第四单元难溶电解质的沉淀溶解平衡

沉淀溶解平衡原理,遵化市高级中学曹红敬,陕西商洛柞水县柞水溶洞,山东淄博博山溶洞,当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗？,溶洞中美丽的石笋、钟乳石和石柱是大自然创造的奇迹。石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为微溶性的碳酸氢钙。溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向溶洞底滴落时，水分蒸发，二氧化碳压强减小,以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。,CaCO3Ca2+CO32-,2HCO3-,溶洞的形成：,质疑一：碳酸钙是一种难溶物，为什么还会电离产生Ca2+和CO32-呢？难溶物是完全不溶于水吗？,学习目标：,了解难溶物在水中的溶解情况，认识沉淀溶解平衡的建立过程。理解溶度积的概念，能用溶度积规则判断沉淀的产生、溶解、转化。了解沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用。,【知识回顾】,1、饱和溶液和不饱和溶液：,一定温度下,不能再溶解溶质的溶液叫饱和溶液。能继续溶解溶质的溶液叫不饱和溶液。,2、溶解性:_;物质溶解性的大小和_有关。,一种物质溶解在另一种物质中的能力。,溶质、溶剂的性质,3、固体物质的溶解度：,（1）定义：在一定温度下,某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量.叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。,（2）注意：条件：一定温度；标准：100g溶剂状态：饱和状态单位：g任何物质的溶解：是有条件的,在一定条件下某物质的溶解量也是有限的,无限可溶解的物质不存在。,大于10g，易溶1g10g，可溶0.01g1g，微溶小于0.01g,难溶,20时，溶解度：,课堂练习,练习：下列说法中正确的是（）A.不溶于水的物质溶解度为0B.绝对不溶解的物质是不存在的C.某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0D.物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水,B,实验操作1.将少量PbI2固体（难溶于水）加入盛有一定量水的50mL烧杯中，用玻璃棒充分搅拌，静置一段时间。2.取上层清液少量加入试管中，逐滴加入硝酸银溶液，振荡，观察现象。,活动与探究,有黄色沉淀生成,AgIAgl,沉淀是绝对不溶于水吗？,一、沉淀溶解平衡原理,一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。（是化学平衡的一种）,1.定义,说明：（1）研究对象：难溶、电解质（2）沉淀溶解平衡饱和溶液（3）外观表现不再溶解，实则只要有固体难溶物存在，就一定形成沉淀溶解平衡。,2.表示方法,沉淀溶解平衡：,AgCl(S)固体在水中沉淀溶解平衡可表示为:,Fe(OH)3(S)固体在水中沉淀溶解平衡可表示为:,2.表示方法,AgI(S)固体在水中沉淀溶解平衡可表示为:,【深度思考】1、只有难溶电解质才存在溶解平衡吗？答案：不仅难溶电解质存在溶解平衡，在易溶的饱和溶液中也存在溶解平衡，如在饱和氯化钠溶液中存在溶解和结晶平衡。2、难溶电解质的溶解平衡与难电离物质（弱电解质）的电离平衡有什么区别？（1）从物质类别看：难溶电解质可以是强电解质，还可以是弱电解质（如硫酸钡与氢氧化铝），而难电离物质只是弱电解质。（2）从变化过程看：溶解平衡是指已经溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成的沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化达到平衡状态。（3）表示方法不同：如BaSO4溶解平衡表示为：BaSO4（s）Ba2+（aq）+SO42-（aq）而电离平衡表示为BaSO4=Ba2+SO42-,练一练,下列有关AgCl的说法正确的是（）A.AgCl难溶于水，溶液中没有Ag+和ClB.在AgCl饱和溶液中，AgCl没有再溶解了C.AgCl是一种难溶物，所以是弱电解质D.在AgCl饱和溶液中，AgCl生成和溶解不断进行，但速率相等。,D,二、影响沉淀溶解平衡的条件,1.内因：2.外因：,沉淀本身的性质,温度升高，多数溶解平衡向溶解方向移动。（若难溶电解质的溶解过程放热，如熟石灰，则升温，平衡向生成沉淀的方向移动）,向溶解方向移动,加入相同的离子，向生成沉淀的方向移动,化学反应：,1、有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是：（）A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等B.AgCl难溶于水，溶液中没有Ag+和Cl-C.