选修四3.4难溶电解质的溶解平衡

1、2、溶解性、溶解性: _; 物质溶解性的大小和物质溶解性的大小和_有关。有关。 溶解性溶解性 易溶易溶 可溶可溶 微溶微溶 难溶难溶 溶解度溶解度 10g 1g10g 0.01g1g 0.01g （1）NaCl在水溶液里达到溶解平衡状态时有何特征？在水溶液里达到溶解平衡状态时有何特征？ （2）要使）要使NaCl饱和溶液中析出饱和溶液中析出NaCl固体，可采取什么措施？固体，可采取什么措施？ （3）在饱和）在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸有何现象？溶液中加入浓盐酸有何现象？ NaCl (s) Na+ (aq) + Cl- (aq) 溶解 结晶 加热浓缩加热浓缩降温降温 有晶体析出有晶体析出 可溶的

2、电解质溶液中存在溶解平衡可溶的电解质溶液中存在溶解平衡, ,难溶的电解难溶的电解 质在水中是否也存在溶解平衡呢？质在水中是否也存在溶解平衡呢？ -AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 1、有关、有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是：（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，溶液中没有难溶于水，溶液中没有Ag+和和Cl- C. 升高温度，升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大沉淀的溶解度增大 D. 向向AgCl沉淀中加入沉淀中加入NaCl固体，固体，AgCl沉淀的溶解量不变

3、沉淀的溶解量不变 2、 石灰乳中存在下列平衡：石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq), 加入下列溶液，可使加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（减少的是（ ） A、Na2CO3溶液溶液 B、AlCl3溶液溶液 C、NaOH溶液溶液 D、CaCl2溶液溶液 AC AB 浓度：加水，平衡向溶解方向移动浓度：加水，平衡向溶解方向移动。 温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。 若向沉淀溶解平衡体系中加入相同的离子，平衡向生产沉淀若向沉淀溶解平衡体系中加入相同的离子，平衡向生产沉淀 的方向移动。的方向移动。 若向沉淀溶解平衡体

4、系中加入某些离子，可与体系中某些若向沉淀溶解平衡体系中加入某些离子，可与体系中某些 离子反应生成难溶的物质或气体，则平衡向溶解的方向移动。离子反应生成难溶的物质或气体，则平衡向溶解的方向移动。 2、沉淀溶解平衡常数、沉淀溶解平衡常数溶度积常数溶度积常数 Ksp 通式：通式：AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq) 则则Ksp= c(Am+)n . c(Bn-)m 溶解 结晶 （1）难溶电解质的溶度积常数的含义）难溶电解质的溶度积常数的含义 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 当溶解与结晶速度相等时，达到平衡状态当溶解与结晶速度相等时，达到平衡状态Ksp=c(Ag+

5、) c(Cl- ) 为一常数，该常数称为为一常数，该常数称为难溶电解质的溶度积常数难溶电解质的溶度积常数，简称溶度积。，简称溶度积。 练习：练习：BaSO4、Fe(OH)3的溶度积表达式的溶度积表达式 注意：注意：K Ksp sp反映了难溶电解质在水中的溶解能力 反映了难溶电解质在水中的溶解能力 。 对于阴阳离子个数比相同的难溶电解质，对于阴阳离子个数比相同的难溶电解质，K Ksp sp 越小， 越小， 溶解度越小，越难溶。溶解度越小，越难溶。 一般情况，温度越高，一般情况，温度越高， K Ksp sp越大。 越大。 （2）溶度积规则）溶度积规则: AnBm(s) nAm+(aq) + mBn

6、-(aq) 在在AgCl的饱和溶液中，有的饱和溶液中，有AgCl固体存在，当分别向溶液中加入下固体存在，当分别向溶液中加入下 列物质时，将有何种变化？列物质时，将有何种变化？ 加入物质加入物质 平衡平衡 溶液中浓度溶液中浓度 AgCl AgCl 引起变化引起变化 移动移动 c(Ag+) c(Cl-) 溶解度溶解度 KSP 的原因的原因 HCl(0.1 molL-1) 讨论讨论1：AgCl(s) Ag+ + Cl- 不变不变 不变不变 不变不变 不变不变 稀释稀释 不变不变 化学反应化学反应 增大增大 温度温度 不变不变 同离子同离子 AgNO3(0.1 molL-1) 升高温度 NH3H2O(

