難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡

1、 第三章第三章 水溶液中的離子平衡水溶液中的離子平衡第四節(jié)第四節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡難溶電解質(zhì)的溶解平衡 （第一課時）（第一課時）人教版選修人教版選修4 4 化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理思考思考在飽和在飽和NaCl溶液中加入濃鹽酸有何現(xiàn)溶液中加入濃鹽酸有何現(xiàn)象？象？在飽和在飽和NaCl溶液中加入濃鹽酸溶液中加入濃鹽酸現(xiàn)象現(xiàn)象:解釋解釋: 在在NaCl的飽和溶液中，存在溶解平衡的飽和溶液中，存在溶解平衡 NaCl(s) Na+(aq) + Cl-(aq)NaCl飽和溶液中有固體析出飽和溶液中有固體析出可溶的電解質(zhì)溶液中存在溶解平衡，難溶的電可溶的電解質(zhì)溶液中存在溶解平衡，難溶的電解質(zhì)在水中是否也存

2、在溶解平衡呢？解質(zhì)在水中是否也存在溶解平衡呢？實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究加濃鹽酸會使加濃鹽酸會使c(Cl- )增加增加,平衡向左移動平衡向左移動,因因而有而有 NaCl晶體析出晶體析出.化學(xué)式化學(xué)式溶解度溶解度/g化學(xué)式化學(xué)式溶解度溶解度/gAgCl1.510-4Ba(OH)23.89AgNO3222BaSO42.410-4AgBr8.410-6Ca(OH)20.165Ag2SO40.796CaSO40.21Ag2S1.310-16Mg(OH)2910-4BaCl235.7Fe(OH)3310-9幾種電解質(zhì)的溶解度（幾種電解質(zhì)的溶解度（20)物質(zhì)在水中物質(zhì)在水中“溶溶”與與“不溶不溶”是相對的是相對的，

3、 “不溶不溶”是指難溶，是指難溶，沒有絕對不溶的物質(zhì)沒有絕對不溶的物質(zhì)。 習(xí)慣上習(xí)慣上, ,將溶解度小于將溶解度小于0.010.01克的克的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。難溶電解電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。難溶電解質(zhì)的溶解度盡管很小，但不會等于質(zhì)的溶解度盡管很小，但不會等于0 0 ，沒有絕對不溶的物質(zhì)。，沒有絕對不溶的物質(zhì)。 難溶難溶 微溶微溶 可溶可溶 易溶易溶0.01 1 10 (Sg/100g水水)化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于于10-5mol/L時時,沉淀達(dá)到完全。沉淀達(dá)到完全。 溶解溶解 AgCl(s) Ag(aq) + Cl-（aq) 沉淀沉淀 A

4、g+ Cl-AgCl在水中溶解平衡在水中溶解平衡盡管盡管AgCl固體難溶于固體難溶于水，但仍有部分水，但仍有部分Ag和和 ClCl- -離開固體表面進(jìn)離開固體表面進(jìn)入溶液，入溶液， 同時進(jìn)入溶同時進(jìn)入溶液的液的Ag和和 ClCl- -又會在又會在固體表面沉淀下來，固體表面沉淀下來，當(dāng)這兩個過程速率相當(dāng)這兩個過程速率相等時，等時，Ag和和 ClCl- -的沉的沉淀與淀與AgCl固體的溶解固體的溶解達(dá)到平衡狀態(tài)即達(dá)到達(dá)到平衡狀態(tài)即達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)沉淀溶解平衡狀態(tài). . AgCl固體在水中的沉固體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：淀溶解平衡可表示為：一、一、沉淀沉淀溶解平衡溶解平衡練：書寫碳酸鈣溶解

5、平衡的表達(dá)式練：書寫碳酸鈣溶解平衡的表達(dá)式 一定一定溫度溫度下，當(dāng)沉淀溶解的速率和沉淀生成的下，當(dāng)沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時，形成電解質(zhì)的飽和溶液，達(dá)到平衡速率相等時，形成電解質(zhì)的飽和溶液，達(dá)到平衡狀態(tài)，我們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡狀態(tài)，我們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡 。 Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) +2OH- (aq) CaCO3 (s) Ca2+ (aq) +CO32- (aq) 沉淀溶解平衡表達(dá)式：沉淀溶解平衡表達(dá)式： PbI2(s)Pb2+(aq) + 2I-(aq) AgCl(s)Ag+(aq) + Cl-(aq)Cu(OH)2(s)Cu2+(aq) +

