第四節(jié)難溶電解質(zhì)

第四節(jié)難溶電解質(zhì)的

溶解平衡2015、11、51.舉例說明學(xué)過的“平衡”，它們有哪些特征？化學(xué)平衡2NO2N2O4

電離平衡H2OH++OH-Kw=c（H+）.c（OH-）K水解平衡FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl2.特征:“逆、等、動(dòng)、定、變”3.平衡移動(dòng)原理——勒夏特列原理如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、溫度、或壓強(qiáng)等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。復(fù)習(xí)

4、什么叫飽和溶液？什么叫不飽和溶液？

一定溫度下，不能再溶解某種溶質(zhì)的溶液叫該溶質(zhì)的飽和溶液。還能繼續(xù)溶解某種溶質(zhì)的溶液叫該溶質(zhì)的不飽和溶液。5、溶解性是指：___________________________

溶解性是物質(zhì)的_______性質(zhì)。溶解性大小跟

___________________有關(guān)。一種物質(zhì)溶解在另一種物質(zhì)中的能力。物理溶質(zhì)、溶劑的性質(zhì)

物質(zhì)的溶解性只能粗略表示物質(zhì)的溶解能力的強(qiáng)弱，為了精確表示物質(zhì)的溶解能力，化學(xué)上引入了“溶解度”的概念。固體物質(zhì)的溶解度定義：在一定溫度下，某固態(tài)物質(zhì)在100克溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量。叫做這種物質(zhì)種物質(zhì)在這種溶劑里的溶解度。注意：條件：一定溫度標(biāo)準(zhǔn)：100克溶劑狀態(tài)：飽和狀態(tài)單位：克任何物質(zhì)的溶解是有條件的，在一定的條件下某物質(zhì)的溶解量一般是有限的。溶解度的簡(jiǎn)單計(jì)算：溶解度與溶解性的關(guān)系：20℃10易溶可溶1微溶0.01難溶S/g思考在飽和NaCl溶液中加入濃鹽酸有何現(xiàn)象？在飽和NaCl溶液中加入濃鹽酸現(xiàn)象:解釋:在NaCl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)在水中是否也存在溶解平衡呢？實(shí)驗(yàn)探究加濃鹽酸會(huì)使c(Cl-)增加,平衡向左移動(dòng),因而有NaCl晶體析出.一、Ag＋和Cl－的反應(yīng)能進(jìn)行到底嗎？【實(shí)驗(yàn)】向盛有2mL0.1mol/LAgNO3溶液的試管中加入2mL0.1mol/LNaCl溶液。

問題討論：有黃色沉淀生成，說明溶液中依然有Ag+、Cl-存在，即Ag＋和Cl－的反應(yīng)不能進(jìn)行到底。（1）、恰好反應(yīng)沒有？（2）、溶液中還含有Ag+和Cl-？【繼續(xù)試驗(yàn)】取上層清液，滴加KI溶液，有何現(xiàn)象？說明了什么？資料：化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于10-5mol/L時(shí)，沉淀達(dá)到完全。沉淀是難溶物，但不是絕對(duì)不溶，只不過溶解度很小，難溶物在水中存在溶解平衡?；瘜W(xué)式溶解度/g化學(xué)式溶解度/gAgCl1.5×10-4Ba(OH)23.89AgNO3222BaSO42.4×10-4AgBr8.4×10-6Ca(OH)20.165Ag2SO40.796CaSO40.21Ag2S1.3×10-16Mg(OH)29×10-4BaCl235.7Fe(OH)33×10-9幾種電解質(zhì)的溶解度（20℃)資料物質(zhì)在水中“溶”與“不溶”是相對(duì)的，“不溶”是指難溶，沒有絕對(duì)不溶的物質(zhì)。

習(xí)慣上,將溶解度小于0.01克的電解質(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(huì)等于0，沒有絕對(duì)不溶的物質(zhì)。

難溶微溶可溶易溶0.01110(Sg/100g水)化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于10-5mol/L時(shí),沉淀達(dá)到完全。

溶解AgCl(s)

Ag＋(aq)+Cl-（aq)

沉淀

Ag+Cl-AgCl在水中溶解平衡盡管AgCl固體難溶于水，但仍有部分Ag＋和Cl-離開固體表面進(jìn)入溶液，同時(shí)進(jìn)入溶液的Ag2＋和

Cl-又會(huì)在固體表面沉淀下來，當(dāng)這兩個(gè)過程速率相等時(shí)，Ag＋和Cl-的沉淀與AgCl固體的溶解達(dá)到平衡狀態(tài)即達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài).固AgCl體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：AgCl溶解平衡的建立

