难溶电解质的溶解平衡ZSM

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化学式溶解度/g化学式溶解度/gAgCl1.5×10-4Ba(OH)23.89AgNO3222BaSO42.4×10-4AgI3.0×10-7Ca(OH)20.165Ag2SO40.796CaSO40.21Ag2S1.3×10-16Mg(OH)29×10-4BaCl235.7Fe(OH)33×10-9几种电解质的溶解度（20℃)物质在水中“溶”与“不溶”是相对的，“不溶”是指难溶，没有绝对不溶的物质。溶解AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl-（aq)沉淀Ag+Cl-AgCl在水中溶解平衡尽管AgCl固体难溶于水，但仍有部分Ag＋和Cl-离开固体表面进入溶液，同时进入溶液的Ag＋和Cl-又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时，Ag＋和Cl-的沉淀与AgCl固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态.固体AgCl在水中的沉淀溶解平衡可表示为：一、沉淀溶解平衡练：书写碳酸钙溶解平衡的表达式一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即达到溶解平衡状态2、表达式：1、概念：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)注：标明状态动：动态平衡，溶解和沉淀仍在进行等：V溶解V沉淀==定：溶液中各离子浓度保持不变变：当条件改变时，溶解平衡将发生移动逆：溶解和沉淀互为可逆过程逆、动、等、定、变3、特征：沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，符合平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。4、影响因素②浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动。①温度：升高温度，多数溶解平衡向溶解方向移动。③同离子效应：加入与难溶电解质相同的离子，平衡向沉淀方向移动。④化学反应：加入与难溶电解质所得离子反应的物质，平衡向溶解方向移动。（2）外因：MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)沉淀溶解（1）内因：电解质本身的性质但Ca(OH)2，的溶解度随温度的升高而减小习惯上,将溶解度小于0.01克的电解质称为难溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0，①没有绝对不溶的物质。难溶微溶可溶易溶0.01110(Sg/100g水)②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。5、物质的溶解性讨论：在AgCl饱和溶液中，尚有AgCl固体存在，当分别向溶液中加入下列物质，将如何变化？【AgCl（S）Ag+(aq)+Cl-(aq)】改变条件平衡移动方向C（Ag+）C（Cl-）升温加水加AgCl（s）加NaCl（s）加AgNO3(s)→↑↑→↓↓不移动不变不变←↓↑←↑↓练一练1、下列有关AgCl的说法正确的是（）A.AgCl难溶于水，溶液中没有Ag+和Cl—B.在AgCl饱和溶液中，AgCl没有再溶解了C.AgCl是一种难溶物，所以是弱电解质D.在AgCl饱和溶液中，AgCl生成和溶解不断进行，但速率相等。D2、当氢氧化钙固体在水中达到溶解平衡Ca(OH)2（S）Ca2+(aq)+2OH-(aq)时，为使氢氧化钙固体的量减少，需加入少量的（双选）（）ANH4NO3BNaOHCCaCl2DNaHSO4ＡＤCaCO3（s）Ca2+（aq）+CO32–（aq）试模仿化学平衡常数写出该反应的平衡常数表达式。3、写出饱和CaCO3溶液中的溶解平衡表达式（独立完成后展示。）1、定义：在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，电解质溶解产生的各离子浓度幂之积为一个常数，简称溶度积，用Ksp表示。二、溶度积常数(Ksp)注意：书写溶度积表达式时不考虑固体的浓度2、表达式：AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)则Ksp(AnBm)=Cn(Am+)·Cm(Bn-)3、影响Ksp的因素(1)难溶电解质本身的性质(2）温度：升温，多数平衡向溶解方向移动，Ksp增大。难溶物Ksp表达式AgClAgBrAgIMg(OH)2Cu(OH)2Ksp=C(Ag+)C(Cl-)Ksp=C(Ag+)C(Br-)Ksp=C(Ag+)C(I-)Ksp=C(Mg2+)C2(OH-)Ksp=C(Cu2+)C2(OH-)Ksp值（25℃）溶解度（g）1.8×10-101.8×10-45.0×10-138.4×10-68.3×10-172.1×10-75.6×10-126.5×10-32.2×10-201.7×10-5写出下列难溶物的溶度积表达式4、溶度积Ksp的意义（1）对于相同类型的电解质，Ksp越大，其在水中的溶解能力越强如：Ksp：AgCl＞AgBr＞AgI溶解能力：AgCl＞AgBr＞AgI（2）Ksp和溶解度（s）均可衡量物质在水中的溶解能力，只有相同类型的物质，才有Ksp越大，s越大的结论（3）同一物质的Ksp只与温度有关，与溶液中溶质的离子浓度无关5、溶度积与离子积的关系通过比较溶度积Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积—离子积QC，的相对大小，可以判断难容电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解平衡时：Ksp=C(Ag+)C(Cl-)如：AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl-（aq)任意时刻：Qc=C(Ag+)C(Cl-)当QCKsp=当QCKsp当QCKsp溶液过饱和，有沉淀析出，直到溶液饱和，达到新的平衡溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态溶液未饱和，无沉淀析出，可继续溶解该难溶电解质溶液过饱和，有沉淀生成处于沉淀溶解平衡溶液不饱和，若加入固体将溶解2020/6/18三、沉淀反应的应用沉淀的溶解平衡是动态平衡，因此我们可以通过改变条件使平衡发生移动。