6、2OH-(aq)對比電離方程式：對比電離方程式： PbI2Pb2+ 2I- AgClAg+ Cl-Cu(OH)2Cu2+ + 2OH-PbI2:AgCl:Cu(OH)2: 動：動態(tài)平衡，溶解和沉淀仍在進(jìn)行動：動態(tài)平衡，溶解和沉淀仍在進(jìn)行 等：等：V V溶解溶解V V沉淀沉淀=定：溶液中各離子濃度保持不變定：溶液中各離子濃度保持不變 變：變：當(dāng)條件改變時，溶解平衡將發(fā)生移動當(dāng)條件改變時，溶解平衡將發(fā)生移動逆：溶解和沉淀互為可逆過程逆：溶解和沉淀互為可逆過程 逆、動、等、定、變逆、動、等、定、變沉淀溶解平衡和化學(xué)平衡、電離平衡一樣，符合平衡的基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律。 4、影響難溶電解質(zhì)溶

7、解平衡的因素、影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的因素a、濃度：、濃度：加水，平衡向溶解方向移動。加水，平衡向溶解方向移動。b、溫度：、溫度：升溫，升溫，多數(shù)多數(shù)平衡向溶解方向移動。平衡向溶解方向移動。c、同離子效應(yīng)：、同離子效應(yīng)：增加與難溶電解質(zhì)相同的離子，平衡增加與難溶電解質(zhì)相同的離子，平衡向沉淀方向移動。向沉淀方向移動。d、化學(xué)反應(yīng)：、化學(xué)反應(yīng)：反應(yīng)消耗難溶電解質(zhì)的離子，平衡向溶反應(yīng)消耗難溶電解質(zhì)的離子，平衡向溶解方向移動。解方向移動。外因：外因： MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq)沉淀沉淀溶解溶解內(nèi)因：內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)電解質(zhì)本身的性質(zhì) 討論：在討論：在AgClAgCl飽和溶液

8、中，尚有飽和溶液中，尚有AgClAgCl固體存在，當(dāng)分固體存在，當(dāng)分別向溶液中加入下列物質(zhì)，將如何變化？別向溶液中加入下列物質(zhì)，將如何變化？【AgClAgCl（S S） AgAg+ +(aq) + Cl(aq) + Cl- -(aq) (aq) 】改變條件改變條件平衡移動方向平衡移動方向 C C（AgAg+ + ）C C（ClCl- -）升升 溫溫加加 水水加加AgClAgCl（s s）加加NaClNaCl（s s）加加NaINaI（s s）加加AgNOAgNO3 3(s)(s) 不變不變 不變不變不移動不移動 不變不變 不變不變 當(dāng)氫氧化鈣固體在水中達(dá)到溶解平衡當(dāng)氫氧化鈣固體在水中達(dá)到溶解平

9、衡Ca(OH)2（S） Ca2+(aq) + 2OH-(aq)時，為使氫氧化鈣固體的量減少，需時，為使氫氧化鈣固體的量減少，需加入少量的（雙選）加入少量的（雙選） （）（） A NH4NO3 B NaOH C CaCl2 D NaHSO41 1、定義、定義：在一定：在一定溫度溫度下，難溶電解質(zhì)在溶液下，難溶電解質(zhì)在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡時。中達(dá)到沉淀溶解平衡時。其離子濃度冪的乘積其離子濃度冪的乘積為一個常數(shù)，稱之為為一個常數(shù)，稱之為溶度積常數(shù)溶度積常數(shù), ,簡稱溶度積，簡稱溶度積，用用K Kspsp表示。表示。二、溶度積常數(shù)二、溶度積常數(shù)( K( Ksp sp ) )注意：注意：書寫溶度積表達(dá)

10、式時不考慮固體的濃度書寫溶度積表達(dá)式時不考慮固體的濃度溶度積常數(shù)有單位溶度積常數(shù)有單位通式：通式：A An nB Bm m(s) nA(s) nAm+m+(aq)+ mB(aq)+ mBn-n-(aq)(aq) 則則 K Kspsp(A(An nB Bm m)= C)= Cn n(A(Am+m+) ) C Cm m(B(Bn-n-) )QCKsp=QCKspQCKsp溶液溶液過飽和過飽和，有，有沉淀析出沉淀析出溶液溶液飽和飽和，沉淀與溶解處于，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)溶液溶液未飽和未飽和，可繼續(xù)溶解可繼續(xù)溶解該難溶電解質(zhì)該難溶電解質(zhì)溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積離子

