難溶電解質(zhì)的溶解平衡

1、 【本講教育信息】一. 教學內(nèi)容：難溶電解質(zhì)的溶解平衡 二. 教學目標：1、難溶電解質(zhì)的溶解平衡及溶解平衡的應用2、運用平衡移動原理分析、解決沉淀的溶解和沉淀的轉(zhuǎn)化問題 三. 教學重點、難點：難溶電解質(zhì)的溶解平衡、沉淀的轉(zhuǎn)化與溶解 四. 教學過程：（一）強電解質(zhì)的溶解平衡：我們已經(jīng)學習了化學平衡、電離平衡和水解平衡，它們的定義均類似且均遵循平衡移動原理（勒夏特列原理）。同樣，我們也可以得出溶解平衡的定義，總結(jié)溶解平衡的特征。溶解平衡：一定條件下，強電解質(zhì)溶解成離子的速率等于離子重新結(jié)合成沉淀的速率，溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。溶解平衡同樣具有：等、動、定、變等特征。溶解平衡的表達式：Mm

2、AnmMn（aq）nAm（aq）說明：1、難溶電解質(zhì)的溶解平衡的一些常見知識：根據(jù)下列圖表可得（1）溶解度小于0.01g的電解質(zhì)稱難溶電解質(zhì)。生成難溶電解質(zhì)的反應為完全反應，用“”。（2）反應后離子濃度降至1×105mol/L以下的反應為完全反應，用“”。如酸堿中和時H降至107mol/L<105mol/L，故為完全反應，用“”，常見的難溶物在水中的離子濃度均遠低于105mol/L，故均用“”。 （3）難溶并非不溶，任何難溶物在水中均存在溶解平衡。 （4）掌握三種微溶物質(zhì)：CaSO4、Ca（OH）2、Ag2SO4 （5）溶解平衡常為吸熱，但Ca（OH）2為放熱，升溫其溶解度減少

3、。 （6）絕對不溶的電解質(zhì)是沒有的。（7）同是難溶電解質(zhì)，溶解度差別也很大。 （8）易溶電解質(zhì)做溶質(zhì)時只要是飽和溶液也可存在溶解平衡。2、溶解平衡方程式的書寫 注意在沉淀后用（s）標明狀態(tài)，溶液中用“aq”標明狀態(tài)，并用“”連接。如：Ag2S（s） 2Ag （aq） S2（aq）3、影響溶解平衡的因素：內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)外因：遵循平衡移動原理：對于溶解平衡來說，多數(shù)在溶液中進行，可忽略壓強的影響（氣體在溶液中的溶解平衡除外）。濃度：加水，平衡向溶解方向移動。溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動（Ca（OH）2為放熱，升溫其溶解度減少）。同離子效應：在溶液中含有與溶解平衡相同的離子，溶解平衡逆

4、向移動，溶解度減小。4、在生產(chǎn)、科研、廢水處理等領域中，常利用生成沉淀來達到分離或除去某些離子的目的。常用的沉淀生成的三種主要方式 （1）加沉淀劑法：溶解度越?。闯恋碓诫y溶），沉淀越完全；沉淀劑過量能使沉淀更完全。 （2）調(diào)pH值除某些易水解的金屬陽離子：常加入難溶性的MO、M（OH）2、MCO3等除M2溶液中易水解的陽離子。如加MgO除去MgCl2溶液中FeCl3。 （3）氧化還原沉淀法：加氧化劑或還原劑將要除去的離子變成沉淀而除去（較少見）5、沉淀的溶解： 沉淀的溶解就是使溶解平衡正向移動。常采用的方法有：加水；加熱；使沉淀轉(zhuǎn)化為氣體；使沉淀轉(zhuǎn)化為弱電解質(zhì)；減少生成物（離子）的濃度等。使

5、沉淀溶解的方法一般為減少生成物的濃度、使沉淀轉(zhuǎn)化為氣體和使沉淀轉(zhuǎn)化為弱電解質(zhì)；因為對于難溶物加水和加熱對其溶解度的影響并不大。6、沉淀的轉(zhuǎn)化： 沉淀的轉(zhuǎn)化的實質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動。溶液中的沉淀反應總是向著離子濃度減少的方向進行，簡而言之，即溶解度大的生成溶解度小的，溶解度小的生成溶解度更小的。 如：加入可與體系中某些離子反應生成更難溶或更難電離或氣體的離子。使平衡向溶解的方向移動。 如：對于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可以先將其轉(zhuǎn)化為另一種用酸或其他方法能溶解的沉淀。鍋爐中水垢中含有CaSO4 ，可先用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3。 （二）溶度積和溶度

