难溶电解质的溶解平衡

2020/6/21人教版选修4·化学反应原理第三章水溶液中的离子平衡第四节难溶电解质的溶解平衡1.什么是饱和溶液？在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液。复习2.如何判断某NaCl溶液是否已经达到饱和？讨论1：在NaCl的饱和溶液中，再加入固体溶质，固体会不会继续溶解？是否发生着溶解过程？饱和NaCl溶液形状不规则的NaCl固体形状规则的NaCl固体一昼夜后观察发现：固体变为规则的立方体；质量并未发生改变思考：得到什么启示？一昼夜后……探究1：饱和溶液中v(结晶)=v(溶解)结论：NaCl的饱和溶液中存在溶解平衡探究2：在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸现象:NaCl饱和溶液中析出固体解释:在NaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡NaCl(S)Na+(aq)+Cl-(aq)加浓盐酸Cl-的浓度增加,平衡向左移,NaCl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？我们知道，溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应发生的条件之一。例如，AgNO3溶液与NaCl溶液混合，生成白色沉淀AgCl：Ag++Cl-=AgCl↓，如果上述两种溶液是等物质的量浓度、等体积的，一般认为反应可以进行到底。一、Ag＋和Cl－的反应真能进行到底吗？一、Ag＋和Cl－的反应真能进行到底吗？Ag＋+Cl－=AgCl↓化学式溶解度/g化学式溶解度/gAgCl1.5×10-4Ba(OH)23.89AgNO3222BaSO42.4×10-4AgBr8.4×10-6Ca(OH)20.165Ag2SO40.796CaSO40.21Ag2S1.3×10-16Mg(OH)29×10-4BaCl235.7Fe(OH)33×10-9表3-4几种电解质的溶解度(20℃)讨论2:在溶解度的大小、易溶和难溶界限等方面你能得到哪些相关信息谈谈你对酸、碱和盐的溶解度表中“溶”与“不溶”的理解。200C时，溶解性与溶解度的大小关系溶解性易溶可溶微溶难溶溶解度10g1g~10g0.01g~1g0.01g1、溶解是绝对的,不溶是相对的。2、没有绝对不溶的电解质，难溶电解质都会发生微量溶解。3、生成沉淀的离子反应能发生的原因：生成物的溶解度很小。化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol/L，沉淀就达完全。【实验】向盛有2mL0.1mol/LAgNO3溶液的试管中加入2mL0.1mol/LNaCl溶液。讨论3：现象：有白色沉淀生成，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）是否恰好反应？（2）溶液中是否还含有Ag+和Cl-？【继续试验】取上层清液，滴加NaCl溶液，有何现象？说明了什么？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。溶解AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)沉淀初始状态：Ｖ(溶解)Ｖ(沉淀)溶解平衡：Ｖ(溶解)=Ｖ(沉淀)得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡思考：把AgCl固体加到水中都发生着怎样的过程？二、难溶电解质的溶解平衡1、概念：在一定条件下，难溶电解质___________的速率等于离子重新_____________的速率，溶液中各离子的浓度__________的状态。（也叫沉淀溶解平衡)溶解成离子结合成沉淀保持不变2、溶解平衡的建立以AgCl(s)的溶解平衡为例3、表达方法4、溶解平衡的特征标明物质状态和可逆符号逆、等、动、定、变5、生成难溶电解质的离子反应的限度离子浓度小于1×10-5mol/L时，认为反应完全。6、沉淀溶解平衡的影响因素①内因：电解质本身的性质。只要是饱和溶液都存在溶解平衡。绝对不溶的物质是没有的不同难溶物其溶解度差别也很大0.01g10g难溶微溶易溶可溶1g②外因加相同离子，平衡向沉淀方向移动。温度：浓度：加水，平衡向溶解方向移动；压强(气体)：加压，多数溶解(气体，Ca(OH)2除外)升温，多数平衡向溶解方向移动。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，沉淀的速率和溶解的速率相等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，将促进溶解练习CB3．(1)AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)(2)AgCl===Ag＋＋Cl－问(1)式和(2)式所表示的意义？4．常温条件下，CaCO3在水中的溶解度大还是在Na2CO3溶液中的溶解度大？三.溶度积常数1.定义2.表达式Ksp＝[c(Mn＋)]m·[c(Am—)]n溶解AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)沉淀在难溶电解质的饱和溶液中,当溶解与结晶速率相等时,溶液达到溶解平衡状态,则该反应的平衡常数表示为：Ksp，AgCl=[Ag+][Cl-]。该常数称为难溶电解质的溶度积常数，简称溶度积。3、溶度积规则AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)(1)QcKsp时，溶液过饱和，有沉淀析出,直至达到平衡.(2)Qc=Ksp时，沉淀与饱和溶液的平衡.(3)QcKsp时，溶液不饱和，若体系中有沉淀，则沉淀会溶解直至达到平衡.Qc称为离子积，其表达式中离子浓度是任意的，为此瞬间溶液中的实际浓度.②溶度积规则①离子积Qc=c(Am+)n·c(Bn-)m讨论：溶度积和溶解度都可以表示难溶电解质在水中的溶解能力，分析下表，你将如何看待溶度积和溶解度的关系？类型化学式溶度积Ksp溶解度/gABAgBr5.0×10-138.4×10-6ABAgCl1.8×10-101.5×10-4A2BAg2CrO41.1×10-122.2×10-3A2BAg2S6.3×10-501.3×10-16结论：相同类型的难溶电解质的Ksp越小溶解度越小一定条件下：注意：只有在同种类型的电解质之间才能通过Ksp的大小来直接比较溶解度的大小。