难溶电解质的溶解平衡(人教选修4)

1、小明用热水配制了大半烧杯硝酸钾的饱和水溶液，让一个小明用热水配制了大半烧杯硝酸钾的饱和水溶液，让一个较大的塑料块在液面上漂浮，当时溶液的温度约为较大的塑料块在液面上漂浮，当时溶液的温度约为60 ，室温，室温为为20 。然后，小明让溶液冷却，注意观察。请说出小明会看。然后，小明让溶液冷却，注意观察。请说出小明会看到的两个现象，并用你学过的理论知识解释。到的两个现象，并用你学过的理论知识解释。 提示提示溶解度与温度相关，温度越低，硝酸钾的溶解度越溶解度与温度相关，温度越低，硝酸钾的溶解度越小，所以随着溶液温度降低，小明会看到有硝酸钾析出，冷却小，所以随着溶液温度降低，小明会看到有硝酸钾析出，冷却后

2、杯里溶液的密度会减小，小明会看到塑料块浸入溶液的体积后杯里溶液的密度会减小，小明会看到塑料块浸入溶液的体积增大。增大。 第四节难溶电解质的溶解平衡第四节难溶电解质的溶解平衡1了解难溶电解质的溶解平衡。了解难溶电解质的溶解平衡。2了解溶度积的意义。了解溶度积的意义。3知道沉淀生成、沉淀溶解、沉淀转化的本质是沉淀溶知道沉淀生成、沉淀溶解、沉淀转化的本质是沉淀溶解平衡的移动。解平衡的移动。笃学一笃学一以以Gal为例理解溶解平衡为例理解溶解平衡尽管尽管AgCl溶解度很小，但并不是溶解度很小，但并不是 ，从固体溶解平，从固体溶解平衡角度认识，衡角度认识，AgCl在溶液中存在下述两个过程：一方面，在水在溶

3、液中存在下述两个过程：一方面，在水分子作用下，少量分子作用下，少量 和和 脱离脱离 溶入水中；另一溶入水中；另一方面，溶液中的方面，溶液中的 和和 受受AgCl表面表面的吸的吸引，引， AgCl表面，析出表面，析出 。在一定温度下，当在一定温度下，当AgCl 和和 的速率相等时，的速率相等时，得到得到AgCl的的 溶液，即建立下列动态平衡：溶液，即建立下列动态平衡： 。绝对不溶绝对不溶AgClAgCl表面表面AgCl阳、阴离子阳、阴离子回到回到沉淀沉淀溶解溶解生成生成饱和饱和笃学二笃学二沉淀反应的应用沉淀反应的应用1.沉淀的生成沉淀的生成(1)调节调节pH法法加入氨水调节加入氨水调节pH至至7

4、8，可除去氯化铵溶液中的杂质氯化，可除去氯化铵溶液中的杂质氯化铁。反应离子方程式如下：铁。反应离子方程式如下：。(2)加沉淀剂法加沉淀剂法以以Na2S、H2S等作沉淀剂，使等作沉淀剂，使Cu2等生成极难溶的硫化物等生成极难溶的硫化物沉淀。反应离子方程式如下：沉淀。反应离子方程式如下：， 。Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH4Cu2S2=CuSCu2H2S=CuS2H2沉淀的溶解：根据沉淀的溶解：根据 原理。对于在水中难溶原理。对于在水中难溶的电解质，如能设法不断地的电解质，如能设法不断地 溶解平衡体系中溶解平衡体系中 ，使平衡向使平衡向 的方向移动，就可以使沉淀溶解。应用举的方向移动，

5、就可以使沉淀溶解。应用举例：难溶于水的例：难溶于水的CaCO3沉淀可以溶于盐酸中沉淀可以溶于盐酸中平衡移动平衡移动移去移去相应离子相应离子沉淀溶解沉淀溶解3沉淀的转化：沉淀的转化：沉淀的转化的实质是沉淀的转化的实质是 。一般来说，。一般来说，溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀。溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀。除去锅炉中的水垢除去锅炉中的水垢(CaSO4)时用时用Na2CO3试剂试剂沉淀溶解平衡的移动沉淀溶解平衡的移动笃学三笃学三溶度积溶度积难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常数称为难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常数称为溶溶度积度积。对于沉淀溶解平衡。对于沉淀溶解

