難溶電解質(zhì)的溶解平衡2

第三章水溶液中的離子平衡第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡固體物質(zhì)在水中的溶解度1、溶解度：在一定溫度下，某固體物質(zhì)在100g溶劑（通常為水）里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所能溶解的質(zhì)量。20℃時(shí)下列物質(zhì)的溶解度如表中所示：物質(zhì)溶解度溶質(zhì)溶劑A%(飽和）NaCl36gNaHCO310gNH4NO3190g36g100g26.5%10g190g100g100g9.1%65.5%2、溶解度曲線0S/g溫度/℃KNO3NaClCa(OH)2降溫結(jié)晶蒸發(fā)溶劑大于10g

易溶；1g～10g

可溶0.01g～1g

微溶；小于0.01g

難溶

AgCl20℃時(shí)在100g水中僅能溶解1.5×10-4g。盡管AgCl溶解很小，但并不是絕對(duì)不溶（溶解是絕對(duì)的），生成的AgCl沉淀會(huì)有少量溶解。因此，生成AgCl沉淀后的溶液中三種有關(guān)反應(yīng)的粒子在反應(yīng)體系中共存。難溶電解質(zhì)的溶解度盡管很小，但不會(huì)等于0?；瘜W(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5mol/L，沉淀就達(dá)完全。Ag++Cl-=AgCl↓可以進(jìn)行到底嗎?一、難溶電解質(zhì)的溶解平衡1、沉淀溶解平衡：（1）概念：例如：AgCl(s）

Ag+(aq)+Cl-(aq)逆、等、動(dòng)、定、變內(nèi)因、外因（濃度、溫度）在一定條件下，當(dāng)難溶電解質(zhì)的溶解速率與溶液中的有關(guān)離子重新生成沉淀的速率相等時(shí)，此時(shí)溶液中存在的溶解和沉淀間的動(dòng)態(tài)平衡，稱為沉淀溶解平衡。溶解平衡時(shí)的溶液是飽和溶液。（2）特征：（3）影響因素：（4）過(guò)程表示：

（2）難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)用Ksp表示。

通式：AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)

則Ksp,AnBm=CAm+n.CBn-m2.溶度積常數(shù)（1）難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)的含義

AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)

當(dāng)溶解與結(jié)晶速度相等時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)Ksp，AgCl=C(Ag+)·C(Cl-)

為一常數(shù)，該常數(shù)稱為難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)，簡(jiǎn)稱溶度積。練習(xí)：寫(xiě)出BaSO4、Ag2CrO4、Mg(OH)2、Fe(OH)3的溶度積表達(dá)式3、溶度積與溶解度之間的關(guān)系例1、已知Ksp,AgCl＝1.5610-10，Ksp,Ag2CrO4＝9.010-12，試求AgCl和Ag2CrO4的溶解度（用g/L表示）在水中：AgCl溶解度小于Ag2CrO4的溶解度既然有溶解度，為什么還要引入溶度積？例2、(1)把足量的AgCl放入1L

1.0mol／L的鹽酸(2)把足量的AgCl放入1L

1.0mol／L的AgNO3溶液中求AgCl的溶解度是多少？（g/L）可見(jiàn)固體物質(zhì)的溶解度在溫度一定時(shí),并非是定值.溶度積則只與溫度有關(guān)，與離子的濃度無(wú)關(guān)！可以用溶度積的大小來(lái)比較溶解度的大小嗎？Ag2CrO4

Ksp=9.0×10-12AgCl

Ksp＝1.5610-10不能!溶度積的大小與電解質(zhì)的"類(lèi)型"有關(guān).電解質(zhì)的"類(lèi)型"相同時(shí),能用

Ksp的大小來(lái)比較溶解度的大小嗎?雖然由Ksp來(lái)比較S的大小時(shí)還要考慮摩爾質(zhì)量,但Ksp一般相差太大,可以用Ksp來(lái)比較S的大小.4、溶度積規(guī)則

①離子積(濃度商)

AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)

Qc

>Ksp時(shí)，沉淀從溶液中析出（溶液過(guò)飽和），體系中不斷析出沉淀，直至達(dá)到平衡（此時(shí)Qc

=Ksp

）(2)Qc

=Ksp時(shí)，沉淀與飽和溶液的平衡Qc

<Ksp時(shí)，溶液不飽和，若體系中有沉淀，則沉淀會(huì)溶解直至達(dá)到平衡（此時(shí)Qc

=Ksp

）②溶度積規(guī)則Qc=C(Am+)n·C(Bn-)m

例：下列情況下，有無(wú)CaCO3沉淀生成？已知Ksp,CaCO3=4.9610-9（1）往盛有1.0L純水中分別加入0.1mL濃度為0.01mol/L的CaCl2和Na2CO3；（2）改變CaCl2和Na2CO3的濃度為1.0mol/L呢？C(Ca2+)=C(CO32-)=0.110-30.01/1.0=10-6

mol/L

Qc

=C(Ca2+)C(CO32-)=10-12<Ksp,CaCO3=4.9610-9因此無(wú)CaCO3沉淀生成。C(Ca2+)=C(CO32-)=10-4

mol/L

Qc=C

(Ca2+)(CO32-)=10-8>Ksp,CaCO3因此有CaCO3沉淀生成。課堂練習(xí)25℃時(shí)有關(guān)物質(zhì)的溶度積如下：物質(zhì)Fe(OH)2Cu(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp8.0×10-162.2×10-205.61×10-124.0×10-38現(xiàn)一混合溶液,其中Fe2+Cu2+Mg2+Fe3+H+濃度勻?yàn)?mol/L，向其中加入NaOH，分別求四種金屬離子開(kāi)始沉淀及沉淀完全時(shí)的pH值（當(dāng)離子濃度小于1×10-5mol/L，沉淀就達(dá)完全。在酸性的CuSO4溶液中,含有少量的