6、積規(guī)則溶度積（Ksp）：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)。溶度積（Ksp）的表示方法：MmAn的飽和溶液：Kspc（Mn）m · c（Am）n溶度積規(guī)則：離子積Qcc（Mn）m·c（Am）nQcKsp，溶液處于過飽和溶液狀態(tài)，生成沉淀。QcKsp，沉淀和溶解達到平衡，溶液為飽和溶液。QcKsp，溶液未達飽和，沉淀發(fā)生溶解。說明：1、Qc與K Qc為濃度商：是指剛開始反應（但未反應）時平衡體系各物質(zhì)濃度冪次方之積之比（對于溶液是指混合后但不反應時的濃度） K為平衡常數(shù)：是指可逆反應達到平衡時體系各物質(zhì)濃度冪次方之積之比。在化學平衡、電離平衡、

7、水解平衡、溶解平衡四大平衡中分別有不同的名稱：化學平衡常數(shù)（K）、電離常數(shù)（Ka）、水解常數(shù)（Kh）、溶度積（Ksp）。Qc與K的相對大小可反映出體系是否為平衡狀態(tài)：（1）QcK，過平衡狀態(tài)，反應將逆向進行；（2）QcK，平衡狀態(tài)；（3）QcK，未平衡狀態(tài)，反應將正向進行2、K只與溫度有關，與其他條件無關，一定溫度下，當改變難溶電解質(zhì)對應的某離子濃度大小時，該難溶電解質(zhì)的溶解度會發(fā)生變化，但溶度積Ksp不變。一般情況下，溫度升高Ksp增大，但對于某些溶解度隨溫度升高而減小的物質(zhì)（如：Ca（OH）2等），Ksp隨溫度的升高而減小。 【典型例題】例1. 工業(yè)上所用的食鹽水中含有Ca2、Mg2、SO

8、42等，為了精制食鹽水，應依次向溶液中加入、，過濾后，再加入適量的。 解析：解答此類問題，首先要選擇合適的分步沉淀劑，還要考慮各種沉淀劑的加入順序，最終要把過量沉淀劑所引入的離子除去。Ca2可用Na2CO3除去，Mg2可用NaOH除去，而則可用BaCl2除去，同時，過量的Ba2也可用Na2CO3除去，過濾后，可用鹽酸除去過量的Na2CO3和NaOH。綜上分析，我們可依次加入NaOH、BaCl2、Na2CO3（注意：Na2CO3一定要在BaCl2之后加入，以除去過量的Ba2）除去粗鹽中所含有的Ca2、Mg2、SO42等雜質(zhì)，然后過濾，向濾液中加入適量的鹽酸除去過量的Na2CO3和NaOH即可。答

9、案：NaOH、BaCl2、Na2CO3（其他合理答案亦可）稀鹽酸 例2. 一定溫度下，向足量Na2CO3飽和溶液中加入1.06g無水碳酸鈉，析出Na2CO3·10H2O晶體，下列有關說法正確的是A. 析出晶體質(zhì)量2.86g； B. 溶液的pH不變 C. 溶液中Na數(shù)增加 D. 溶液質(zhì)量減少解析：向Na2CO3飽和溶液中加入1.06g無水碳酸鈉，此時從溶液中析出Na2CO3·10H2O，由于溶劑的減少，使得溶液中的Na2CO3有部分析出，但所剩余的溶液仍為該溫度下的飽和溶液，其溶解度、各物質(zhì)（離子）濃度、pH等都沒有發(fā)生變化，而溶液的質(zhì)量減少，所以本題的答案為BD。至于A由于