11、積離子積QC2、溶度積規(guī)則、溶度積規(guī)則溶液過飽和溶液過飽和 ，有有沉淀沉淀生成生成處于沉淀處于沉淀溶解平衡溶解平衡 溶液不飽和，若加溶液不飽和，若加入固體將入固體將溶解溶解難溶物難溶物Ksp表達(dá)式表達(dá)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值值（25）溶解度（溶解度（g）1.810-10 mol2L-21.810-45.010-13 mol2L-28.410-68.310-1

12、7 mol2L-22.110-75.610-12 mol3L-36.510-32.210-20 mol3L-3 1.710-5 寫出下列難溶物的溶度積表達(dá)式寫出下列難溶物的溶度積表達(dá)式 K Kspsp反映了反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力. .一定一定的溫度下，的溫度下，相同類型的難溶電解質(zhì)的相同類型的難溶電解質(zhì)的K Kspsp越小，越小，溶解度越小，越難溶解溶解度越小，越難溶解 4、溶度積、溶度積K Kspsp的物理意義的物理意義3 3、影響、影響K Kspsp的因素的因素 難溶電解質(zhì)本身的難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)性質(zhì)和和溫度溫度溫度：溫度：升溫，升溫，多數(shù)多數(shù)平衡向溶

13、解方向移動，平衡向溶解方向移動， K Kspsp 增大。增大。練習(xí)練習(xí) 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 molL, 使使Fe3+完全沉淀而使完全沉淀而使Mg2+不沉淀的不沉淀的pH條件是什么條件是什么?（沉淀完全是指該離子的濃度降低到（沉淀完全是指該離子的濃度降低到10-5 以下，氫氧化鐵以下，氫氧化鐵的的Ksp為為 4.0 10-39氫氧化鎂的氫氧化鎂的KspKsp為為 1.8 1.8 1010-11）因此因此, 只要控制只要控制pH值在值在3.2 9.1之間即可使之間即可使Fe3+定量定量沉淀而使沉淀而使Mg2+不沉淀。不沉淀。沉淀反應(yīng)應(yīng)用沉淀反應(yīng)應(yīng)用

14、實(shí)驗(yàn)3-3: Mg(OH)2的溶解的溶解思考與交流思考與交流 1.寫出實(shí)驗(yàn)寫出實(shí)驗(yàn)3-3中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式 2.用平衡移動原理分析用平衡移動原理分析Mg(OH)2溶于溶于鹽酸和鹽酸和NH4Cl溶液的原因，并試從中找溶液的原因，并試從中找出使沉淀溶解的規(guī)律。出使沉淀溶解的規(guī)律。解解釋釋在溶液中存在在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：的溶解平衡： Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq)加入鹽酸時，加入鹽酸時，H和和OH-反應(yīng)生成水反應(yīng)生成水,使使c(OH)減小，平衡右移，從而使減小，平衡右移，從而使Mg(OH)2溶解。溶解。加入加入NH4Cl時，時，NH4

15、水解，使水解，使c(OH)減小，平衡右移，從而使減小，平衡右移，從而使Mg(OH)2溶解。溶解。沉淀溶解的規(guī)律和方法沉淀溶解的規(guī)律和方法 規(guī)律：規(guī)律：根據(jù)平衡移動原理，只要不斷減小溶根據(jù)平衡移動原理，只要不斷減小溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，平衡就向沉淀溶解解平衡體系中的相應(yīng)離子，平衡就向沉淀溶解的方向移動，從而使沉淀溶解。的方向移動，從而使沉淀溶解。方法：方法：(使沉淀溶解平衡向著溶解的方向移動使沉淀溶解平衡向著溶解的方向移動)（2）應(yīng)用舉例）應(yīng)用舉例a .難溶于水的鹽、堿溶于酸中難溶于水的鹽、堿溶于酸中如：如：CaCO3溶于鹽酸，溶于鹽酸，F(xiàn)eS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于強(qiáng)酸溶于強(qiáng)酸