當(dāng)v（溶解）＝v（沉淀）時(shí)，得到飽和AgCl溶液，建立溶解平衡水合Ag+水合Cl-

溶解

AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)

沉淀注意寫法

二、沉淀溶解平衡練：書寫碳酸鈣溶解平衡的表達(dá)式

一定溫度下，當(dāng)沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時(shí)，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。

2、表達(dá)式：1、概念：Mg(OH)2

(s)Mg2+

(aq)+2OH-

(aq)

CaCO3(s)Ca2+(aq)

+CO32-(aq)

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)

+2OH-(aq)對(duì)比電離方程式：PbI2Pb2++2I-AgClAg++Cl-Cu(OH)2Cu2++2OH-PbI2:AgCl:Cu(OH)2:

動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡，溶解和沉淀仍在進(jìn)行

等：V溶解V沉淀==定：溶液中各離子濃度保持不變

變：當(dāng)條件改變時(shí)，溶解平衡將發(fā)生移動(dòng)逆：溶解和沉淀互為可逆過程

逆、動(dòng)、等、定、變3、特征：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。

討論：在AgCl飽和溶液中，尚有AgCl固體存在，當(dāng)分別向溶液中加入下列物質(zhì)，將如何變化？【AgCl（S）Ag+(aq)+Cl-(aq)】改變條件平衡移動(dòng)方向C（Ag+）C（Cl-）升溫加水加AgCl（s）加NaCl（s）加NaI（s）加AgNO3(s)→↑↑→不變不變不移動(dòng)不變不變←↓↑→↓↑←↑↓4、影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的因素a、濃度：加水，平衡向溶解方向移動(dòng)。b、溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)。c、同離子效應(yīng)：增加與難溶電解質(zhì)相同的離子，平衡向沉淀方向移動(dòng)。d、化學(xué)反應(yīng)：反應(yīng)消耗難溶電解質(zhì)的離子，平衡向溶解方向移動(dòng)。②外因：MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)沉淀溶解①內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)

幾點(diǎn)說明：溶解平衡的存在，決定了生成難溶電解質(zhì)的反應(yīng)不能進(jìn)行到底。習(xí)慣上將生成難溶電解質(zhì)的反應(yīng)，認(rèn)為反應(yīng)完全了，因?qū)τ诔Ａ康姆磻?yīng)來說，0.01g是很小的。當(dāng)溶液中殘留的離子濃度<1×10-5mol/L時(shí)，沉淀就達(dá)到完全。難溶電解質(zhì)的溶解度盡管很小，但不會(huì)等于0。如Ag2S的溶解度為1.3×10-16g。溶解平衡與化學(xué)平衡一樣，受外界條件的影響而發(fā)生移動(dòng)。1、定義：在一定溫度下，難溶電解質(zhì)在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)。其離子濃度冪的乘積為一個(gè)常數(shù)，稱之為溶度積常數(shù),簡(jiǎn)稱溶度積，用Ksp表示。三、溶度積常數(shù)(Ksp)注意：①書寫溶度積表達(dá)式時(shí)不考慮固體的濃度②溶度積常數(shù)有單位通式：AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)

則Ksp(AnBm)=Cn(Am+)

·Cm(Bn-)QCKsp=QCKsp>QCKsp<溶液過飽和，有沉淀析出溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)溶液未飽和，可繼續(xù)溶解該難溶電解質(zhì)溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積—離子積QC2、溶度積規(guī)則溶液過飽和，有沉淀生成處于沉淀溶解平衡

溶液不飽和，若加入固體將溶解

在100mL0.01mol/LKCl溶液中，加入1mL0.01mol/LAgNO3溶液，下列說法正確的是(AgCl的Ksp=1.8×10-10)（）A、有AgCl沉淀析出B、無AgCl沉淀C、無法確定D、有沉淀但不是AgClAc(Cl-)=(0.01×0.1)÷0.101=9.9×10-3mol/Lc(Ag+)=(0.01×0.001)÷0.101=9.9×10-5mol/LQc=9.9×10-3×9.9×10-5=9.8×10-7>Ksp練習(xí)3、影響Ksp的因素難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)和溫度溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)，Ksp