7、2 molL- 1) 加加H2O 不变不变 同离子同离子 讨论讨论2：（10山东）某温度下，山东）某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别分别 在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓，金属阳离子浓 度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是（度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是（ ） AKspFe(OH)3 KspCu(OH)2 B加适量加适量NH4Cl固体可使固体可使 溶液由溶液由a 点变到点变到b点点 Cc、d两点代表的溶液中两点代表的溶液中 c(H+)与与c(OH-)乘积相等乘积相等 D Fe(OH)3(s)、

8、Cu(OH)2(s)分别在分别在b、c两两 点代表的溶液中达到饱和点代表的溶液中达到饱和 B （3 3）溶度积与溶解度之间的关系）溶度积与溶解度之间的关系 例例1 1、已知、已知K Ksp,AgCl sp,AgCl 1.1.5656 1010-10 -10， ， K Ksp,Ag2CrO4 sp,Ag2CrO4 9.09.0 1010-1 -12 2， ， 试求试求AgClAgCl和和AgAg2 2CrOCrO4 4的溶解度（用的溶解度（用g/Lg/L表示）表示） 解：（解：（1 1）设）设AgClAgCl的溶解度为的溶解度为S S1 1（molmolL),L),则：则： A AgCl(s)

9、AggCl(s) Ag+ +(aq) + Cl(aq) + Cl- -(aq)(aq) 平衡平衡 S S1 1 S S1 1 2 1 SKspLgLmolS/5 .1431025. 1/1025. 1 55 1 3 22 2 2 4)2(SSSKsp LmolS/1031. 1 4 2 (2)(2)设设AgAg2 2CrOCrO4 4的溶解度为的溶解度为S S2 2（mol/L),mol/L),则：则： Ag Ag2 2CrOCrO4 4(s) 2Ag(s) 2Ag+ +(aq) + CrO(aq) + CrO4 42- 2-(aq) (aq) 平衡平衡 2S2S2 2 S S2 2 =1.3

10、1=1.311010-4 -4 332 g/L332 g/L 例例2 2、把足量的把足量的AgClAgCl放入放入1L1L 1.0 mol 1.0 mol L L的盐酸溶液中的盐酸溶液中 溶解度是多少？（用溶解度是多少？（用g/Lg/L表示）表示） 解：解：设设AgClAgCl的溶解度为的溶解度为S S（molmolL), L), A AgCl(s) AggCl(s) Ag+ +(aq) + (aq) + ClCl-(aq)-(aq) 平衡平衡 S S S S1 1 1 1 AgClAgCl在盐酸溶液中溶解度比在水中的在盐酸溶液中溶解度比在水中的小小。 K KSP SP=S =S1=1.561

11、=1.561010-10 -10 S=1.56S=1.561010-10 -10mol/L=1.56 mol/L=1.561010-10 -10 143.5 g/L143.5 g/L 例例1 1：下列情况下，有无下列情况下，有无CaCOCaCO3 3沉淀生成？沉淀生成？ ( (已知已知Ksp,Ksp,CaCOCaCO3 3=4.96 =4.96 1010-9 -9) ) （1 1）往盛有往盛有1.0 L1.0 L纯水中加入纯水中加入0.1 0.1 mLmL浓度为浓度为0.01 mol /L 0.01 mol /L 的的CaClCaCl2 2 和和NaNa2 2COCO3 3； （2 2）改变改

12、变CaClCaCl2 2和和NaNa2 2COCO3 3的浓度为的浓度为1.0 mol /L 1.0 mol /L 呢？呢？ CaCa2+ 2+=CO =CO3 32- 2-=0.1 =0.1 1010-3 -3 0.01/1.0=10 0.01/1.0=10-6 -6 mol /L mol /L Q Qc c = =CaCa2+ 2+ COCO3 32- 2-=10 =10-12 -12 K Ksp sp, ,CaCO3CaCO3=4.96 =4.96 1010-9 -9 因此因此, ,有有CaCOCaCO3 3沉淀生成。沉淀生成。 （4 4）KspKsp的有关计算的有关计算 讨论讨论2：（