进而实现溶液中的离子转化为沉淀或者使沉淀转化为溶液中的离子。1、沉淀的生成(1)调节pH法：除去NH4Cl中的FeCl3，方法：使其溶于水，加入氨水调节pH至7-8，可使Fe3+沉淀氢氧化物开始沉淀时的pH值（0.1mol/L）沉淀完全时的pH值(＜10-5mol/L)Cu(OH)24.676.67Fe(OH)31.482.81已知：例：根据上表的数据，CuCl2中混有少量Fe3+如何除去？①调pH（2）方法如何控制pH值？（讨论）加入氢氧化铜或碱式碳酸铜或氧化铜，调节ＰＨ至３～４，铁离子全部转化为氢氧化铁沉淀除去（3）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）沉淀剂法：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂Cu2＋+S2－=CuS↓Hg2＋+S2－＝HgS↓Cu2＋+H2S=CuS↓+H+Hg2＋+H2S＝HgS↓+H+2、沉淀的溶解（1）原理：根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，只要不断减少溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解例：难溶于水的CaCO3,易溶于HCl①酸（碱）溶解法例：Al(OH)3既溶于HCl，又溶于NaOH(2)方法2020/6/18CaCO3Ca2++CO32-+H+HCO3-H2CO3→H2O+CO2↑+H+在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：Mg(OH)2(s)⇌Mg2＋(aq)+2OH－(aq)1、加入盐酸时，H＋中和OH-,使c(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解2、加入NH4Cl时，NH4＋直接结合OH－,使c(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解②盐溶液溶解法例：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液BaCO3Ba2++CO32-+2H+H2O+CO2医院中进行钡餐透视时，用BaSO4做内服造影剂，为什么不用BaCO3做内服造影剂？1.Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2·L-2；Ksp(BaCO3)=5.1×10-9mol2·L-22.Ba2+有剧毒，；3.胃酸的酸性很强，pH约为0.9～1.5H+和SO42-不反应，不影响BaSO4的沉淀溶解平衡，Ba2+浓度保持在安全浓度标准下，所以用BaSO4作“钡餐”实验一：取一支试管，向其中滴加2ml氯化钠溶液，然后向其中逐滴加入硝酸银溶液，观察现象并记录。实验二：向实验1的试管里滴加碘化钾溶液，观测现象并纪录。实验三：向实验2的试管中滴加硫化钠溶液。实验现象离子方程式实验1实验2实验3产生白色沉淀Ag++Cl-=AgCl↓白色沉淀→黄色沉淀AgCl+I-AgI+Cl-黄色沉淀→黑色沉淀2AgI+S2-Ag2S+2I-3.沉淀的转化AgClAg++Cl-+KI==I-+K+AgI2AgI2Ag++2I-Na2S==S2-+2Na++Ag2SAgClKIAgI（黄色）Na2SAg2S（黑色）AgCl+I-＝AgI+Cl-2AgI+S2-＝Ag2S+2I-溶解度小的沉淀可转化为溶解度更小的沉淀，且两者差别越大，越容易转化锅炉中水垢中含有CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。CaSO4SO42-+Ca2++CO32-CaCO3龋齿的形成(1)牙齿表面由一层硬的组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)KSP=2.5×10-59mol9•L-9（2）进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是：生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，羟基磷灰石溶解，加速腐蚀牙齿牙齿的保护3、已知Ca5(PO4)3F的KSP=2.8×10-61mol9•L-9，比Ca5(PO4)3OH质地＿＿＿。请用离子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因:更坚固5Ca2++3PO43-+F-=Ca5（PO4）3F溶洞中美丽的石笋、钟乳石和石柱是大自然创造的奇迹。石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为微溶性的碳酸氢钙。溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向溶洞底滴落时，水分蒸发，二氧化碳压强减小以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。CaCO3Ca2++CO32-2HCO3-+H2O+CO2溶洞的形成：一、牢记沉淀溶解平衡的2个特征（1）V(溶解)=v(沉淀)≠0（2）固体质量或离子浓度保持不变二、掌握溶度积常数表达式三、熟记溶度积规则中的3个关系（1）溶液不饱和，无沉淀析出（2）溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态（3）溶液过饱和，有沉淀析出四、掌握沉淀反应的三个应用（1）沉淀的生成（2）沉淀的溶解（3）沉淀的转化QCKspQCKsp=QCKsp课后作业1、教材课后习题第2、3、4题。2、完成课时作业。2020/6/182、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硫酸洗涤BaSO4沉淀，用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量在碳酸钙与硫酸反应的时候，生成了一种叫硫酸钙（生石膏）的微溶的东西。这些微溶的东西溶解性很低，在生成一定量之后就会形成沉淀，之后的沉淀会沉积在碳酸钙上面，减少硫酸与碳酸钙的接触面，使得反应减缓甚至停滞。而醋酸与碳酸钙反应的时候生成的醋酸钙是可溶的，所以就不会发生前面的事情，反应会很顺利的进行。例:已知AgI的Ksp=8.5×10-17,AgCl的Ksp=1.8×10-10.在含有0.01mol/LNaI和0.01mol/LNaCl的溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，先析出什么沉淀？练一练