难溶电解质的溶解平衡经典实用

1、第四节第四节 难溶电解质的难溶电解质的溶解平衡溶解平衡第 三 章复习 1 1、什么叫饱和溶液？什么叫不饱和溶液？、什么叫饱和溶液？什么叫不饱和溶液？ 一定温度下，不能再溶解溶质的溶液叫饱和一定温度下，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。溶液。能继续溶解溶质的溶液叫不饱和溶液。2 2、溶解性是指：、溶解性是指：_ 溶解性是物质的溶解性是物质的_性质。性质。 溶解性大小跟溶解性大小跟 _有关。有关。物理物理溶质、溶剂的性质溶质、溶剂的性质 物质的溶解性只能粗略表示物物质的溶解性只能粗略表示物质的溶解能力的强弱，为了精确表质的溶解能力的强弱，为了精确表示物质的溶解能力

2、，化学上引入了示物质的溶解能力，化学上引入了“溶解度溶解度”的概念。的概念。固体物质的溶解度固体物质的溶解度定义：在一定温度下，某固态物质在定义：在一定温度下，某固态物质在100100克溶剂克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。叫做这种物质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在这种溶剂里的溶解度。溶解度。注意：条件：一定温度。标准：注意：条件：一定温度。标准：100100克溶剂克溶剂状态：饱和状态状态：饱和状态 单位：克单位：克 任何物质的溶解是有条件的，在一定的条件任何物质的溶解是有条件的，在一定的条件下某物质的溶解量也是下某物质的溶解量也是有限的有限的，不存在无限可溶，不

3、存在无限可溶解的物质。解的物质。溶解度与溶解性的关系：溶解度与溶解性的关系：20易溶易溶物质物质可溶可溶物质物质微溶微溶物质物质难溶难溶物质物质s10g10gs1g 1gs0.01gs k kspsp 过饱和，析出沉淀，过饱和，析出沉淀， qqc c k kspsp 饱和，平衡状态饱和，平衡状态 qqc c k kspsp 未饱和。未饱和。 mman (s) mmn(aq) nam(aq) 3 3、溶度积溶度积、溶度积（、溶度积（kspksp）：难溶电解质的溶）：难溶电解质的溶解平衡中，解平衡中，离子浓度幂的乘积。离子浓度幂的乘积。例：下列情况下，有无例：下列情况下，有无cacocaco3 3

4、沉淀生成？已知沉淀生成？已知ksp,caco3=4.96 10-9（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 ml0.1 ml浓度为浓度为0.01 mol 0.01 mol /l /l 的的caclcacl2 2和和nana2 2coco3 3；（2 2）改变改变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 = 100.01/1.0 = 10-6-6 mol /lmol /l qc q

5、c = = caca2+2+ coco3 32-2- = 10 = 10-12-12 k kspsp,caco3,caco3 因此有因此有cacocaco3 3沉淀生成。沉淀生成。3、试利用平衡移动原理解释下列事实：、试利用平衡移动原理解释下列事实：(1)fes不溶于水，但能溶于稀盐酸中不溶于水，但能溶于稀盐酸中(2)caco3难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中(3)分别用等体积的蒸馏水和分别用等体积的蒸馏水和0010mol/l硫酸洗涤硫酸洗涤baso4沉淀，用水洗涤造成沉淀，用水洗涤造成baso4的损失量大于用的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量稀硫酸洗涤的损失量小结 知识

6、： 1、难溶电解质的溶解平衡的建立，特征和平衡的移动。 2、溶度积的含义和用途。 方法： 1、利用勒夏特列原理理解溶解平衡的移动。 2、运用ksp讨论溶液中沉淀的生成与溶解。练习练习1 1：在：在100ml 0.01mol/lkcl 100ml 0.01mol/lkcl 溶液中，溶液中，加入加入 1ml 0.01mol/l agno1ml 0.01mol/l agno3 3溶液，下列溶液，下列说法正确的是说法正确的是(agcl k(agcl kspsp=1.8=1.81010-10-10) ) （ ） a.a.有有agclagcl沉淀析出沉淀析出 b.b.无无agclagcl沉淀沉淀 c.c.

