e第四節(jié)難溶電解質(zhì)溶解平衡新課

1、難溶電解質(zhì)的溶解平衡難溶電解質(zhì)的溶解平衡 難溶電解質(zhì)的溶解平衡難溶電解質(zhì)的溶解平衡 v一、沉淀溶解平衡 1、固體物質(zhì)的溶解性 2、沉淀溶解平衡 3、影響沉淀溶解平衡的因素 v二、溶度積 1、判斷沉淀溶解方向 2、分步沉淀選擇合適的沉淀劑 v三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 1、沉淀的生成： QcKsp 2、沉淀的溶解： Qcv沉淀沉淀，固體溶解 ，固體溶解 v.v溶解 溶解=v沉淀沉淀，溶解平衡 ，溶解平衡（飽和飽和溶液）溶液） v.v溶解 溶解 B. vC. D. B 一、沉淀溶解平衡一、沉淀溶解平衡 v2、氫氧化鈣固體在水中達(dá)到溶解平衡、氫氧化鈣固體在水中達(dá)到溶解平衡Ca(OH)2(s) Ca2+(aq

2、) + 2OH-(aq)時，為使時，為使Ca(OH)2固體固體的的 量減少，需要加入少量的（量減少，需要加入少量的（ ） A. NH4NO3 B. NaOH C. CaCl2 D. NaHSO4 v3、向飽和、向飽和Na2CO3溶液中加入溶液中加入10.6gNa2CO3，析出，析出 Na2CO310H2O的晶體的質(zhì)量的晶體的質(zhì)量_(， 左移動左移動 二、溶度積二、溶度積 v1、定義： v在一定溫度下，在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，各 離子濃度冪之乘積為一常數(shù)，以Ksp表示。 v2、表達(dá)式： v在一定溫度時，K是一個常數(shù)，而固體AgCl的濃 度也是一個常數(shù)（飽和溶液），并入常數(shù)得： v對于MmNn(

3、s) mMn+nNm+，有： )( )()( AgClc ClcAgc K AgCl(s) Ag (aq) + Cl(aq) )()( ClcAgcKsp )(Nc)(McK mnnm sp )(Nc)(McK mnnm sp 二、溶度積二、溶度積 v1、請比較請比較25時飽和時飽和 AgCl 溶液中離子濃度和飽溶液中離子濃度和飽 和和Mg(OH)2中離子濃度。已知中離子濃度。已知25 ： Ksp(AgCl)=1.810-10， Ksp(Mg(OH)2)=1.810-11 c(Ag+) = c(Cl-) = 1.310-5 mol/L c(Mg2+) = 1.710-4 mol/L c(OH-

4、) = 3.410-4 mol/L 二、溶度積二、溶度積 v2、如果溶液中如果溶液中Fe3+和和Mg2+的濃度均為的濃度均為0.10 mol L, 使使Fe3+完全完全沉淀而使沉淀而使Mg2+不沉淀的不沉淀的pH條件是條件是 什么什么? 相應(yīng)的相應(yīng)的Ksp查閱教材查閱教材P65頁表格中數(shù)據(jù)。頁表格中數(shù)據(jù)。 111 3 5 39 3 3 1051 101 1004 )( Lmol. . )c(Fe K OHc sp pH = 3.2 （1）對）對Fe(OH)3 ，F(xiàn)e(OH)3 Fe3+ + 3OH- Ksp = (Fe3+)c(OH-)3 = 4.0 10-39 （2）同理，）同理，對對Mg(

5、OH)2可得可得 15 2 1 11 2 Lmol103 . 1) 1 . 0 108 . 1 () )c(Mg ()OH( sp K c pH = 9.1 資料：化學(xué)上通常認(rèn)資料：化學(xué)上通常認(rèn) 為殘留在溶液中的離為殘留在溶液中的離 子濃度小于子濃度小于10-5 mol/L 時，沉淀達(dá)到完全。時，沉淀達(dá)到完全。 二、溶度積二、溶度積 v3、意義 v用溶度積來比較溶解性的大小，相同類型的電解 質(zhì)，溶度積越大，其在水中的溶解能力就越大。 v溶度積、溶解度和物質(zhì)的量濃度間的換算 Kspc )(Nc)(McK mnnm sp S 二、溶度積二、溶度積 v1、25時，BaSO4的溶度積Ksp=1.110