练一练1、下列叙述正确的是（）A.由于AgCl水溶液导电性很弱，所以它是弱电解质B.难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积常数C.溶度积常数大者，溶解度也大D.用水稀释含有AgCl固体的溶液时，AgCl的溶度积常数不变。D练习1：25℃时，Ksp(AgBr)=5.0×10-10，求AgBr的饱和溶液中的c(Ag+)和c(Br-)。4、利用溶度积计算某种离子的浓度：练习2：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11，求Mg(OH)2的饱和溶液中的C(Mg2+)和c(OH-)C(Mg2+)=1.65×10-4，c(OH-)=3.3×10-4c(Ag+)=c(Br-)=2.2×10-5例:室温下,AgCl的溶解度是1.93×10-3g/L,求AgCl的溶度积。已知AgCl的摩尔质量为143.3g/mol。解：①把AgCl溶解度单位(g/L)换算成mol·L-1s=1.93×10-3g/L÷143.3g/mol=1.35×10-5mol·L-1②求KspAgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)饱和、平衡1.35×10-51.35×10-5Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=(1.35×10-5)2=1.82×10-10答：AgCl的Ksp为1.82×10-105、溶度积与溶解度的相互换算6.判断能否生成沉淀例：25℃时，在1.00L0.03mol/LAgNO3溶液中加入0.50L0.06mol/L的CaCl2溶液，能否生成AgCl沉淀？已知：AgCl的Ksp＝1.8×10－10c(Ag＋)＝(0.03mol/L×1.00L)÷(1.00L＋0.50L)＝0.020mol/Lc(Cl－)＝(0.06mol/L×2×0.50L)÷(1.00L＋0.50L)＝0.040mol/LQc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.020mol/L×0.040mol/L＝8.0×10－4由于QcKsp，所以有AgCl沉淀生成。练习：将5mL1×10-5mol/L的AgNO3溶液和15mL4×10-5mol/L的K2CrO4溶液混和时，有无砖红色Ag2CrO4沉淀生成？已知Ag2CrO4的Ksp=9×10-12c(Ag＋)=2.5×10-6mol/Lc(CrO42-)=3×10-5mol/LQc＝c(Ag＋)2·c(CrO42-)＝(2.5×10-6mol/L)2×3×10-5mol/L＝1.9×10－16由于QcKsp，所以无Ag2CrO4沉淀生成。例：实验测得某水样中的铁离子的浓度为6×10-6mol·l-1若要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的PH值至少要控制在多少以上？[已知Fe(OH)3的Ksp为2.6×10-39]解：设溶液中的OH-离子的浓度最少为X才能使水中的铁离子转化为沉淀。KSP=c(Fe3+)·c3(OH-)=2.6×10-39=6×10-6×X3求得X=7.57×10-12mol·L-1=c(OH-)C(H+)=1.32×10-3mol·L-1PH=2.88答：PH至少要控制在2.88以上。7.计算某离子开始沉淀的pH值小结：电离平衡、水解平衡、溶解平衡的比较类型电离平衡水解平衡溶解平衡实例升温加水加入原溶质CH3COOHNH4+H2OFe(OH)3(s)CH3COO-+H+NH3·H2O+H+Fe3+(aq)+3OH-(aq)+平衡右移,K增大,c(H+)增大,电离度增大平衡右移,K不变,c(H+)减小,电离度增大平衡右移,K不变,c(H+)增大,电离度减小平衡右移,K增大,c(H+)增大,水解程度增大平衡右移,K不变,c(H+)减小,水解程度增大平衡右移,K不变,c(H+)增大,水解程度减小平衡右移,Ksp增大平衡右移,Ksp不变,c(OH-)不变平衡不移动,Ksp不变,c(OH-)不变第四节难溶电解质的溶解平衡Dissolutionelectrolyteequlibrium第二课时二、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。工业废水硫化物等重金属离子（如Cu2+、Hg2+等）转化成沉淀（2）方法a、调pH如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调pH值至7－8b、加沉淀剂：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂Cu2＋+S2－=CuS↓Hg2＋+S2－＝HgS↓Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+加氨水，OH-浓度上升，平衡右移，有利于生成沉淀c、同离子效应法：例如，硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小。硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。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（2）举例a、难溶于水的盐溶于酸中如：CaCO3溶于盐酸，FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸b、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液如：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：Mg(OH)2(s)⇌Mg2＋(aq)+2OH－(aq)若使氢氧化镁沉淀溶解，可加入什么试剂？所依据的原理是什么？1、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.KCl溶液C.NaOH溶液D.CaCl2溶液AB2、试利用平衡移动原理解释下列事实：(1)FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中(2)CaCO3难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中(3)分别用等体积的蒸馏水和0.010mol/L