7、无法确定无法确定 d.d.有沉淀但不是有沉淀但不是agclagclac(cl-)=(o.o10.1) 0.101=9.910-3mol/lc(ag+)=(o.o10.001) 0.101=9.910-5mol/lqc =9.910-39.99.91010-5-5=9.8=9.81010-7-7kkspsp练习练习2(082(08广东广东) )：已知：已知agag2 2soso4 4的的k kspsp为为2.02.01010-5-5，将，将适量适量agag2 2soso4 4固体溶于固体溶于100ml100ml水中至刚好饱和，该过水中至刚好饱和，该过程中程中agag+ +和和soso4 42-2

8、-浓度随时间变化关系如图浓度随时间变化关系如图1 1（饱和（饱和agag2 2soso4 4溶液中溶液中c(agc(ag+ +)=0.034mol/l)=0.034mol/l）。若）。若t t1 1时刻在时刻在上述体系中加入上述体系中加入100ml 0.020mol/l na100ml 0.020mol/l na2 2soso4 4溶液，溶液，下列示意图中下列示意图中，能正确表示，能正确表示t t1 1时刻后时刻后agag+ +和和soso4 42-2-浓度浓度随时间变化关系的是随时间变化关系的是( )( )图1b刚好饱和刚好饱和练习2解答原溶液中： c(so42-)=c(ag+) 2=0.0

9、34mol/l2=0.017mol/l加入na2so4后： c(ag+)=0.034mol/l2=0.017mol/l c(so42-)=(0.017mol/l+0.020mol/l) 2=0.0185mol/l则qc= c(ag+)2 c(so42-)=0.01720.0185=5.3510-6因qc ksp，溶液未达到饱和状态。二、沉淀反应的应用二、沉淀反应的应用1 1、沉淀的生成、沉淀的生成（1 1）应用）应用：生成难溶电解质的沉淀，是工：生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中业生产、环保工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。（2 2

10、）方法）方法 调调phph值值如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调 phph值至值至7878fefe3 3 + 3nh+ 3nh3 3hh2 2o=fe(oh)o=fe(oh)3 3+3nh+3nh4 4 加沉淀剂加沉淀剂 如：沉淀如：沉淀cucu2+2+、hghg2+2+等，以等，以nana2 2s s、hh2 2s s做沉淀剂做沉淀剂cucu2 2+s+s2 2= cus= cus hghg2 2+s+s2 2= hgs= hgs 同离子效应法同离子效应法 氧化还原法氧化还原法硫酸中硫酸根浓度大，使平衡向沉淀硫酸中硫酸根浓度大，使平衡向沉淀方向移

11、动，有利于沉淀的生成。方向移动，有利于沉淀的生成。例：为什么硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水 中小。先把先把3 3 沉淀，过滤除去沉淀。沉淀，过滤除去沉淀。氧化剂可用：氯气、双氧水、氧气等（不引入杂质）氧化剂可用：氯气、双氧水、氧气等（不引入杂质）调调phph可用：氧化铜、碳酸铜等（不引入杂质）可用：氧化铜、碳酸铜等（不引入杂质）氧化剂:硝酸、高锰酸钾、氯气、氧气、双氧水等调调ph:氨水、氢氧化钠、氧化铜、碳酸铜氨水、氢氧化钠、氧化铜、碳酸铜思考与交流思考与交流1 1、如果要除去某溶液中的、如果要除去某溶液中的soso4 42-2-，你选择加，你选择加 入钡入钡盐还是钙盐？为什么？盐还是钙盐？为

12、什么？加入钡盐，因为加入钡盐，因为basobaso4 4比比casocaso4 4更难溶，更难溶，使用钡盐可使使用钡盐可使soso4 42-2-沉淀更完全沉淀更完全2 2、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成、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？是否可能使要除去的离子通过可从哪方面考虑？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。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；不可能使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通过沉淀完全除去，因为不溶是要除去的离子通过沉淀完全除去，因为不溶是相对的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。相对的，沉淀物

13、在溶液中存在溶解平衡。生成沉淀的离子反应的本质生成沉淀的离子反应的本质反应生成沉淀反应生成沉淀使溶液中某些使溶液中某些离子浓度变得离子浓度变得更小。更小。侯氏制碱法原理：侯氏制碱法原理：nh3+nacl+co2+h2o=nahco3 +nh4cl认识认识1：生成沉淀的离子反应之所以能生成沉淀的离子反应之所以能够发生，在于生成物的溶解度很小。够发生，在于生成物的溶解度很小。认识认识2：难溶电解质的溶解度尽管很难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会为小，但不会为0。认识认识3：溶解度小于溶解度小于0.01g的电解质的电解质称为难溶电解质，残留在溶液中的称为难溶电解质，残留在溶液中的离子浓度小于离子浓度