6、-10，求 其溶解度。 v2、已知Ag2CrO4在298K時的溶解度為0.00445g ，求其溶度積。 Lmol)c(SO)c(BaKsp/101 . 1 102 4 2 Lmol)c(SO)c(Ba/1011 . 1 52 4 2 4 55 4 1011 . 11/1011 . 1molBaSOLLmol)c(BaSO 水中溶解，即 g molgmol )M(BaSOmol)S(BaSO 4 15 4 5 4 104 . 2 233101011 . 1 101011 . 1 則 g0445. 0g100445. 0g 4242 為水中溶解的，則在由CrOALg)CrOS(A 14 1 42

7、1034. 1 1332 0445. 0 g Lmol Lmolg g VM m )CrOc(A其物質(zhì)的量濃度 142 4 14 1034. 1)( 1068. 2則 LmolCrOc Lmol)c(Ag， 122 4 2 42sp 1062. 9)()()CrO(Ag則 CrOcAgcK 二、溶度積二、溶度積 v4、影響因素 v（1）內(nèi)因：難溶電解質(zhì)本性 v（2）外因：只與溫度有關(guān) ，一般隨溫度的升高 而略微增大。 二、溶度積二、溶度積 v1、硫酸鍶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲線如 下圖，下列說法正確的是() A.溫度一定時，Ksp(SrSO4) 隨c(SO42-)的增大而減小 B.

8、三個不同溫度中，313 K 時Ksp(SrSO4)最大 C.283 K時，圖中a點對應(yīng)的 溶液是不飽和溶液 D.283 K下的SrSO4飽和溶液 升溫到363 K后變?yōu)椴伙柡腿芤?BC 二、溶度積二、溶度積 v5、溶度積的應(yīng)用 v判斷沉淀溶解方向 )(Nc)(McQ mnnm c vQc Ksp，V溶解V沉淀，溶液未飽和，無 沉淀析出 vQcKsp，V溶解V沉淀，沉淀與溶解處于 平衡狀態(tài) vQc Ksp，V溶解V沉淀，溶液過飽和，平 衡向沉淀方向移動，直至溶液飽和，達(dá)到 新的平衡。 二、溶度積二、溶度積 v1、下列情況下，有無CaCO3沉淀生成？已知 Ksp(CaCO3) =2.9 10-9

9、v（1）往盛有1.0 L純水中加入0.1 mL濃度為0.01 mol /L 的CaCl2和Na2CO3； v（2）往盛有1.0 L純水中加入0.1 mL濃度為1.00 mol /L 的CaCl2和Na2CO3； v（3）將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合 ，若Na2CO3溶液的濃度為110-4mol/L ，則生成 沉淀所需原CaCl2溶液的最小濃度為_ mol/L 1.1610-4mo1/L 二、溶度積二、溶度積 v2、已知：、已知： Ksp(AgCl)=c(Ag+) c(Cl-)=1.810-10， Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+) c(CrO42-)= 1.910-12

10、 ?，F(xiàn)?，F(xiàn) 用用0.01mol/LAgNO3溶液滴定溶液滴定0.01mol/LKCl和和 0.001mol/LK2CrO4混合溶液，試通過計算回答：混合溶液，試通過計算回答： v（1）Cl-，CrO42-哪個先沉淀哪個先沉淀 v（2）當(dāng)剛出現(xiàn)）當(dāng)剛出現(xiàn)Ag2CrO4沉淀時，溶液中沉淀時，溶液中Cl-濃度濃度 是多少？（設(shè)混合溶液在反應(yīng)中體積不變）是多少？（設(shè)混合溶液在反應(yīng)中體積不變） （1）Cl- （2）c(Cl-) = 4.110-6 mol/L 二、溶度積二、溶度積 v3、已知HF的Ka3.610-4，CaF2的Ksp=1.4610- 10。向1 L 0.1 mol/L的HF溶液中加入11