Fe3+,如何控制溶液的pH值,以除去這些雜質(zhì)離子?加入CuO調(diào)節(jié)pH=3.1促進(jìn)

Fe3+水解生成Fe(OH)3如果溶液中同時(shí)還含少量Fe2+,該怎樣除去?二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用1.沉淀的生成

加入沉淀劑，應(yīng)用同離子效應(yīng)，控制溶液的pH，當(dāng)時(shí)有沉淀生成。①調(diào)節(jié)pH法：加入氨水調(diào)節(jié)pH至7~8，可除去氯化銨中的雜質(zhì)氯化鐵。②加沉淀劑法：以Na2S、H2S等作沉淀劑，使Cu2+、Hg2+等生成極難容的硫化物CuS、HgS沉淀。

H2SFeSFe2++S2-

S+NO+H2O2.沉淀的溶解Qc<Ksp

時(shí),沉淀發(fā)生溶解，使Qc減小的方法有：(1)利用氧化還原方法降低某一離子的濃度。

(2)生成弱電解質(zhì)。如：(3)生成絡(luò)合物，例銀銨溶液的配制3.分步沉淀

溶液中含有幾種離子，加入某沉淀劑均可生成沉淀，沉淀生成的先后順序按離子積大于溶度積的先后順序沉淀，叫作分步沉淀。

Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀越完全;如AgCl、AgBr、AgI、Ag2S

一般認(rèn)為沉淀離子濃度小于1.0×10-5mol/L時(shí),則認(rèn)為已經(jīng)沉淀完全課堂練習(xí)3、以MnO2為原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金屬離子，通過(guò)添加過(guò)量難溶電解質(zhì)MnS，可使這些金屬離子形成硫化物沉淀，經(jīng)過(guò)濾除去包括MnS在內(nèi)的沉淀，再經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶，可得純凈的MnCl2。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)，可推知MnS具有的相關(guān)性質(zhì)是（）

A.具有吸附性

B.溶解度與CuS、PbS、CdS等相同

C.溶解度大于CuS、PbS、CdSD．溶解度小于CuS、PbS、CdSC例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?相應(yīng)的Ksp查閱教材P65頁(yè)表格中數(shù)據(jù)。pH=3.2解:Fe(OH)3Fe3++3OH-

Ksp=[Fe3+]×[OH-]3=4.0×10-39Fe3+

沉淀完全時(shí)的[OH-]為:Mg2＋開(kāi)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：在盛ZnS沉淀的試管中加入10mL0.001mol/L的CuSO4溶液是否有CuS沉淀生成？已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24

Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2?L-2解：ZnS沉淀中的硫離子濃度為：[S2-]=[Zn2+]=(Ksp)1/2=(1.6×10-24)1/2=1.26×10-12(mol/L)Qc=[Cu2+][S2-]=1.0×10-3mol/L×1.26×10-12mol/L=1.26×10-15mol2?L-2因?yàn)椋篞c(CuS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為CuS沉淀4.沉淀的轉(zhuǎn)化溶解度相對(duì)較大的可以轉(zhuǎn)化為溶解度相對(duì)較小的討論：對(duì)于平衡AgCl（S）Ag+(aq)+Cl-(aq)

若改變條件，對(duì)其有何影響改變條件平衡移動(dòng)方向C（Ag+）C（Cl-）升溫加水加AgCl（s）加NaCl（s）加NaI（s）加AgNO3(s)加NH3·H2O→↑↑→不變不變不移動(dòng)不變不變←↓↑→↓↑←↑↓→↓↑提示：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO42－(aq)的平衡常數(shù)Ksp=c(Ba2＋)·c(SO42－)，稱為溶度積常數(shù)。A．加入Na2SO4可以使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)B．通過(guò)蒸發(fā)可以使溶液由

d點(diǎn)變到c點(diǎn)C．d點(diǎn)無(wú)BaSO4沉淀生成D．a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp大于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的KspCKsp的應(yīng)用，讀圖1.某溫度時(shí)，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是2.已知Ag2SO4的Ksp為2.0×10-3，將適量Ag2SO4固體溶于100mL水中至剛好飽和，該過(guò)程中Ag+和SO42－濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如右圖（飽和Ag2SO4溶液中c(Ag+)＝0.034mol·L-1）。若t1時(shí)刻在上述體系中加入100mL0.020mol·L-1Na2SO4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B3、有關(guān)Ksp的計(jì)算例1、常溫下，Cu(OH)2和Fe(OH)3的Ksp分別為2.2×10—20和4.0×10—38

（1）求二者在常溫下的溶解度

（2）求二者飽和溶液的pH值

（3）要使0.1mol/L的兩種溶液中的金屬陽(yáng)離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀，溶液的pH值分別是多少？

（4）在pH=1.0的鹽酸中，兩種陽(yáng)離子的濃度最多可達(dá)多少？例2、向50mL濃度為0.018mol/L的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol/L的鹽酸，沉淀完全。已知AgCl的Ksp為1.0×10—10，試求：

（1）生成沉淀后溶液中的