14、小于1x10-5mol/l,就认为就认为反应完全了。反应完全了。沉淀的生成小结沉淀的生成小结例例1. 1. 在在1l1l含含1.01.01010-3-3molmol l l-1-1 的的soso4 42-2-溶溶液中，注入液中，注入0.01mol bacl0.01mol bacl2 2溶液（假设溶溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去液体积不变）能否有效除去soso4 42-2-? ?已已知知:k:kspsp(baso(baso4 4)= 4)= 41010-10-10 mol mol2 2 l l-2-2解：解：c(ba2+)=0.01mol/l,c(so42-)=0.001mol/l,生成生

15、成baso4沉沉淀后，淀后，ba2+过量，剩余的即过量，剩余的即ba2+=0.01-0.001=0.009mol/l. so42-=ksp/ba2+= 1.110-10/9.010-3=1.210-8(mol/l) 因为，剩余的即因为，剩余的即so42-=1.210-8mol/l1.010-5mol/l 所以，所以， so42-已沉淀完全，即有效除去了已沉淀完全，即有效除去了so42-。注意注意：当剩余离子即平衡离子浓度：当剩余离子即平衡离子浓度10-5mol/l时，认为离子时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。已沉淀完全或离子已有效除去。例例2. 用用5%的的na2so4溶液能否有溶液能否

16、有效除去误食的效除去误食的ba2+?已知已知:ksp(baso4)=1.110-10mol2 l-2解：解：5% 的的na2so4溶液中的溶液中的so42-0.352mol/l, ba2+=(1.110-10mol2 l-2)/ (0.352mol/l) =2.910-10mol l-1 因为剩余的因为剩余的ba2+cu(oh)cu(oh)2 2fe(oh)fe(oh)3 3。 3.3.小结小结k kspsp的大小与沉淀转化的关系。的大小与沉淀转化的关系。 对于同类型的难溶电解质，对于同类型的难溶电解质， k kspsp的大小与溶的大小与溶解度的大小一致，解度的大小一致， k kspsp较大的

17、沉淀可以转化较大的沉淀可以转化为为k kspsp较小的沉淀。较小的沉淀。 溶液中含有几种离子，加入某沉淀剂均可生成沉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淀，沉淀生成的先后顺序按离子积大于溶度积的先后离子积大于溶度积的先后顺序沉淀，顺序沉淀，叫作分步沉淀。叫作分步沉淀。 对同一类型的沉淀，对同一类型的沉淀，ksp越小越先沉淀，且越小越先沉淀，且ksp相差越大分步沉淀越完全相差越大分步沉淀越完全;如如agcl、agbr、agi 对不同类型的沉淀，其沉淀先后顺序要通过计算对不同类型的沉淀，其沉淀先后顺序要通过计算才能确定。如才能确定。如agcl和和ag2cro4 一般认

18、为沉淀离子浓度小于一般认为沉淀离子浓度小于1.010-5 mol/l时时,则认为已经沉淀完全则认为已经沉淀完全例例1：如果溶液中：如果溶液中fe3+和和mg2+的浓度均为的浓度均为0.10 moll, 使使fe3+完全沉淀而使完全沉淀而使mg2+不沉淀的不沉淀的ph条件是什么条件是什么? 111353933lmol105.1101100.4feohspkpoh = 10.8 , ph = 3.2解解: fe(oh)3 fe3+ + 3oh- ksp = fe3+oh-3 = 4.0 10-39 fe3+ 沉淀完全时的沉淀完全时的oh-为为:mg2开始沉淀的开始沉淀的ph值为值为:1521112

19、12lmol103 . 1)1 . 0108 . 1()mg(ohspkpoh = 4.9, ph =9.1因此因此, 只要控制只要控制ph值在值在3.2 9.1之间即可之间即可使使fe3+定量沉淀而使定量沉淀而使mg2+不沉淀。不沉淀。ksp (mg(oh)2)= 1.810-112122)2fe(h k42161036. 1) 1 . 01 . 01084. 1 (控制控制ph值在值在3.12-3.87之间即可将之间即可将zn2+和和fe2+分分离完全离完全fe2+ 开始沉淀时的ph值为：ph = 3.87 3、沉淀的溶解、沉淀的溶解（1）原理）原理设法不断移去溶解平衡体系中的相应设法不断