16、b .難溶于水的電解質(zhì)溶于某些鹽溶液難溶于水的電解質(zhì)溶于某些鹽溶液如：如：Mg(OH)2溶于溶于NH4Cl溶液溶液2、沉淀的轉(zhuǎn)化、沉淀的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)34、35（實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)3 34 4、3 35 5沉淀轉(zhuǎn)化）沉淀轉(zhuǎn)化）沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀的轉(zhuǎn)化思考與交流：思考與交流： 1. 寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。 2.根據(jù)你觀察到的現(xiàn)象根據(jù)你觀察到的現(xiàn)象,分析所發(fā)生的反應(yīng)分析所發(fā)生的反應(yīng) 3.如果將上述兩個實(shí)驗(yàn)中沉淀生成和轉(zhuǎn)化的操如果將上述兩個實(shí)驗(yàn)中沉淀生成和轉(zhuǎn)化的操作步驟顛倒順序，會產(chǎn)生什么結(jié)果？試?yán)闷胶庾鞑襟E顛倒順序，會產(chǎn)生什么結(jié)果？試?yán)闷胶庖苿拥脑砗蛢煞N沉淀溶解度上差異加以解釋，移動

17、的原理和兩種沉淀溶解度上差異加以解釋，并歸納這類反應(yīng)發(fā)生的特點(diǎn)。并歸納這類反應(yīng)發(fā)生的特點(diǎn)。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 沉淀一般只能從溶解度小的向溶解度更小沉淀一般只能從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化，兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。的方向轉(zhuǎn)化，兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。白色白色黃色黃色黑色黑色AgCl AgI Ag2SI-S2-溶解度溶解度/g1.510-4 310-7 1.310-16原理：原理：AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)+I-(aq)AgI(s)有白色沉淀析出有白色沉淀析出白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨恋磙D(zhuǎn)變?yōu)辄S色黃色黃色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏谏? 1）沉淀轉(zhuǎn)化的）沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)：

18、 沉淀溶解平衡發(fā)生移動沉淀溶解平衡發(fā)生移動. .一般說，一般說，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)沉淀容易實(shí)現(xiàn)（2 2）沉淀轉(zhuǎn)化的）沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用：應(yīng)用： A. 鍋爐除水垢鍋爐除水垢（把（把CaSO4轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為CaCO3） B. B. 一些自然現(xiàn)象的解釋一些自然現(xiàn)象的解釋（銅藍(lán)的形成）（銅藍(lán)的形成）鍋爐水垢中含鍋爐水垢中含CaSO4，可先用，可先用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為CaCO3，然后用酸除去，從，然后用酸除去，從CaSO4到到CaCO3的沉淀轉(zhuǎn)化中，存在的沉淀轉(zhuǎn)化中，存在著兩個沉淀溶解平衡。著兩個沉淀溶解平衡。加入加入

19、Na2CO3溶液后，溶液后，CO32- -與與Ca2結(jié)合生成更難溶的結(jié)合生成更難溶的CaCO3沉淀，同時溶液中沉淀，同時溶液中Ca2的減少又使的減少又使CaSO4的溶解平衡向右移動，的溶解平衡向右移動，CaSO4逐漸溶解。逐漸溶解。怎樣除去鍋爐水垢中含有的怎樣除去鍋爐水垢中含有的CaSOCaSO4 4？CaSO4 SO42- + Ca2+ +CO32-CaCO3自然界中礦物的轉(zhuǎn)化原生銅的硫化物 CuSO4溶液氧化、淋濾滲透、遇閃鋅礦（ZnS）和方鉛礦（PbS）銅藍(lán)（銅藍(lán)（CuS）【思考與交流】3、在工業(yè)廢水處理過程中，通常會將FeS固體投入Cu2+，Ag+，Pb2+等重金屬離子的廢水中，你認(rèn)為

20、可能的原因是什么？運(yùn)用了什么原理？ 4、加熱可以使硬水中Ca(HCO3)2與Mg(HCO3)2分解為CaCO3與MgCO3沉淀，但實(shí)際上鍋垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2,而不是CaCO3與MgCO3，Mg(OH)2,的溶解度比MgCO3的溶解度小，試分析其中的原因？1、沉淀的生成、沉淀的生成（1）應(yīng)用）應(yīng)用：生成難溶電解質(zhì)的沉淀，是工：生成難溶電解質(zhì)的沉淀，是工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保工程和科學(xué)研究中業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保工程和科學(xué)研究中分離或提純分離或提純物質(zhì)的重要方法之一物質(zhì)的重要方法之一,但不是唯一方法。但不是唯一方法。（2）方法）方法a 、調(diào)、調(diào)pH值值如：工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵，如：工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵，加氨水調(diào)加氨水調(diào)pH值至值至78Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4b 、加沉淀劑法：如沉淀、加沉淀劑法：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以等，以Na2S、H2S做沉淀劑做沉淀劑Cu2+S2=CuS Hg2+S2HgS 【練習(xí)【練習(xí)1】：】：為除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加熱攪拌的條件