难溶电解质的溶解平衡

第四节难溶电解质的溶解平衡第三章水溶液中的离子平衡用初中学习的溶解度知识和高中学习的化学平衡理论。来分析NaCl溶解于水的几种情况，当v（结晶）=v（溶解）时，体系处于溶解平衡状态.NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)【思考与交流】阅读P61-62，思考：1.难溶电解质的定义是什么？难溶物的溶解度是否为0？你如何理解溶解性表中的“溶”与“不溶”？以AgNO3与NaCl反应生成难溶AgCl为例，根据你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？溶液中是否含有Ag+和Cl-？难溶电解质是否存在溶解平衡？若有，请写出AgCl的溶解平衡的表达式，与电离方程式有何区别？并解释之。怎样判断难溶电解质已经达到溶解平衡？1.生成沉淀的离子反应能发生的原因？生成物的溶解度小2.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Ag+Cl-一.Ag＋和Cl－的反应3.溶解平衡一定条件下，电解质溶解离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。(1)定义：(2)特征：等——V溶解=V沉淀（结晶）动——动态平衡，V溶解=V沉淀≠0定——达到平衡时，溶液中离子浓度不再改变变——当外界条件改变，溶解平衡将发生移动(3)表达式：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)逆、等、定、动、变。逆——溶解与沉淀互为可逆易溶、可溶、微溶、难溶的标准20℃易溶可溶微溶难溶溶解度/g大于101～100.01～1小于0.01注意：难溶电解质与易溶电解质之间并无严格界限，习惯上按上述标准分类。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。(4)影响溶解平衡的因素1）内因：电解质本身的性质①难溶的电解质更易建立溶解平衡②难溶的电解质溶解度很小，但不会等于0，并不是绝对不溶。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。③同离子效应：加入含有相同离子电解质，平衡向结晶的方向移动.③习惯上将生成难溶电解质的反应，认为反应完全了。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。［随堂练习］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AB1、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，将促进溶解练习CB练习3.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AB第四节难溶电解质的溶解平衡第三章水溶液中的离子平衡沉淀反应应用实验3-3:Mg(OH)2的溶解思考与交流1.写出实验3-3中有关反应的化学方程式2.用平衡移动原理分析Mg(OH)2溶于盐酸和NH4Cl溶液的原因，并试从中找出使沉淀溶解的规律。解释在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：Mg(OH)2(s)⇌Mg2＋(aq)+2OH－(aq)加入盐酸时，H＋和OH-反应生成水,使c(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解。加入NH4Cl时，NH4＋水解，产生的H＋中和OH－,使c(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解。沉淀溶解的规律和方法规律：根据平衡移动原理，只要不断减小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。方法：(使沉淀溶解平衡向着溶解的方向移动)①加入足量的水②酸碱溶解法③盐溶解法④氧化还原溶解法⑤生成络合离子溶解法1、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）应用举例a.难溶于水的盐、碱溶于酸中如：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c.发生氧化还原反应使沉淀溶解如有些金属氧化物(CuS、HgS等）不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，通过减少C（S2-）而达到沉淀溶解3CuS+8HNO3=3Cu（NO3）2+3S+2NO↑+4H2Od.生成络合物使沉淀溶解如AgCl可溶于NH3.H2O2、沉淀的转化实验3－4、3－5（实验3－4、3－5沉淀转化）沉淀的转化思考与交流：1.写出相应的化学方程式。2.根据你观察到的现象,分析所发生的反应3.如果将上述两个实验中沉淀生成和转化的操作步骤颠倒顺序，会产生什么结果？试利用平衡移动的原理和两种沉淀溶解度上差异加以解释，并归纳这类反应发生的特点。特点：沉淀只能从溶解度小的向溶解度更小的方向转化，两者差别越大，转化越容易。白色黄色黑色AgClAgIAg2SI-S2-溶解度/g1.5×10-4＞3×10-7＞1.3×10-16原理：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)+I-(aq)AgI(s)有白色沉淀析出白色沉淀转变为黄色黄色沉淀转变为黑色（1）沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡发生移动.一般说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现（2）沉淀转化的应用：A.