13、12海南）在海南）在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中， 废液处理和资源回收的过程简述如下：废液处理和资源回收的过程简述如下： I：向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液：向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液： II：向滤液中加一定量石灰水，调节溶液：向滤液中加一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量空气。，同时鼓入足量空气。 己知：己知：KspFe(OH)3= 4.010-38 回答下列问题：回答下列问题： (1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为蚀刻铜箔反应的离子方程式为 ： (2)过程过程I 加入铁屑的主要作用是加入铁屑的主要

14、作用是 ，分离得到固体的主要，分离得到固体的主要 成分是成分是 ，从固体中分离出铜需采用的方法是，从固体中分离出铜需采用的方法是 ； (3)过程过程II中发生反应的化学方程式为中发生反应的化学方程式为 ； (4)过程过程II中调节溶液的中调节溶液的pH为为5，金属离子浓度为，金属离子浓度为 。 (列式计算列式计算) 例例2 2、向向1.01.01010-3 -3 mol mol L L-1 -1的 的K K2 2CrOCrO4 4溶液中滴加溶液中滴加AgNOAgNO3 3溶液溶液, , 求开始有求开始有AgAg2 2CrOCrO4 4沉淀生成时的沉淀生成时的AgAg+ + =? CrO =?

15、CrO4 42- 2-沉淀完全 沉淀完全 时时, Ag, Ag+ += ? (= ? (已知：已知：KspKsp，AgAg2 2CrOCrO4 4=9.0=9.01010-12 -12) ) 解解: Ag: Ag2 2CrOCrO4 4 2Ag 2Ag+ + + CrO + CrO4 42- 2- KspKsp = Ag = Ag+ + 2 2 CrOCrO4 42- 2- CrOCrO4 42- 2-沉淀完全时的浓度为 沉淀完全时的浓度为1.0 1.0 1010-5 -5 mol mol L L-1 -1, ,故有 故有: : 53 2 4 Ag 9.5 10 mol CrO sp K L

16、-1 12 43 25 4 9.0 10 Ag 9.5 10 mol L CrO1.0 10 Ksp -1 例例3 3：在在20mL 0.0020mol20mL 0.0020molLL-1 -1Na Na2 2SOSO4 4溶液中加入溶液中加入 20 20 mLmL 0.020mol0.020molLL-1 -1 BaCl BaCl2 2溶液，有无溶液，有无BaSOBaSO4 4沉淀生成？并判断沉淀生成？并判断 SOSO4 42- 2- 离子是否沉淀完全？已知 离子是否沉淀完全？已知BaSOBaSO4 4的的K Ksp sp= 1.07 = 1.071010-10 -10 . . 解解:（1）

17、)Lmol(0010. 0 40 20 0020. 0 1 SO2 4 c )Lmol(010. 0 40 20 020. 0 1 Ba2 c 有有BaSO4 沉淀生成沉淀生成 Qc （2）设平衡时）设平衡时 c(SO42-)= x molL-1 Ksp = c(Ba2+)c(SO42-)= ( 0.0090 + x ) x 起始浓度起始浓度/molL-1 0.010 0.0010 平衡浓度平衡浓度/ molL-1 0.010（0.0010- x） x BaSO4 (s) Ba 2+ + SO42- 0.0090 + x 0.0090 x 很小很小 即即 1.0710-10 0.0090 x

18、x = c(SO42-) 1.210-8 mol L-1 沉淀完全是指离子残留量沉淀完全是指离子残留量 10-5 mol L-1 故故 SO42- 沉淀完全沉淀完全 练习练习1：（10海南）已知：海南）已知：Ksp(AgCl)=1.81010， Ksp(AgI)=1.51016 ，Ksp(Ag2CrO4)=2.01012， 则下列难溶盐的饱和溶液中，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag+浓度大小顺序正确的是（浓度大小顺序正确的是（ ） AAgClAgI Ag2CrO4 BAgCl Ag2CrO4AgI CAg2CrO4AgClAgI DAg2CrO4AgIAgCl C 练习练习2、将足量将足量AgC

19、l各放入各放入: (1)5ml水水; (2)10ml 0.2 mol l-1的的 MgCl2溶液溶液; (3)20ml 0.5mol l-1NaCl溶液溶液; (4)40ml 0.1 mol l-1盐酸中溶解至饱和盐酸中溶解至饱和, 各溶液中各溶液中c(Ag+)由大到小的顺序为：由大到小的顺序为： 各溶液中各溶液中c(Cl-)越大越大,c(Ag+)越小越小(1)(4)(2)(3) pH， 当当 时有沉淀生成。时有沉淀生成。 sp cKQ 调节调节pH法：法：加入氨水调节加入氨水调节pH至至78，可除去氯化铵中的，可除去氯化铵中的 杂质氯化铁。杂质氯化铁。 加沉淀剂法：加沉淀剂法：以以Na2S、

