验】取上层清液，滴加KI溶液，有何现象？说明了什么？资料：化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时，沉淀达到完全。沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，只不过溶解度很小，难溶物在水中存在溶解平衡。Ag+和Cl-的反应真能进行到底吗？1、谈谈对部分酸、碱和盐的溶解度表中“溶”与”不溶“的理解。2、根据对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识，说明生成沉淀的离子反应是否能真正进行到底。3、上表中哪些物质属于易溶物质？可溶？微溶？难溶？难溶物质溶解度差别？改变条件平衡移动方向平衡时c（Ag+）平衡时c（Cl-）升温加水加AgCl（s）加NaCl（s）加NaI（s）加AgNO3(s)加NH3·H2O不移动不变不变不变不变讨论：对于平衡AgCl（S）Ag+(aq)+Cl-(aq)若改变条件，对其有何影响？正反应正反应正反应正反应逆反应逆反应增大增大增大增大增大增大减小减小减小减小（1）AgCl溶解平衡的建立当v（溶解）＝v（沉淀）时，得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡水合Ag+水合Cl-溶解AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)沉淀注意写法2、难溶电解质的溶解平衡在一定条件下，难溶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）（3）溶解平衡的特征：逆、等、动、定、变（2）溶解平衡的概念：平衡的共性•注意：•①溶解平衡的存在，决定了生成难溶电解质的反应不能进行到底。•②习惯上将生成难溶电解质的反应，认为反应完全了，因对于常量的反应来说，0.01g是很小的。当溶液中残留的离子浓度1×10-5mol/L时，沉淀就达到完全。•③难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0。如Ag2S的溶解度为1.3×10-16g。•④溶解平衡与化学平衡一样，受外界条件的影响而发生移动。结论：电解质溶液中，不管是易溶的，微溶的，难溶的电解质都存在着溶解平衡。（5）影响难溶电解质溶解平衡的因素：a、绝对不溶的电解质是没有的。b、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。c、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。①内因：电解质本身的性质②外因：a、浓度：加水，平衡向溶解方向移动。b、温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。特例：Ca(OH)2C、同离子效应：加入相同的离子，使平衡向生成沉淀的方向移动。D、化学反应：加入可与体系中某些离子反应生成更难溶的物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动。在AgCl的饱和溶液中，有AgCl固体存在，当分别向溶液中加入下列物质时，将有何种变化？加入物质平衡溶液中浓度AgClAgCl引起变化移动[Ag+][Cl-]溶解度KSP原因HCl(0.1mol·L-1)课堂练习：AgCl(s)Ag++Cl-→不变不变不变不变稀释→↓↑↑不变生成配离子→↑↑↑增大温度←↑↓↓不变同离子效应AgNO3(0.1mol·L-1)升高温度NH3·H2O(2mol·L-1)加H2O←↓↑↓不变同离子效应例题（1）有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是：（）A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等B.AgCl难溶于水，溶液中没有Ag+和Cl-C.升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变例题（2）石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)≒Ca2+(aq)+2OH-(aq),加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（）A、Na2CO3溶液B、AlCl3溶液C、NaOH溶液D、CaCl2溶液ACAB三、溶度积（Ksp）1、定义在一定条件下，难溶性电解质形成饱和溶液并达到溶解平衡时，其溶解平衡常数叫做溶度积常数,简称溶度积(KSP)．zxxk２.表达式AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)例1：写出下列难溶电解质的溶解平衡关系式和溶度积表达式。Ag2CrO4(s)Fe(OH)3(S)Ksp=Cm(An+)·Cn(Bm-)2Ag+(aq)+CrO4-(aq)Ksp=C2(Ag+)·C(CrO4-)Ksp=C(Fe3+)·C3(OH-)Fe3+(aq)+3OH-(aq)３、意义：一定温度下，Ksp的大小反映了物质在水中的溶解能力。对于同类型的难溶电解质，Ksp越大，其溶解能力越强。４、特点：和其他平衡常数一样，Ksp只与本质和温度有关，温度一定时，Ksp不变。化学式溶度积AgCl1.8×10－10AgBr7.7×10－13AgI8.51×10－16一定温度、Ksp=Cm(An+)·Cn(Bm-)假设溶液中离子溶度积为Qc1、QcKsp时溶液过饱和，逆向移动，有沉淀析出。2、Qc=Ksp时溶液为饱和溶液，处于平衡状态3、QcKsp时溶液不饱，正向移动，沉淀溶解AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)沉淀溶解和生成的本质：平衡体系中离子浓度改变，导致Qc与Ksp不相等，沉淀溶解平衡发生移动。