增大。難溶物Ksp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（25℃）溶解度（g）1.8×10-10mol2L-21.8×10-45.0×10-13

mol2L-28.4×10-68.3×10-17

mol2L-22.1×10-75.6×10-12

mol3L-36.5×10-32.2×10-20

mol3L-31.7×10-5

寫出下列難溶物的溶度積表達(dá)式

Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力.一定的溫度下，相同類型的難溶電解質(zhì)的Ksp越小，溶解度越小，越難溶解

4、溶度積Ksp的物理意義練習(xí)1如果溶液中Fe3+和Mg2+的濃度均為0.10mol／L,使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH條件是什么?（沉淀完全是指該離子的濃度降低到10-5以下，氫氧化鐵的Ksp為

4.0×10-39氫氧化鎂的Ksp為1.8×10-11）pH≥3.2解:Fe(OH)3Fe3++3OH-

Ksp=C(Fe3+)×C3(OH-)

=4.0×10-39Fe3+

沉淀完全時(shí)的C(OH-)為:Mg2＋開始沉淀的pH值為:pH≤9.1因此,只要控制pH值在3.2~9.1之間即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。例2(08廣東)：已知Ag2SO4的Ksp為2.0×10-5，將適量Ag2SO4固體溶于100mL水中至剛好飽和，該過程中Ag+和SO42-濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖1（飽和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034mol/L）。若t1時(shí)刻在上述體系中加入100mL0.020mol/LNa2SO4溶液，下列示意圖中，能正確表示t1時(shí)刻后Ag+和SO42-濃度隨時(shí)間變化關(guān)系的是()圖1B例3：已知25℃時(shí)KSP(AgCl)=1.8×10-10,把足量的AgCl放入1L

1.0mol／L的鹽酸溶液中溶解度是多少？（g/L）解：設(shè)AgCl在鹽酸中的溶解度為S（mol／L),

AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

平衡SS＋11AgCl在鹽酸溶液中溶解度比在水中的小。例4：已知Ksp,AgCl＝1.810-10，Ksp,Ag2CrO4＝9.010-12，試求AgCl和Ag2CrO4的溶解度（用g/L表示）解：（1）設(shè)AgCl的溶解度為S1（mol／L),則：

AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

平衡S1S1

(2)設(shè)Ag2CrO4的溶解度為S2（mol/L),則：

Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)

平2S2S2在水中：AgCl溶解度小于Ag2CrO4的溶解度由以上例題的結(jié)果可得到如下結(jié)論：

①同種類型的難溶電解質(zhì)，在一定溫度下，Ksp越大則溶解度越大。

②不同類型則不能用Ksp的大小來比較溶解度的大小，必須經(jīng)過換算才能得出結(jié)論。四、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用1、沉淀的生成（1）應(yīng)用：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)研究中除雜或提純物質(zhì)的重要方法之一。（2）沉淀的方法①調(diào)pH值如：工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵，使其溶解于水，再加氨水調(diào)pH值至3~4，可使Fe3+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀而除去。Fe3＋

+3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋

②加沉淀劑

如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀劑Cu2＋+S2－=CuS↓Hg2＋+S2－=HgS↓化學(xué)沉淀法廢水處理工藝流程示意圖思考與交流1、如果要除去某溶液中的SO42-，你選擇加入鋇鹽還是鈣鹽？為什么？加入鋇鹽，因?yàn)锽aSO4比CaSO4更難溶，使用鋇鹽可使SO42-沉淀更完全2、以你現(xiàn)有的知識(shí)，你認(rèn)為判斷沉淀能否生成可從哪些方面考慮？是否可能使要除去的離子通過沉淀反應(yīng)全部除去？說明原因。從溶解度方面可判斷沉淀能否生成；不可能使要除去的離子通過沉淀完全除去，因?yàn)椴蝗苁窍鄬?duì)的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。2.沉淀的溶解原理：不斷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(dòng)，就達(dá)到使沉淀溶解的目的。例：CaCO3(s)CO32-(aq)+Ca2+(aq)HCO3-+H++H+H2CO3H2O+CO2強(qiáng)酸是常用的溶解難溶電解質(zhì)的試劑。如可溶解難溶氫氧化物，難溶碳酸鹽、某些難溶硫化物等。除酸外，某些鹽溶液也可用來溶解沉淀。[思考]：寫出氫氧化鎂沉淀溶解平衡的表達(dá)式.1、若使氫氧化鎂沉淀溶解，可以采取什么方法？所依據(jù)的原理是什么？2、現(xiàn)提供以下試劑，請(qǐng)你設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案。蒸餾水、鹽酸、飽和NH4Cl溶液、NaOH溶液、NaCl溶液、Na2CO3溶液、FeCl3溶液。Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)+2OH－(aq)討論溶解沉淀

