第四節(jié)難溶物的溶解平衡

第三章水溶液中的離子平衡第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡一、復(fù)分解反應(yīng)的條件有水生成有沉淀生成有氣體生成有弱電解質(zhì)生成反應(yīng)條件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當(dāng)溶解速率與結(jié)晶速率相等時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)飽和的硫酸銅溶液硫酸銅晶體硫酸銅晶體質(zhì)量前后相等硫酸銅晶體變得更為規(guī)整例一硫酸銅晶體的溶解于結(jié)晶一、

難溶電解質(zhì)的溶解平衡1、沉淀溶解平衡：（1）概念：在一定條件下，當(dāng)難溶電解質(zhì)的溶解速率與溶液中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。（2）條件：溶解平衡時(shí)的溶液是飽和溶液（3）特點(diǎn)：逆：可逆反應(yīng)動(dòng)：溶解速率和沉淀速率不等于零等：溶解速率和沉淀速率相等定：溶液達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，離子濃度保持恒定變：當(dāng)改變外界條件時(shí)，溶解平衡發(fā)生移動(dòng)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（有不溶的AgCl存在)改變條件平衡移動(dòng)方向平衡時(shí)c（Ag+）平衡時(shí)c（Cl-）升溫加NaCl（s）加AgNO3(s)加水加AgCl（s）向右增大增大向右不變不變不移動(dòng)不變不變向左減小增加向左增加減小Ca(OH)2隨溫度升高溶解度減小（4）影響溶解度的因素：①溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)。②濃度：加水，平衡向溶解方向移動(dòng)。③加入相同離子，平衡向沉淀方向移動(dòng)。④加入可與體系中某些離子反應(yīng)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(dòng)。練：書寫碘化銀、氫氧化鎂溶解平衡的表達(dá)式（5）過程表示：

例如：AgCl(s）Ag+(aq)+Cl-(aq)請(qǐng)注意區(qū)分難溶物的溶解平衡方程式和電離方程式課堂練習(xí)練習(xí)1：下列說法中正確的是（）

A.不溶于水的物質(zhì)溶解度為0B.絕對(duì)不溶解的物質(zhì)是不存在的

C.某離子被沉淀完全是指該離子在溶液中的濃度為0D.物質(zhì)的溶解性為難溶，則該物質(zhì)不溶于水B練習(xí)2：在飽和澄清石灰水中加入生石灰反應(yīng)后，恢復(fù)至原來溫度下列說法正確的是()A.溶液中鈣離子濃度變大B.溶液中氫氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大C.溶液的pH不變D.溶液中鈣離子的物質(zhì)的量減少.CD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)。對(duì)于常見的化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5mol/L時(shí)，沉淀達(dá)到完全?？偨Y(jié)：利用生成沉淀分離或除去某些粒子的時(shí)候，首先是生成沉淀反應(yīng)能夠發(fā)生，其次是生成沉淀的反應(yīng)進(jìn)行的越完全越好。二、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。精鹽的提純依次加入過量氯化鋇、碳酸鈉、氫氧化鈉目的檢驗(yàn)Cl—、SO42-的方法調(diào)pH值pH>3.7Fe3+完全水解成Fe(OH)3pH>6.4Cu2+完全水解成Cu(OH)2pH>9.6Fe2+完全水解成Fe(OH)2pH>11.1Mg2+完全水解成Mg(OH)2可以將所有離子除去，也可以將部分離子除去調(diào)節(jié)pH值一般可以加入相應(yīng)的氫氧化物、碳酸鹽、氧化物（2）方法①調(diào)pH值如：工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵，加氨水調(diào)

pH值至7~8Fe3＋+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↓對(duì)應(yīng)試劑少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2滴加試劑2ml蒸餾水，2ml鹽酸3ml飽和NH4Cl溶液

現(xiàn)象固體無明顯迅速溶解逐漸溶解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。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。2.沉淀的溶解加入酸或堿與溶液平衡體系中相應(yīng)離子反應(yīng)，降低離子濃度，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)CaCO3Al(OH)3Cu(OH)2FeS（1）酸(堿)溶解法：酸堿Al(OH)3注意：CuS、HgS等不能溶于鹽酸（2）鹽溶解法：（3）發(fā)生氧化還原反應(yīng)使沉淀溶解：有些金屬硫化物如CuS、HgS等，其溶解度很小，又不溶于非氧化性酸，只溶于氧化性酸（硝酸），S2-被氧化以減少其濃度達(dá)到溶解的目的3CuS+8HNO3＝3Cu(NO3)2

+3S↓+2NO↑+4H2OMg(OH)2NH4ClCaCO3FeCl3

2Fe3++

3CO32-+3H2O

===2Fe(OH)3↓+3CO2↑請(qǐng)思考，如果將FeCl3滴到含有CaCO3的水溶液中，會(huì)有什么現(xiàn)象，試解釋[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？FeCl3靜置Mg(OH)2↓Fe(OH)3↓3.沉淀的轉(zhuǎn)化Mg(OH)2Fe(OH)3MgCl2FeCl3沉淀的溶解沉淀的生成沉淀的溶解+沉淀的生成=沉淀的轉(zhuǎn)化【實(shí)驗(yàn)3-4】步驟1mLNaCl和10滴AgNO3溶液混合向所得固液混合物中滴加10滴KI溶液向新得固液混合物中滴加10滴Na2S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AgClAgIAg2SKINa2S[思考與交流]: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。物質(zhì)溶解度/gAgCl1.5×10-4AgI