10、無法知道此溫度下Na2CO3的溶解度，因此，無法計算所析出晶體的質(zhì)量。答案：BD 例3. 已知碳酸鈣和氫氧化鈣在水中存在下列溶解平衡Ca（OH）2（固）Ca22OH，CaCO3（固）Ca2CO32。在火力發(fā)電廠燃燒煤的廢氣中往往含有SO2、O2、N2、CO2等，為了除去有害氣體SO2變廢為寶，常常用粉末狀的碳酸鈣或熟石灰的懸濁液洗滌廢氣，反應產(chǎn)物為石膏。（1）寫出上述兩個反應的化學方程式： SO2與CaCO3懸濁液反應 SO2與Ca（OH）2懸濁液反應 （2）試說明用熟石灰的懸濁液而不用澄清石灰水的理由 解析：沉淀的轉(zhuǎn)化的實質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動。溶液中的沉淀反應總是向著離子濃度減少的方向進

11、行，簡而言之，即溶解度大的生成溶解度小的，溶解度小的生成溶解度更小的。此時應加入可與體系中某些離子反應生成更難溶或更難電離或氣體的離子。CaCO3SO2CaSO3CO2；Ca（OH）2SO2CaSO3H2O，從而除去廢氣中的SO2氣體，生成的CaSO3被空氣中的氧氣所氧化生成硫酸鈣（即制石膏）：2 CaSO3O22 CaSO4。洗滌過程中之所以用熟石灰的懸濁液而不用澄清石灰水，主要是由于Ca（OH）2在水中的溶解度小，吸收容量低，而用熟石灰的懸濁液則吸收較完全，吸收容量大。答案：CaCO3SO2CaSO3CO2；Ca（OH）2SO2CaSO3H2OCa（OH）2在水中的溶解度小，吸收容量低，而

12、用熟石灰的懸濁液則吸收較完全，吸收容量大。 例4. 氫氧化銅懸濁液中存在如下平衡：Cu（OH）2 （s）Cu2（aq）2OH（aq），常溫下其Kspc（Cu2） · c2（OH）2×1020mol2·L2。（1）某硫酸銅溶液里c（Cu2）0.02mol/L，如要生成Cu（OH）2沉淀，應調(diào)整溶液pH使之大于。（2）要使0.2mol/L硫酸銅溶液中Cu2沉淀較為完全（使Cu2濃度降至原來的千分之一），則應向溶液里加入氫氧化鈉溶液使溶液pH為。解析：通過改變外界條件，如調(diào)控溶液的pH，可以生成沉淀或使沉淀溶解。根據(jù)信息：（1）c（Cu2） · c2（OH）2

13、×1020時開始出現(xiàn)沉淀，當c（Cu2）0.02mol/L，c（OH）109 mol/L，c（H）105 mol/L，溶液的pH5，即當溶液的PH大于5時可析出Cu（OH）2沉淀。（2）要使銅離子濃度降至原來的千分之一，則：c（Cu2）2×104 mol/L，c（OH）108mol/L，c（H）106 mol/L，溶液的pH6答案：（1）pH5（2）pH6 【模擬試題】（答題時間：40分鐘）1、下列化學原理的應用，主要用沉淀溶解平衡原理來解釋的是：熱純堿溶液洗滌油漬的能力強；誤將鋇鹽BaCl2、Ba（NO3）2等當作食鹽食用時，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒；溶洞、珊瑚

14、的形成；碳酸鋇不能做“鋇餐”而硫酸鋇則能；泡沫滅火器滅火的原理A. B. C. D. 2、下列敘述正確的是：A. 碳酸鈣在水中的溶解度很小，其溶液的導電性很弱，所以碳酸鈣是弱電解質(zhì)B. 碳酸鈣在水中的溶解度雖然小，但其溶解的部分全部電離，所以碳酸鈣是強電解質(zhì)C. 碳酸鈣不溶于水，只有在熔化狀態(tài)下才是強電解質(zhì)D. SO3和氯氣的水溶液都能很好地導電，所以它們不僅是電解質(zhì)，而且是強電解質(zhì)3、下列說法中正確的是A. 硫酸鋇放入水中不導電，所以硫酸鋇是非電解質(zhì)B. 物質(zhì)溶于水達到飽和時，溶解過程就停止了C. 絕對不溶解的物質(zhì)是不存在的D. 某離子被沉淀完全是指該離子在溶液中的濃度為04、下列對于石灰?guī)r