根據(jù)勒夏特列原理，使沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng)試管編號(hào)①②③④對(duì)應(yīng)試劑少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2滴加試劑2ml蒸餾水，滴加酚酞溶液2ml鹽酸3ml飽和NH4Cl溶液

2mlFeCl3溶液現(xiàn)象固體無明顯溶解現(xiàn)象，溶液變淺紅迅速溶解逐漸溶解Mg(OH)2+2HCl＝MgCl2+2H2OMg(OH)2+2NH4Cl＝MgCl2+2NH3·H2O完成實(shí)驗(yàn),記錄現(xiàn)象,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。有紅褐色沉淀生成說明溶解實(shí)驗(yàn)方案：分別向氫氧化鎂沉淀中加入蒸餾水、酸、鹽，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論。在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：

Mg(OH)2(s)?Mg2＋(aq)+2OH－(aq)

加入鹽酸時(shí)，H＋中和OH－，使c(OH－)減小，平衡右移，從而使Mg(OH)2溶解。

加入NH4Cl時(shí)，NH4＋與OH－結(jié)合，生成弱電解質(zhì)NH3·H2O（它在水中比Mg（OH）2更難電離出OH-），使c(OH－)減小，平衡右移，從而使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng)?！舅伎寂c交流】：

應(yīng)用平衡移動(dòng)原理分析、解釋實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的反應(yīng)，并試從中找出使沉淀溶解的規(guī)律?！窘忉尅縖思考]：白色的氫氧化鎂沉淀加入氯化鐵溶液后，為什么會(huì)有紅褐色沉淀生成？Mg(OH)2(s)?Mg2＋(aq)+2OH－(aq)，F(xiàn)eCl3靜置Mg(OH)2↓Fe(OH)3↓3、沉淀的轉(zhuǎn)化【實(shí)驗(yàn)3-4】步驟1mLNaCl和10滴AgNO3溶混合(均為0.1mol／L)向所得固液混合物中滴加10滴0.1mol／LKI溶液向新得固液混合物中滴加10滴0.1mol／LNa2S溶液現(xiàn)象有白色沉淀析出白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色AgClAgIAg2S向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液生成白色沉淀向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色靜置紅褐色沉淀析出，溶液變無色【實(shí)驗(yàn)3-5】（實(shí)驗(yàn)3－4、3－5沉淀轉(zhuǎn)化）AgClAgIAg2SKINa2SFeCl3靜置Mg(OH)2Fe(OH)3[討論]:從實(shí)驗(yàn)中可以得到什么結(jié)論？實(shí)驗(yàn)說明：沉淀可以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。沉淀一般從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化。物質(zhì)溶解度/gAgCl1.5×10-4AgI9.6×10-9Ag2S1.3×10-16沉淀的轉(zhuǎn)化示意圖KI=I-+K+AgCl(s)Ag++Cl-+AgI(s)s(AgCl)=1.5×10-4gs(AgI)=3.7×10-7gs(Ag2S)=1.3×10-16g沉淀從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化。AgCl(s)+I-AgI(s)+Cl-思考與交流1.根據(jù)你所觀察到的現(xiàn)象，寫出所發(fā)生的反應(yīng)。2.如果將上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的沉淀生成和轉(zhuǎn)化的步驟顛倒順序，會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果？試用平衡移動(dòng)原理和兩種沉淀溶解度上的差別加以解釋，找出這類反應(yīng)發(fā)生的特點(diǎn)。溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀。兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。AgCl+I-=AgI+Cl-2AgI+S2-=Ag2S+2I-3Mg(OH)2+2Fe3+=2Fe(OH)3+3Mg2+轉(zhuǎn)化不會(huì)發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡移動(dòng)。一般溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用沉淀的轉(zhuǎn)化在科研和生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。CaSO4

SO42－+

Ca2＋

+CO32－CaCO3

應(yīng)用1：鍋爐除水垢：P—64鍋爐的水垢中含有CaSO4

，可先用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3。化學(xué)法除鍋爐水垢的流程圖CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O水垢成分CaCO3

Mg(OH)2

CaSO4

用飽和Na2CO3溶液浸泡數(shù)天疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2寫出除去水垢過程中發(fā)生的所有離子方程式用鹽酸或飽氯化銨液