9.6×10-9Ag2S1.3×10-16沉淀轉(zhuǎn)化(1)沉淀轉(zhuǎn)化可以看做是沉淀的溶解和沉淀的生成兩步結(jié)合，實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡移動(dòng)(2)沉淀轉(zhuǎn)化前提條件是，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)。(3)沉淀轉(zhuǎn)化應(yīng)用廣泛，實(shí)際應(yīng)用中當(dāng)考慮溶解誰，沉淀誰，而后確定選擇誰。1.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除去水垢2.溶洞的形成CaCO3Ca2++CO32-2HCO3-+H2O+CO2在自然界，溶有二氧化碳的雨水，會(huì)使石灰石構(gòu)成的巖層部分溶解，使碳酸鈣轉(zhuǎn)變成可溶性的碳酸氫鈣

當(dāng)受熱或壓強(qiáng)突然減小時(shí)溶解的碳酸氫鈣會(huì)分解重新變成碳酸鈣沉淀

Ca2++CO32-+H2O+CO2①牙齒表面由一層硬的組成為Ca5(PO4)3OH的難溶物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在下列平衡：進(jìn)食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，這時(shí)牙齒就會(huì)受到腐蝕，其原因是：

。Ca5(PO4)3OH（S）

5Ca2+(aq)+3PO43-

(aq)+OH-(aq)發(fā)酵生成的有機(jī)酸能中和OH-，使平衡向脫礦方向移動(dòng)，加速腐蝕牙齒

3.齲齒的形成原因及防治方法②已知Ca5(PO4)3F的溶解度比Ca5(PO4)3OH更小，牙膏里的氟離子會(huì)與Ca5(PO4)3OH反應(yīng)。請(qǐng)用離子方程式表示使用含氟牙膏防止齲齒的原因

5Ca2++3PO43-+F-=Ca5（PO4）3FCa5(PO4)3OH（S）

5Ca2+(aq)+3PO43-

(aq)+OH-(aq)應(yīng)用4：為什么醫(yī)學(xué)上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”，而不用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”?

BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為：

BaSO4Ba2＋＋SO42－

Ksp=1.1×10－10BaCO3Ba2＋＋CO32－

Ksp=5.1×10－9

由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(qiáng)(pH=0.9～1.5)，如果服下BaCO3，胃酸會(huì)與CO32－反應(yīng)生成CO2和水，使CO32－濃度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，使體內(nèi)的Ba2+濃度增大而引起人體中毒。所以，不能用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”。4.“鋇餐”為什么用BaSO4思考：

如果誤食可溶性鋇鹽，造成鋇中毒，應(yīng)盡快用5.0％的Na2SO4溶液給患者洗胃，為什么？而SO42－不與H＋結(jié)合生成硫酸，胃酸中的H＋對(duì)BaSO4的溶解平衡沒有影響，Ba2＋濃度保持在安全濃度標(biāo)準(zhǔn)下，所以用BaSO4作“鋇餐”。限用試劑：氧化劑:HNO3、KMnO4、Cl2、O2、H2O2水等調(diào)PH:氨水、氫氧化鈉、氧化銅、碳酸銅

應(yīng)用5：已知Fe3+、Fe2+、Cu2+沉淀完全的pH如下，如何除去CuCl2酸性溶液中的FeCl2呢？離子Fe3+Cu2+Fe2+沉淀完全時(shí)的pH3.76.49.45.氧化還原法除雜二、溶度積常數(shù)（簡(jiǎn)稱溶度積）３.意義：Ksp的大小反映了物質(zhì)在水中的溶解能力４.影響因素：內(nèi)因：物質(zhì)本身溶解度有關(guān)

在一定條件下，難溶性物質(zhì)的飽和溶液中，存在溶解平衡，其平衡常數(shù)叫做溶度積常數(shù)或簡(jiǎn)稱溶度積．1、定義Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)２.表達(dá)式:

AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)外因：一般溫度越高，Ksp越大

寫出BaCO3、Ag2SO4、Mg(OH)2在水中的沉淀溶解平衡的方程式和溶度積的表達(dá)式。

練一練已知298K時(shí)，MgCO3的Ksp=6.82x10-6，溶液中C(Mg2+)=0.0001mol/L，C(CO32-)=0.0001mol/L，此時(shí)Mg2+和CO32-能否共存？想一想練一練Ksp(BaCO3)=c(Ba2+)·c(CO32-)Ksp(Ag2SO4)=c2(Ag+)·c(SO42-)Ksp(Mg(OH)2)=c(Mg2+)·c2(OH-)4.Ksp的應(yīng)用：溶度積原理1）Qc=Ksp此時(shí)難溶電解質(zhì)達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)，溶液是飽和溶液。2）Qc＞Ksp溶液中將析出沉淀，直到溶液中的Qc=Ksp為止。3）Qc＜Ks