11、.1 g CaCl2 ，下列有關(guān)說法正確的是() v A通過計算得知，HF與CaCl2反應(yīng)生成白色沉淀 v B通過計算得知，HF與CaCl2不反應(yīng) v C因為HF是弱酸，HF與CaCl2不反應(yīng) v D如果升高溫度，HF的Ka、CaF2的Ksp可能增大，也可 能減小 A sp K)(Fc)c(Ca c Q 22 法法1：HF H + F 法法2：Ca2+ 2HF CaF2+ 2H+ 可計算具體多少轉(zhuǎn)化 KspKFcHFcCac FcHc HFcCac Hc K a 2222 22 22 2 1 )()()( )()( )()( )( 二、溶度積二、溶度積 v 4、已知已知Ag2SO4的的Ksp

12、為為2.010-3，將適量，將適量 Ag2SO4固體溶于固體溶于100 mL水中至水中至剛好飽和剛好飽和， 該過程中該過程中Ag+和和SO42-濃度隨時間變化關(guān)系濃度隨時間變化關(guān)系 如右圖（飽和如右圖（飽和Ag2SO4溶液中溶液中c(Ag+)0.034molL-1）。若）。若t1 時刻在上述體系中加入時刻在上述體系中加入100mL 0.020molL-1 Na2SO4 溶液溶液 ，下列示意圖中，能正確表示，下列示意圖中，能正確表示t1時刻后時刻后Ag+和和SO42-濃度隨濃度隨 時間變化關(guān)系的是時間變化關(guān)系的是（ ） B 三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 v1、沉淀的生成： QcKsp v

13、實質(zhì)：平衡向生成沉淀的方向移動（分離或除去 某些離子） v（1）加入沉淀劑 如：沉淀如：沉淀Cu2+、Hg2+ 、Ag+等，以等，以Na2S、H2S作沉淀劑作沉淀劑 v（2）調(diào)節(jié)溶液的pH 如：工業(yè)原料如：工業(yè)原料NH4Cl中混有中混有FeCl3，使其溶解于水加氨水，使其溶解于水加氨水 調(diào)調(diào) pH值至值至78，使，使Fe3+轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀而除去。沉淀而除去。 Hg2 + S2= HgS Cu2 + H2S= CuS+2H+ Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4 除去某溶液中的SO42-，你選擇 加入鋇鹽還是鈣鹽？為什么？ 三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 v

14、（3）氧化還原法 v 如：如：在粗制CuSO4.5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2+，在提純時 ，為了除去Fe2+，常用什么方法？(溶液中Fe2+ 、Cu2+、 Fe3+完全沉淀為氫氧化物，需要的pH分別為9.6、6.4、3.7) 為了除去為了除去Fe2+，常加少量的，常加少量的H2O2，使，使Fe2+氧化為氧化為Fe3+，然，然 后再加少量后再加少量堿堿至溶液至溶液pH=4，可以達(dá)到除去亞鐵離子而不，可以達(dá)到除去亞鐵離子而不 損失硫酸銅的目的。損失硫酸銅的目的。 多種方法綜合處理多種方法綜合處理 三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 v1、沉淀的生成： QcKsp v 多種方法綜合運(yùn)用 v 1、

15、工業(yè)制備氯化銅時，將濃鹽酸用蒸汽加熱至80 左右 ，慢慢加入粗CuO粉末（含雜質(zhì)Fe2O3 ， FeO），充分 攪拌，使之溶解，得一強(qiáng)酸性的混合溶液，現(xiàn)欲從該混合 溶液中制備純凈的CuCl2溶液，采用以下步驟：參考數(shù) 據(jù)如下 二、溶度積二、溶度積 v1、沉淀的生成： QcKsp v 多種方法綜合運(yùn)用 （1）第一步除去Fe2+，能否直接調(diào)整pH=9.0將Fe2+沉淀除去 ？理由是_。 （2）有人用強(qiáng)氧化劑NaClO將Fe2+氧化為Fe3+： 加入NaClO后，溶液的pH的變化是_ A.一定增大 B.一定減小 C.可能增大 D.可能減小 你認(rèn)為用NaClO作氧化劑是否妥當(dāng)？理由是？ （3）現(xiàn)在下列