1、已知Ksp(CaC2O4)=4.010－9，若在c(Ca2＋)=0.020mol·L－1的溶液生成CaC2O4沉淀，溶液中的c(C2O42－)最小应为（）A．4.010－9mol·L－1B．2.010－7mol·L－1C．2.010－9mol·L－1D．8.010－11mol·L－1【算算看】2、已知室温下Al(OH)3的KSP=1.0×10-33欲使溶液中的c(Al3+)≤1.0×10-6mol.L-1溶液的pH≥_____BKsp=c(Al3+)c3(OH–)=1.0×10-333633333310100.1)Al(100.1)(cOHc)(100.119Lmol5四、沉淀溶解平衡的应用1、沉淀生成的条件：QcKsp3、生成沉淀的方法：①加沉淀剂法：例：AgNO3溶液中加入NaCl可生成沉淀②调节pH法：(一)沉淀的生成2、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。例2、若使Fe3+（当c(Fe3+)≤10-5mol·L-1时认为已完全沉淀）完全沉淀，pH至少应为多少？Fe(OH)3（S）Fe3++3OH–Ksp=c(Fe3+)c3(OH–)=2.6×10-393539333910106.2)(106.2)(FecOHc)Lmol(.1121046pH=2.8Cu(OH)2（S）Cu2++2OH–Ksp=c(Cu2+)c2(OH–)=5.6×10-2011065106520220.)Cu(c.)OH(c)Lmol(.1101042pH=4.4控制pH：2.8~4.4.例3、1mol·L-1CuSO4溶液中,除去含有少量的Fe3+杂质，则pH应在什么范围？Zx.xk例4、现有一定浓度的CuSO4和FeSO4的混合溶液，已知：被沉淀离子开始沉淀pH完全沉淀pHCu2+4.46.4Fe2+7.69.6Fe3+2.73.7①若要除去Fe2+，如何处理？②最好选用什么氧化剂氧化Fe2+（）A.稀硝酸B.KMnO4(H+)溶液C.Cl2D.H2O2③选用什么物质调节pH（）A.NaOHB.氨水C.CuOD.Cu(OH)2先将Fe2+氧化成Fe3+，再调节pH至约4。DCD绿色氧化剂思考与交流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些方面考虑？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，因为不溶是相对的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。Mg(OH)2＋2NH4+===Mg2＋＋2NH3·H2O(二)、沉淀的溶解3Ag2S＋8H＋＋2NO3-===6Ag＋＋3S＋2NO↑＋4H2OAgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O1、酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸2、盐溶液溶解法：3、氧化还原溶解法：4、配位溶解法:如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液如Ag2S溶于稀HNO3如AgCl溶于氨水CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑例：已知常温下，AgCl、AgBr、AgI、Ag2S的KSP依次减小AgNO3()()()()NaClNaBrNaINa2SAgCl白色AgBr淡黄色AgI黄色Ag2S黑色（1）你能解释为什么会发生上述沉淀的转化吗？AgBr+AgClAg++Cl-NaBr==Br-+Na+沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动。沉淀转化的特点：Ksp差值越大,沉淀转化越彻底。(三)沉淀的转化1、溶解能力相对较强的溶解能力相对较弱的[思考]：白色的氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后，为什么会有红褐色沉淀生成？Mg(OH)2(s)⇌Mg2＋(aq)+2OH－(aq)，FeCl3静置Mg(OH)2↓Fe(OH)3↓【实验3-4】步骤1mLNaCl和10滴AgNO3溶混合(均为0.1mol／L)向所得固液混合物中滴加10滴0.1mol／LKI溶液向新得固液混合物中滴加10滴0.1mol／LNa2S溶液现象有白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色黄色沉淀转化为黑色AgClAgIAg2S例5、重晶石（主要成分是BaSO4）是重要原料，但由于BaSO4不溶于酸，有人设想用饱和Na2CO3溶液处理，使之转化为易溶于酸的BaCO3。（1）BaSO4的Ksp比BaCO3小，你认为能实现这一转化吗？（2）已知，常温下，BaCO3的KSP=5.1×10-9BaSO4的KSP=1.0×10-10①若在上述体系中，实现BaSO4向BaCO3转化，则CO32-溶液中CO32-浓度必须：②如何操作才能保证绝大多数BaSO4转化为BaCO3？大于5.1×10-4mol/L①饱和Na2CO3溶液②移走上层溶液BaSO4、BaCO3BaSO4（重复①②操作）Ba2+……BaCO3H+2、溶解能力相对较弱的溶解能力相对较强的BaSO4Ba2++SO42-+BaCO3(s)BaSO4+CO32-BaCO3+SO42-Na2CO3CO32-+2Na+沉淀的转化：(1)实质：沉淀溶解平衡的移动。(2)条件：①一般情况下，溶解能力相对较强的物质转化为溶解能力相对较弱的物质。Ksp差值越大,沉淀转化越彻底。②反常：当两种难溶物溶解能力差别不大时,溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。化学法除锅炉水垢的流程图CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-Ca