6、平衡MmAn(s) mMn(aq)nAm(aq)而言，其溶度积的表达式为而言，其溶度积的表达式为Ksp 。cm(Mn)cn(Am)【慎思【慎思1】 从溶解度的角度分析，什么是难溶电解质？从溶解度的角度分析，什么是难溶电解质？提示提示习惯上将溶解度小于习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解的电解质称为难溶电解质。质。【慎思【慎思2】 只有难溶电解质才存在溶解平衡吗？只有难溶电解质才存在溶解平衡吗？提示提示不仅难溶电解质存在溶解平衡，在易溶的饱和溶液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，如在饱和中也存在溶解平衡，如在饱和NaCl溶液中存在溶解和结晶平溶液中存在溶

7、解和结晶平衡。衡。【慎思【慎思3】 沉淀溶解平衡的影响因素有哪些？沉淀溶解平衡的影响因素有哪些？提示提示(1)内因：溶质本身的性质。绝对不溶的物质是没有内因：溶质本身的性质。绝对不溶的物质是没有的；同是微溶物质，溶解度差别也很大；易溶溶质只要是饱和的；同是微溶物质，溶解度差别也很大；易溶溶质只要是饱和溶液也存在溶解平衡。溶液也存在溶解平衡。(2)外因：包括浓度、温度等，遵循勒夏特列原理。外因：包括浓度、温度等，遵循勒夏特列原理。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；少数平衡向生温度：升温，多数平衡向溶解方向移动；少数平衡向生成沉淀的

8、方向移动，如成沉淀的方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡。的溶解平衡。同离子效应：向平衡体系中加入相同的离子，使平衡向同离子效应：向平衡体系中加入相同的离子，使平衡向生成沉淀的方向移动。生成沉淀的方向移动。其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶的物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动。更难溶的物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动。【慎思【慎思4】 难溶电解质的溶解平衡和难电离物质难溶电解质的溶解平衡和难电离物质(弱电解质弱电解质)的电离平衡有什么区别？的电离平衡有什么区别？提示提示(1)从物质类别来看：难溶电解质可以是强电解质也

9、从物质类别来看：难溶电解质可以是强电解质也可以是弱电解质可以是弱电解质如如BaSO4是强电解质，而是强电解质，而Al(OH)3是弱电解是弱电解质质，而难电离物质只是弱电解质。，而难电离物质只是弱电解质。(2)从变化过程来看：溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解从变化过程来看：溶解平衡是指已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。状态。 提示提示加入固体加入固体CH3COONa使使Mg(OH)2固体的质

10、量增加。固体的质量增加。理由是理由是CH3COONa在溶液中水解在溶液中水解CH3COOH2OCH3COOHOH，增大了，增大了c(OH)，使，使Mg(OH)2的溶解平衡向着生成的溶解平衡向着生成Mg(OH)2的方向移动。的方向移动。加入加入NH4Cl固体使固体使Mg(OH)2固体的质量减小。理由是固体的质量减小。理由是NH4Cl在溶液中电离出在溶液中电离出NH4，NH4与与OH发生反应：发生反应：NH4OHNH3H2O，减小了，减小了c(OH)，使，使Mg(OH)2的溶解平衡向着生的溶解平衡向着生成成Mg2和和OH的方向移动。的方向移动。 1影响沉淀溶解平衡的因素影响沉淀溶解平衡的因素(1)

11、内因：难溶电解质本身的性质内因：难溶电解质本身的性质(2)外因：外因：温度：温度升高，多数溶解平衡向溶解的方向移动。温度：温度升高，多数溶解平衡向溶解的方向移动。浓度：加水稀释，溶解平衡向溶解方向移动。浓度：加水稀释，溶解平衡向溶解方向移动。同离子效应：加入与难溶电解质构成微粒相同的物质。同离子效应：加入与难溶电解质构成微粒相同的物质。溶解平衡向生成沉淀的方向移动。溶解平衡向生成沉淀的方向移动。能反应的物质：加入与难溶电解质溶解所得的离子反应能反应的物质：加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，溶解平衡向溶解的方向移动。的物质，溶解平衡向溶解的方向移动。2实例实例难溶电解质的溶解平衡属于化学

12、平衡，符合勒夏特列原难溶电解质的溶解平衡属于化学平衡，符合勒夏特列原理，外界条件改变时，平衡将会发生移动。理，外界条件改变时，平衡将会发生移动。【例【例1】某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品】某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO4，与相邻的合成氨厂联合设计了如图所示制备，与相邻的合成氨厂联合设计了如图所示制备(NH4)2SO4的工艺的工艺流程：流程：请回答以下问题：请回答以下问题：(1)合成氨反应的化学方程式是合成氨反应的化学方程式是_，该反应在，该反应在_(填设备名称填设备名称)中发生。沉淀池中发生的主要反应方程式是中发生。沉淀池中发生的主要反应方程式是_，该反应能够发生的原因