20、H2S等作沉淀剂，使等作沉淀剂，使Cu2+、Hg2+等生成等生成 极难溶的硫化物极难溶的硫化物CuS、HgS沉淀。沉淀。 应用与意义：应用与意义：根据根据生成难溶电解质的沉淀原理生成难溶电解质的沉淀原理,是工业生产、环保工是工业生产、环保工 程和科学研究中程和科学研究中除杂或提纯除杂或提纯物质的重要方法之一物质的重要方法之一。 原则原则: :生成沉淀反应生成沉淀反应能发生能发生,且进行得且进行得越完全越完全越好。越好。 Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+ Cu2 +S2= CuS ; Hg2+S2= HgS 1、如果要除去某溶液中的、如果要除去某溶液中的SO42-,你选择加

21、入钡盐还是钙盐你选择加入钡盐还是钙盐?为什么？为什么？ 加入钡盐，因为加入钡盐，因为BaSO4比比CaSO4更难溶，使用钡盐可使更难溶，使用钡盐可使SO42- 沉淀更完全 沉淀更完全. 2、以你现有的知识、以你现有的知识,你认为判断沉淀能否生成可从哪方面考虑？你认为判断沉淀能否生成可从哪方面考虑？ 是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部除去？说明原因。是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部除去？说明原因。 从溶解度方面可判断沉淀能否生成从溶解度方面可判断沉淀能否生成,不可能使要除去的离子不可能使要除去的离子 通过沉淀完全除去通过沉淀完全除去. 教材教材P67 3题题 1、若使氢氧化镁沉淀溶解，

22、可以采取什么方法？所依据的原理？、若使氢氧化镁沉淀溶解，可以采取什么方法？所依据的原理？ 科学探究科学探究 编号编号 滴加滴加 试剂试剂 2ml蒸馏水，蒸馏水， 滴加酚酞溶液滴加酚酞溶液 2ml盐酸盐酸 3ml饱和饱和 NH4Cl溶液溶液 2mlFeCl3 溶液溶液 现象现象 无明显溶解现象，无明显溶解现象， 溶液变浅红溶液变浅红 迅速溶解迅速溶解逐渐溶解逐渐溶解 有红褐色沉有红褐色沉 淀生成淀生成 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) 2、现提供以下试剂，设计可行的实验方案。蒸馏水、盐酸、现提供以下试剂，设计可

23、行的实验方案。蒸馏水、盐酸、 饱和饱和NH4Cl液、液、NaOH溶液、溶液、NaCl溶液、溶液、 FeCl3溶液。溶液。 设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子, ,使平衡使平衡 向沉淀溶解的方向移动向沉淀溶解的方向移动. . 难溶于水的沉淀溶于酸中难溶于水的沉淀溶于酸中; 如如:Cu(OH)2、Al(OH)3 、CaCO3 、FeS 溶于盐酸。溶于盐酸。 难溶电解质溶于某些盐溶液中难溶电解质溶于某些盐溶液中; 如如:Mg(OH)2溶于溶于NH4Cl溶液中。溶液中。 利用氧化还原方法降低某一离子的浓度利用氧化还原方法降低某一离子的浓度; H2S FeS Fe2

24、+ + S2- S + NO + H2O H+ HNO3 利用生成络合物使沉淀溶解利用生成络合物使沉淀溶解 。 3 3、沉淀的转化、沉淀的转化: : 沉淀可以从溶解度沉淀可以从溶解度小小的向溶解度的向溶解度更小更小的方向转化的方向转化, ,两者差别两者差别 越大越大, ,转化越容易。转化越容易。 （1）沉淀转化的沉淀转化的实质实质：使溶液中的离子浓度更小使溶液中的离子浓度更小 KIKI Na2S （2）沉淀转化的沉淀转化的应用：应用： 锅炉除水垢锅炉除水垢(CaSO4)； 资料资料P65 水垢成分水垢成分 CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 用用饱和饱和Na2CO3 溶液浸泡数天溶液浸泡数