锅炉除水垢（把CaSO4转化为CaCO3）B.一些自然现象的解释（铜蓝的形成）锅炉水垢中含CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为CaCO3，然后用酸除去，从CaSO4到CaCO3的沉淀转化中，存在着两个沉淀溶解平衡。加入Na2CO3溶液后，CO32-与Ca2＋结合生成更难溶的CaCO3沉淀，同时溶液中Ca2＋的减少又使CaSO4的溶解平衡向右移动，CaSO4逐渐溶解。怎样除去锅炉水垢中含有的CaSO4？CaSO4SO42-+Ca2++CO32-CaCO3自然界中矿物的转化原生铜的硫化物CuSO4溶液氧化、淋滤渗透、遇闪锌矿（ZnS）和方铅矿（PbS）铜蓝（CuS）【思考与交流】3、在工业废水处理过程中，通常会将FeS固体投入Cu2+，Ag+，Pb2+等重金属离子的废水中，你认为可能的原因是什么？运用了什么原理？4、加热可以使硬水中Ca(HCO3)2与Ca(HCO3)2分解为CaCO3与MgCO3沉淀，但实际上锅垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2,而不是CaCO3与MgCO3，Mg(OH)2,的溶解度比MgCO3的溶解度小，试分析其中的原因？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分离或提纯物质的重要方法之一,但不是唯一方法。（2）方法a、调pH值如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调pH值至7－8Fe3＋+3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋b、加沉淀剂法：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂Cu2＋+S2－=CuS↓Hg2＋+S2－＝HgS↓C、同离子效应法D、氧化还原法（3）原则：①沉淀剂的选择：要求除去溶液中的某种离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去②生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好。③通过氧化还原反应等方式改变某离子的存在形式，促使其转变为溶解度更小的难电解质以便分离出去【练习1】：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（）A、NaOHB、Na2CO3C、氨水D、MgOD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。从溶解度是否足够小考虑，可判断沉淀能否生成，然后选择合适沉淀剂或不断破坏溶解平衡向生成沉淀方向移动。不可能使要除去的离子通过沉淀完全除去。科学视野溶度积1、定义：沉淀溶解平衡中，各离子浓度幂的乘积叫做溶度积（Ksp）。2、表达式3、应用－－Qc为离子积QcKsp，溶液过饱和，有沉淀析出。Qc＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解平衡。QcKsp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，可以继续溶解直至饱和。练习1.将等体积的4x10-3mol/L的AgNO3溶液和4x10-3mol/L的K2CrO4溶液混合，是否能析出Ag2CrO4沉淀？[已知Ksp(Ag2CrO4)=9.0x10-12]1.已知在25℃的水溶液中,AgX、AgY、AgZ均难溶于水，且Ksp（AgX）=1.8×10-10,Ksp（AgY）=1.0×10-12,Ksp（AgZ）=8.7×10-17.(1)根据以上信息,判断AgX、AgY、AgZ3者的溶解度(“已被溶解的溶质的物质的量/1L溶液”表示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)大小顺序为.(2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体,则C(Y-)(“增大”“减小”不变”）（3）在25℃时，若取0.188g的AgY(相对分子质量188)固体放入100mL水中(忽略溶液体积的变化),则溶液中Y-的物质的量浓度为.(4)①由上述Ksp判断,在上述(3)的体系中,能否实现AgY向AgZ转化,并简述理由.②在上述(3)的体系中,能否实现AgY向AgX转化?根据你的观点选答一项.若不能,请简述理由:;若能,则实现转化的条件.练习2.在1L含0.001mol/LSO42-的溶液中注入0.01molBaCl2，能否使SO42-沉淀完全?为什么？[已知Ksp(BaSO4)=1.08x10-10]练习3.已知25℃，AgI的饱和溶液中c(Ag+)为1.22×10-8mol·L－1，AgCl的饱和溶液中c(Ag+)为1.25×10-5mol·L－1。若在5mL含有KCl和KI各为0.01mol·L－1的溶液中，加入8mL0.01mol·L－1AgNO3溶液，这时溶液中所含溶质的离子浓度由大到小的次序是：。答案：c(K+)c(NO3-)c(Cl-)c(Ag+)c(I-)练习4.已知Ksp[Cu(OH)2]=2.0x10-20(1)某Cu(SO4)溶液里，c(Cu2+)=0.02mol/L，如要生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液的pH，使之大于（）才能达到目的。(2)要使0.2mol/LCu(SO4)溶液中Cu2+沉淀较为完全（使Cu2+浓度降至原来的千分之一），则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液的pH为（）。56