16、幾種常用的氧化劑，可用于除去混合溶液中的 Fe2+的有_ A.濃HNO3 B.KMnO4 C.Cl2 D.O2 E.H2O2 不能；因Fe2+沉淀的pH最大，F(xiàn)e2+沉淀完全時，Cu2+也沉淀 A 不妥當(dāng)；引入了新雜質(zhì)Na+ CDE 二、溶度積二、溶度積 v1、沉淀的生成： QcKsp v 多種方法綜合運(yùn)用 （4）除去溶液中的Fe3+的方法是調(diào)整溶液的pH=3.2，現(xiàn)有下列試 劑，均可將強(qiáng)酸性的溶液的pH調(diào)到3.2，最適宜選用的有_ A.NaOH B.氨水 C.Cu2(OH)2CO3 D.Na2CO3 E.CuO F.Cu(OH)2） （5）若提供的藥品有：Cl2、濃H2SO4、NaOH溶液、

17、CuO、Cu， 試結(jié)合題給表格作參照，簡述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的實 驗步驟： （6）將除去Fe3+和Fe2+后所得溶液小心加熱濃縮，再冷卻結(jié)晶，即 可得CuCl2xH2O。如果要將CuCl2xH2O處理為無水氯化銅，如 何操作：_ CEF 通入足量Cl2，使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+；加入CuO，調(diào)節(jié)溶液pH 約 為4（或3.2pH4.7），使Fe3沉淀完全 在干燥的HCl氣流保護(hù)下加熱 三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 v 2、金屬氫氧化物在酸中溶解度不同，因此可利用這一性 質(zhì)，控制溶液的pH，達(dá)到分離金屬離子的目的。難溶金 屬氫氧化物在不同pH下的溶解度(S/molL1)

18、如圖所示。 v (1)pH3時溶液中銅元素的 主要存在形式是_。 v (2)若要除去CuCl2溶液中的 少量Fe3，應(yīng)該控制溶液的 pH_。 A6 Cu2 B 三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 v 1、金屬氫氧化物在酸中溶解度不同，因此可利用這一性 質(zhì)，控制溶液的pH，達(dá)到分離金屬離子的目的。難溶金 屬氫氧化物在不同pH下的溶解度(S/molL1)如圖所示。 v (3)在Ni(NO3)2溶液中含有 少量的Co2雜質(zhì)，_ v (“能”、“不能”)通過調(diào)節(jié) 溶液pH的方法來除去，理由是 _。 v (4)要使氫氧化銅沉淀溶解，除了 加入酸之外，還可以加入氨水生成 Cu(NH3)42，該反應(yīng)的離子

19、方程式 _。 不能不能 Co2 和 和Ni2 沉淀時的 沉淀時的pH范圍相差太小范圍相差太小 Cu(OH)24NH3H2O=Cu(NH3)42 2OH 4H2O 三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 v2、沉淀的溶解： QcKsp v實質(zhì)：移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡 向沉淀溶解的方向移動，從而使沉淀溶解。 v(1)、酸溶解法：酸溶解法： v如：如：固態(tài)CaCO3溶于鹽酸中： HCO3- H+ 加入H+ H2CO3 H2O + CO2 例：例：CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq) v(2)、鹽溶解法鹽溶解法 v如：如：在有固態(tài)Mg(OH)2存在的飽和溶液中，存在

20、著如下平衡： 向該飽和溶液中分別加入鹽酸、NaAc 、NH4Cl時 ，固體Mg(OH)2的質(zhì)量有什么變化？ 例：例：Mg(OH)2(s) 2OH-(aq) + Mg2+(aq) 三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 Mg(OH)2(s) Mg2 (aq)+2OH(aq) 溶解溶解 沉淀沉淀 NH3 H2O 加入NH4+ 三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 v1已知：25 時，KspMg(OH)25.6110-12， Ksp(MgF2)7.4210-11。下列說法正確的是() v A25 時，飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比， 前者的c(Mg2+)大 v B25 時，在Mg(OH)