15、溶洞的鐘乳石的成因解釋正確的是A. 石灰?guī)r溶洞是在火山噴發(fā)時形成的B. 是空氣中的CO2和H2O溶解了碳酸鈣生成了Ca（HCO3）2溶液，然后分解生成碳酸鈣而成C. 是空氣中的CO2與土壤中的鈣離子結(jié)合生成碳酸鈣，經(jīng)千萬年而形成鐘乳石D. 石灰?guī)r洞中的鐘乳石是和地球同時產(chǎn)生的5、在含有濃度均為0.01mol· L1的Cl、Br、I離子的溶液中，緩慢且少量的加入AgNO3稀溶液，結(jié)合溶解度判斷析出三種沉淀的先后順序是： A. AgCl、AgBr、AgI B. AgI、 AgBr、 AgCl C. AgBr、AgCl、AgI D. 三種沉淀同時析出6、要使工業(yè)廢水中的重金屬Pb2離子沉淀

16、，可用硫酸鹽、碳酸鹽、硫化物等作沉淀劑，已知Pb2離子與這些離子形成的化合物的溶解度如下：化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.03×1041.81×1071.84×1014由上述數(shù)據(jù)可知，選用的沉淀劑最好為： A. 硫化物 B. 硫酸鹽 C. 碳酸鹽 D. 以上沉淀劑均可7、在一定溫度下，氯化銀在水中存在如下沉淀溶解平衡：AgCl（s）Ag（aq）Cl（aq），若把AgCl分別放入100mL0.1mol/LNa2SO4溶液中；100mL0.1mol/L NaCl溶液中；100mL0.1mol/L AlCl3溶液中；100mL0.1mol/L MgCl2溶

17、液中。攪拌后在相同的溫度下Ag濃度由大到小的順序是：A. B. C. D. 8、工業(yè)廢水中常含有Cu2、Cd2、Pb2等重金屬離子，可通過加入過量的難溶電解質(zhì)FeS、MnS，使這些重金屬離子形成硫化物沉淀除去。根據(jù)以上事實，可推知FeS、MnS具有的相關性質(zhì)是：A. 在水中的溶解能力大于CuS、CdS、PbSB. 在水中的溶解能力小于CuS、CdS、PbSC. 在水中的溶解能力與CuS、CdS、PbS相同D. 二者均具有較強的吸附性9、當氫氧化鎂固體在水中達到溶解平衡時：Mg（OH）2 （s）Mg2（aq）2OH（aq），為使Mg（OH）2固體的量減少，須加入少量的A. NH4NO3 B. N

18、aOH C. MgSO4 D. NaHSO410、將SO2通入BaCl2溶液至飽和未見沉淀，繼續(xù)通入另一種氣體仍無沉淀，通入的氣體可能是A. CO2 B. NH3 C. NO2 D. H2S11、下列關于沉淀溶解平衡的說法錯誤的是A. 難溶電解質(zhì)在水中存在沉淀溶解平衡，且是一種動態(tài)平衡B. Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關，而與沉淀的量和溶液中的離子濃度無關C. Ksp反映了物質(zhì)在水中的溶解能力，可直接根據(jù)Ksp的數(shù)值大小比較電解質(zhì)在水中的溶解能力大小D. 可通過Qc和Ksp的相對大小，來判斷沉淀溶解平衡的移動方向12、25時，在含有大量的PbI2的飽和溶液中存在平衡：PbI2 （s）Pb

19、2（aq）2I（aq）加入KI溶液，下列說法中正確的是A. 溶液中Pb2和I濃度都增大 B. 溶度積常數(shù)Ksp增大C. 沉淀溶解平衡向左移動 D. 離子積Qc增大13、牙齒表面由一層硬的組成為Ca5（PO4）3OH的物質(zhì)保護著，它在唾液中存在下列平衡：Ca5（PO4）3OH （s）5Ca2（aq）3PO43（aq） OH（aq）；。（1）進食后，細菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機酸，這時牙齒就會受到腐蝕，其原因是：；（2）已知Ca5（PO4）3F的Ksp2.8×1061，比Ca5（PO4）3OH質(zhì)地更堅固。請用離子方程式表示及用簡要的文字解釋，當牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原因：；（3）根據(jù)以上原理，請你提出一種其他促進礦化的方法：；14、六價鉻對人體有毒