升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变2、石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（）A、Na2CO3溶液B、AlCl3溶液C、NaOH溶液D、CaCl2溶液,AC,AB,1、符号：2、影响因素：3、表示：,三、溶度积常数（简称溶度积）,Ksp(无单位）,只与难溶电解质本身的性质和温度有关。与溶液浓度无关。,写出下列难溶电解质的溶解平衡和溶度积表达式：AgCl(s)AgBr(s)AgI(s)Mg(OH)2(s),4、应用(一)：反映了难溶电解质在水中的溶解能力；同类型的难溶电解质，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强；溶解度越大。,常见难溶电解质的浓度积常数和溶解度（25）,想一想：有人说Ksp越小，其物质的溶解度就越小，你认为正确吗？,不正确。对于不同类型的难溶电解质，不能直接通过比较Ksp的大小来确定其溶解能力的大小，需转化为溶解度比较。,1、下列说法正确的是（）A.在一定温度下AgCl水溶液中，Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数；B.AgCl的Ksp=1.810-10molL-1，在任何含AgCl固体的溶液中，c(Ag+)=c(Cl-)且Ag+与Cl-浓度的乘积等于1.810-10molL-1；C.温度一定时，当溶液中Ag+和Cl-浓度的乘积等于Ksp值时，此溶液为AgCl的饱和溶液；D向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp值变大。,大展身手,C,2、向氯化铁溶液中加入过量氢氧化钠溶液，振荡后静置一段时间。下列关于该体系的说法中，不正确的是（）A.生成了氢氧化铁沉淀B.溶液中不再存在Fe3+C.体系中存在着氢氧化铁的沉淀溶解平衡D.加入少量盐酸，则溶液中Fe3+浓度会上升。,B,大展身手,B,610-10,应用（二）：利用Ksp判断沉淀的溶解与生成离子积,QKsp时，(2)Q=Ksp时，(3)Q9.010-12，所以有析出Ag2CrO4沉淀。,在100mL0.01mol/LKCl溶液中，加入1mL0.01mol/LAgNO3溶液，下列说法正确的是（）(AgClKSP=1.810-10)A有AgCl沉淀析出B.无AgCl沉淀C.无法确定D.有沉淀但不是AgCl,A,大展身手,例2、已知Ksp,AgCl1.810-10，试求AgCl溶解度（用g/L表示）,解：（1）设AgCl的浓度为C1（molL),则：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡C1C1,应用（三）：利用Ksp计算难溶物的溶解度,Ksp与溶解度互相计算时，均设溶液为1L。(即相当于1L水，还可以认为是1000克水。因为是难溶物，溶液极稀，就相当于水）,C1=1.3410-5molL则氯化银的溶解度为1.3410-5molL143.5g/mol=1.9210-3g/L,应用（四）：利用Ksp计算溶液中离子浓度,已知：Ksp（AgCl）=1.810-10，Ksp（AgI）=1.510-16，Ksp（Ag2CrO4）=2.010-12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag+浓度大小顺序正确的是（）A.AgClAgIAg2CrO4B.AgClAg2CrO4AgIC.Ag2CrO4AgClAgID.Ag2CrO4AgIAgCl,C,例:已知AgI的Ksp=8.510-17,AgCl的Ksp=1.810-10.在含有0.01mol/LNaI和0.01mol/LNaCl的溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，先析出什么沉淀？两种沉淀能否有效分离？试通过计算说明。,解：AgI沉淀需Ag+的浓度：c(Ag+)=Ksp/c(I-)=8.510-15mol/L,两种沉淀能有效分离,当开始生成AgCl沉淀时，溶液中还残留I-为：,AgCl沉淀需Ag+的浓度：c(Ag+)=Ksp/c(Cl-)=1.810-8mol/L,10-5mol/L,先析出AgI沉淀,应用（五）：判断沉淀的生成顺序：,练：在1molL-1CuSO4溶液中含有少量的Fe3+杂质，pH值控制在什么范围才能除去Fe3+?使c(Fe3+)10-5molL-1,解：Fe(OH)3的Ksp=2.610-39，Cu(OH)2的Ksp=5.610-20,Fe(OH)3Fe3+3OHKsp=c(Fe3+)c3(OH)=2.610-39,pH=2.8pH2.8,Cu(OH)2Cu2+2OHKsp=c(Cu2+)c2(OH)=5.