21、2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固 體，c(Mg2+)增大 v C25 時，Mg(OH)2固體在20 mL 0.01 molL1氨水中的 Ksp比在20 mL 0.01 molL1 NH4Cl溶液中的Ksp小 v D25 時，在Mg(OH)2的懸濁液中加入NaF溶液后， Mg(OH)2不可能轉(zhuǎn)化為MgF2 B 三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 v(3)、配位溶解法配位溶解法 v如：如：在有固態(tài)AgCl存在的飽和溶液中，存在著如 下平衡： 溶解溶解 沉淀沉淀 AgCl(s) Ag (aq) + Cl(aq) Ag(NH3)2+ 2NH3 H2O Cu(OH)2(s)+4NH3 H2O Cu(

22、NH3)42+(aq) + 4H2O+2OH- 三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 v(4) 、氧化還原法氧化還原法 v如：如：不溶于鹽酸的AgS、CuS、HgS等硫化物加熱 條件下可溶于硝酸中。 3Ag2S+8HNO3 = 6AgNO3 + 3S + 2NO + 4H2O 2AgNO3+H2S = Ag2S+2HNO3 三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 v2、沉淀的溶解： QcKsp （1）.酸溶解法酸溶解法：強(qiáng)酸強(qiáng)酸是常用的是常用的溶解溶解難溶電解質(zhì)的難溶電解質(zhì)的試劑試劑。 如可溶解難溶氫氧化物（如如可溶解難溶氫氧化物（如Al(OH)3）、難溶碳酸鹽）、難溶碳酸鹽(如如 CaCO3)

23、、某些難溶硫化物（如、某些難溶硫化物（如FeS）等。）等。 （2）.鹽溶解法鹽溶解法：某些：某些鹽溶液鹽溶液也可用來溶解沉淀。（如也可用來溶解沉淀。（如 Mg(OH)2可溶于可溶于NH4Cl溶液中）溶液中） （3）.配位溶解法配位溶解法：如：如Cu(OH)2可溶于可溶于NH3 H2O溶液中，溶液中， AgCl也可溶于也可溶于NH3 H2O溶液中。溶液中。 AgCl(s)+2NH3 H2O Ag(NH3)2+(aq) + 2H2O+2Cl- Cu(OH)2(s)+4NH3 H2O Cu(NH3)42+(aq) + 4H2O+2OH- （4）.氧化還原法氧化還原法：如：不溶于鹽酸的：如：不溶于鹽酸

24、的AgS、CuS、HgS等等 硫化物可溶于硝酸中。硫化物可溶于硝酸中。 3Ag2S+8HNO3 = 6AgNO3 + 3S + 2NO + 4H2O 三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 v1、某溫度下，F(xiàn)e(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分別在溶 液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤簆H，金屬陽 離子濃度的變化如圖所示。據(jù)圖分析，下列判斷 錯誤的是() AKspFe(OH)3CuCO3CuS BCuSCuCO3Cu(OH)2 CCuSCu(OH)2CuCO3 DCuCO3Cu(OH)2CuS D 三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 v1、已知一些難溶物的溶度積常數(shù)如下表。 為除去某工業(yè)廢水中含有的Cu2、Pb2、Hg2雜 質(zhì)，最適宜向此工業(yè)廢水中加入過量的_(填選 項)。 ANaOHBFeSCNa2S 物質(zhì)物質(zhì)FeSMnSCuSPbSHgSZnS Ksp 6.3 10 18 2.5 10 13 1.3 10 35 3.4 10 28 6.4 10 33 1.6 10 24 B 三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 v2、在實際生產(chǎn)中，通常將難溶于強(qiáng)酸的BaSO4制 成易溶于鹽酸的碳酸鋇，已知25時Ksp(BaCO3) 5.1109，Ksp(BaSO4)1.11010。今有0.15 L 1.5 m