20、移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动（2）举例）举例a 、难溶于水的盐溶于酸中、难溶于水的盐溶于酸中如：如：caco3溶于盐酸，溶于盐酸，fes、al(oh)3、cu(oh)2溶于强酸溶于强酸b 、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液如：如：mg(oh)2溶于溶于nh4cl溶液溶液思考与交流思考与交流用平衡移动的原理分析用平衡移动的原理分析mg(oh)2溶于盐酸溶于盐酸和和nh4cl溶液的原因溶液的原因解解释释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

21、(aq)加入盐酸时，加入盐酸时，h中和中和oh-,使使c(oh)减减小，平衡右移，从而使小，平衡右移，从而使mg(oh)2溶解溶解加入加入nh4cl时，时，1、nh4直接结合直接结合oh,使使c(oh)减小，平衡减小，平衡右移，从而使右移，从而使mg(oh)2溶解溶解2、nh4水解，产生的水解，产生的h中和中和oh,使使c(oh)减小，平衡右移，从而使减小，平衡右移，从而使mg(oh)2溶解溶解思考：为什么医学上常用思考：为什么医学上常用baso4作为内服造影剂作为内服造影剂“钡钡餐餐”，而不用，而不用baco3作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”? baso4 和和baco3的沉淀溶解平

22、衡分别为：的沉淀溶解平衡分别为： baso4 ba2+ + so42- ksp=1.110-10mol2 l-2 baco3 ba2+ + co32- ksp=5.110-9mol2 l-2 由于人体内胃酸的酸性较强由于人体内胃酸的酸性较强(ph0.9-1.5)，如果服下，如果服下baco3,胃酸会与胃酸会与co32-反应生成反应生成co2和水，使和水，使co32-离离子浓度降低，使子浓度降低，使qc ksp(cus),cus的溶解的溶解度远小于度远小于zns的溶解度。的溶解度。 当当向向zns沉淀上滴加沉淀上滴加cuso4溶液时，溶液时， zns溶解产生的溶解产生的s2-与与 cuso4溶液

23、中的溶液中的cu2+足以满足足以满足qcksp(cus)的条件，的条件， s2-与与cu2+结合产生结合产生cus沉淀并建立沉淀溶解平衡。沉淀并建立沉淀溶解平衡。 cus沉淀的生成，使得沉淀的生成，使得s2-的浓度降低，导致的浓度降低，导致s2-与与zn2+的的qc ksp（agi） 有有agi析出析出agcl+i agi+cl 改变条件，原沉淀溶解平衡发生移动，遵循勒沙特列改变条件，原沉淀溶解平衡发生移动，遵循勒沙特列 原理：原理：agcl（ s）ag（ aq） cl（ aq）i（ aq）agi（ s）化学式化学式溶解度溶解度/g （20） 溶度积溶度积 （25）bacl235.7ba（oh

24、）23.89caso40.217.110-5caco37.110-42.810-9agcl1.510-41.810-10agbr8.410-65.410-13agi2.110-78.510-17cu（oh）22.210-20fe（oh）3310-94.010-38沉淀的转化是沉淀的转化是_。沉淀的转化实质是沉淀的转化实质是_的移动。的移动。通常通常,一种沉淀可转化为一种沉淀可转化为更更难溶的沉淀，两种难溶的沉淀，两种难溶物的难溶物的_差别越大差别越大,这种转化的趋这种转化的趋势就越大。势就越大。沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡溶解能力溶解能力 一种难溶电解质转化为另一种难溶一种难溶电解质转化为另一种难

25、溶电解质的过程电解质的过程锅炉中水垢中含有锅炉中水垢中含有caso4 ，可先用，可先用na2co3溶液溶液处理，使处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的之转化为疏松、易溶于酸的caco3。caso4 so42- + ca2+ +co32-caco3沉淀转化的应用沉淀转化的应用 举例举例1思考：思考：1、在工业废水中常含有、在工业废水中常含有 cu2+、hg2+、pb2+等重等重金属离子，处理时通常投入金属离子，处理时通常投入 fes固体以固体以 除去这除去这些离子，试解释其原因？些离子，试解释其原因？化学式化学式 fescushgspbsksp6.310181.310366.410533.41028 牙齿表面由一层硬的、组成为牙齿表面由一层硬的、组成为ca5(po4)3oh的的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：物质保护着，它在唾液中存在下列平衡： ca5(po4)3oh（s） 5ca2+3po43-+oh- 进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是 。 已知已知ca5(po4)3f（s）的溶解度比上面的矿化产）的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏物更小、质地更