13、是，该反应能够发生的原因是_。(2)在上述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是在上述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是_，可以循环使用的，可以循环使用的X是是_。(3)该生产过程中的副产品是该生产过程中的副产品是_。从绿色化学和资源。从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是综合利用的角度说明上述流程的主要优点是_；从物质的性质和工业生产实际的角度考虑该流程的主要缺；从物质的性质和工业生产实际的角度考虑该流程的主要缺陷是陷是_。(1)利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生；其次希望沉淀生成的反应进行的越完全越的反

14、应能够发生；其次希望沉淀生成的反应进行的越完全越好。如沉淀好。如沉淀Mg2，应使用，应使用NaOH等使之转为溶解度小的等使之转为溶解度小的Mg(OH)2。(2)一般认为离子浓度小于一般认为离子浓度小于1105molL1时，沉淀已经完时，沉淀已经完全。全。【体验【体验1】自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用】自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或或PbS，慢，慢慢转变为铜蓝慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是。下列分析正确的是()。ACuS的溶解度大于的溶解度大于PbS的溶解度的溶解度B原

15、生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性CCuSO4与与ZnS反应的离子方程式是反应的离子方程式是Cu2S2=CuSD整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应解析解析由由PbS转化生成转化生成CuS，说明，说明CuS更难溶，更难溶，CuS中的中的S为为2价，仍具有还原性，价，仍具有还原性，CuSO4与与ZnS反应的离子方程式为反应的离子方程式为Cu2ZnS=CuSZn2答案答案D1影响影响Ksp的因素的因素Ksp只与难溶电解质的性质、温度有关，而与沉淀的量无只与难溶电解质的性质、温度有关，而与沉淀

16、的量无关，并且溶液中的离子浓度的变化只能使平衡移动，并不改变关，并且溶液中的离子浓度的变化只能使平衡移动，并不改变溶度积。溶度积。2意义意义Ksp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。(1)对于同类型物质，对于同类型物质，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。如由解能力越强。如由Ksp数值可知，溶解能力：数值可知，溶解能力：AgClAgBrAgI，Cu(OH)2Mg(OH)2。3溶度积与离子积的关系溶度积与离子积的关系通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积离子离子积积Qc的相对大

17、小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解：生成或溶解：QcKsp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。新的平衡。QcKsp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。Qc Ksp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。【例【例2】已知：】已知：25 时，时，KspMg(OH)25.611012，Ksp(MgF2)7.421011。下列说

18、法正确的是。下列说法正确的是()。A25 时，饱和时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和溶液与饱和MgF2溶液相比，前溶液相比，前者的者的c(Mg2)大大B25 时，在时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的的悬浊液中加入少量的NH4Cl固固体，体，c(Mg2)增大增大C25 时，时，Mg(OH)2固体在固体在20 mL 0.01 mol/L氨水中的氨水中的Ksp比在比在20 mL 0.01 mol/L NH4Cl溶液中的溶液中的Ksp小小D25 时，在时，在Mg(OH)2悬浊液中加入悬浊液中加入NaF溶液后，溶液后，Mg(OH)2不可能转化为不可能转化为MgF2解析解析A中氢氧化镁溶度积小，所以其

19、中氢氧化镁溶度积小，所以其Mg2少。少。B中中NH4结合结合OH使氢氧化镁溶解平衡正移，使氢氧化镁溶解平衡正移，Mg2增多。增多。C中中Ksp不随浓不随浓度变化，只与温度有关。度变化，只与温度有关。D中二者中二者Ksp接近，使用浓接近，使用浓NaF溶液可以溶液可以使氢氧化镁转化。使氢氧化镁转化。答案答案B(1)溶度积溶度积Ksp仅与温度有关仅与温度有关(难溶电解质一定时难溶电解质一定时)。(2)溶度积与溶解度均可表示物质的溶解性。溶度积与溶解度均可表示物质的溶解性。(3)相同类型的物质，溶度积越小，其溶解度越小。相同类型的物质，溶度积越小，其溶解度越小。【体验【体验2】某温度下，】某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化，金属阳离子浓度的变化如右图所示。据图分析，下列判断错误