25、天 疏松的水垢疏松的水垢 CaCO3 Mg(OH)2 用盐酸用盐酸或或 饱和氯化铵溶液饱和氯化铵溶液 除去水垢除去水垢 写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式 CaSO4+CO32- CaCO3+SO42- CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2O Mg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O 一些自然现象的解释一些自然现象的解释: CaCO3 Ca2+ + CO32- + H2O+CO2 各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并溶液，并 向深部渗透，遇到深层的闪锌矿向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(

26、ZnS)和方铅矿和方铅矿(PbS)，便慢慢地，便慢慢地 使之转变为铜蓝使之转变为铜蓝(CuS)。 2HCO3- ZnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Zn2+ 阅读阅读P66 氟化物防治龋齿的化学原理氟化物防治龋齿的化学原理 4. 4. 分步沉淀分步沉淀 溶液中含有几种离子，加入某沉淀剂均可生溶液中含有几种离子，加入某沉淀剂均可生 成沉淀，沉淀生成的先后顺序按成沉淀，沉淀生成的先后顺序按离子积大于溶度离子积大于溶度 积的先后顺序沉淀，积的先后顺序沉淀，叫作分步沉淀。叫作分步沉淀。 KspKsp越小越先沉淀越小越先沉淀，且，且KspKsp相差越大分步沉淀相差越大分步沉淀 越完

27、全越完全; ;如如AgClAgCl、AgBrAgBr、AgIAgI、AgAg2 2S S 一般认为沉淀离子浓度小于一般认为沉淀离子浓度小于1.01.01010-5 -5 mol mol/L/L 时时, ,则认为已经沉淀完全。则认为已经沉淀完全。 解解: : Fe(OH) Fe(OH)3 3 Fe Fe3+ 3+ + 3OH + 3OH- - K Ksp sp = Fe = Fe3+ 3+ OHOH- - 3 3 = 4.0 = 4.0 1010-38 -38 因此，因此，FeFe3+ 3+ 沉淀完全时的 沉淀完全时的OHOH- - 为为: : 例例1 1：如果溶液中：如果溶液中FeFe3+ 3

28、+和 和MgMg2+ 2+的浓度均为 的浓度均为0.10 mol0.10 molL L, ,使使 FeFe3+ 3+完全沉淀而使 完全沉淀而使MgMg2+ 2+不沉淀的 不沉淀的pHpH条件是什么条件是什么? ? （相应的（相应的 KspKsp查阅教材查阅教材P65P65页表格中数据。）页表格中数据。） pH = 3.2pH = 3.2 111 3 5 39 3 3 Lmol105 .1 101 100 .4 Fe OH sp K -38 1.6 1.6 1010-11 -11 MgMg2 2 开始沉淀时的 开始沉淀时的OHOH- - 为为: : 15 2 111 2 1 2 Lmol103

29、. 1 ) 1 . 0 108 . 1 () Mg (OH sp K pH =9.1pH =9.1 因此因此, , 只要控制只要控制pHpH值在值在3.2 3.2 9.1 9.1之间即可使之间即可使FeFe3+ 3+定 定 量沉淀而使量沉淀而使MgMg2+ 2+不沉淀。 不沉淀。 讨论讨论1： （1）向盛有）向盛有0.1mol/LAgNO3溶液的试管中滴加溶液的试管中滴加0.1mol/LNaCl 溶液，至不再有白色沉淀生成为止。取其中澄清溶液，逐滴加入溶液，至不再有白色沉淀生成为止。取其中澄清溶液，逐滴加入 饱和饱和Na2S溶液，有无沉淀生成？溶液，有无沉淀生成？ （2）如果先向）如果先向AgNO3溶液中加等浓度的溶液中加等浓度的Na2S溶液至沉淀完全，溶液至沉淀完全， 再向上层清液中滴加再向上层清液中滴加NaCl，情况又如何？试解释原因。，情况又如何？试解释原因。 （3）是否可以是否可以用等浓度的用等浓度的Na2SO4溶液代替溶液代替Na2S溶液？溶液？ 讨论讨论2：在粗制在粗制CuSO45H2O晶体中常含有杂质晶体中常含有杂质Fe2+ 。在提纯时，为。在提纯时，为