第四节难溶物的溶解平衡

1、第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡第四节第四节 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡一、复分解反应的条件一、复分解反应的条件有水生成有水生成有沉淀生成有沉淀生成有气体生成有气体生成有弱电解质生成有弱电解质生成反应条件反应条件溶解度与溶解性的关系：溶解度与溶解性的关系：2010易溶易溶可溶可溶1 微溶微溶0.01难溶难溶S /g当溶解速率与结晶速率当溶解速率与结晶速率相等时，达到平衡状态相等时，达到平衡状态饱和的饱和的硫酸铜溶液硫酸铜溶液硫酸铜晶体硫酸铜晶体硫酸铜晶体质量前后相等硫酸铜晶体质量前后相等硫酸铜晶体变得更为规整硫酸铜晶体变得更为规整例一例一 硫酸铜晶体的溶解于结晶

2、硫酸铜晶体的溶解于结晶讨论：对于平衡讨论：对于平衡AgCl(S) Ag+(aq) + Cl-(aq) 若改变条件，对其有何影响（有不溶的若改变条件，对其有何影响（有不溶的AgCl存在存在)改变条件改变条件平衡移动方向平衡移动方向平衡时平衡时c（Ag+ ）平衡时平衡时c（Cl-）升升 温温加加NaClNaCl（s s）加加AgNOAgNO3 3(s)(s)加加 水水加加AgClAgCl（s s）向右向右 增大增大 增大增大向右向右 不变不变 不变不变不移动不移动 不变不变 不变不变向左向左 减小减小 增加增加向左向左 增加增加 减小减小Ca(OH)2随温度升高溶解度减小随温度升高溶解度减小温度温

3、度：升温，多数平衡向：升温，多数平衡向溶解溶解方向移动。方向移动。浓度浓度：加水，平衡向：加水，平衡向溶解溶解方向移动。方向移动。加入相同离子加入相同离子，平衡向，平衡向沉淀沉淀方向移动。方向移动。加入可与体系中某些离子反应生成更难溶加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子，使平衡向或更难电离或气体的离子，使平衡向溶解溶解的的方向移动。方向移动。练：书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式练：书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式AgCl(s） Ag+(aq) + Cl-(aq) 请注意区分难溶物的请注意区分难溶物的溶解平衡方程式溶解平衡方程式和和电离电离方程式方程式练习练习1：下

4、列说法中正确的是（下列说法中正确的是（ ） A.不溶于不溶于水水的物质溶解度为的物质溶解度为0 B.绝对不溶解的物质是不存在的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某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为浓度为0 D.物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水B练习练习2：在饱和澄清石灰水中加入生石灰反应在饱和澄清石灰水中加入生石灰反应后，恢复至原来温度下列说法正确的是后，恢复至原来温度下列说法正确的是( )A.溶液中钙离子浓度变大溶液中钙离子浓度变大B.溶液中氢氧化钙的质量分数增大溶液中氢氧化钙的质量分数增大C.溶液的溶液的pH不

5、变不变D.溶液中钙离子的物质的量减少溶液中钙离子的物质的量减少.C D物质在水中物质在水中“溶溶”与与“不溶不溶”是相对的，是相对的，“不溶不溶”是指难溶，是指难溶，没有绝对不溶的物质。没有绝对不溶的物质。对于常见的化学反应，化学上通常认为残留对于常见的化学反应，化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于在溶液中的离子浓度小于1 11010-5-5mol/Lmol/L时，沉时，沉淀达到完全。淀达到完全。总结：总结：利用生成沉淀分离或除去某些粒子的时候，利用生成沉淀分离或除去某些粒子的时候，首先是生成沉淀反应能够发生，其次是生成首先是生成沉淀反应能够发生，其次是生成沉淀的反应进行的沉淀的反应进行的

6、越完全越好越完全越好。二、沉淀反应的应用1、沉淀的生成、沉淀的生成（1）应用）应用：生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、：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物质的重要方法之一。之一。v精盐的提纯精盐的提纯 依次加入过量氯化钡、碳酸钠、氢氧化钠目的依次加入过量氯化钡、碳酸钠、氢氧化钠目的v检验检验Cl、SO42-的方法的方法调调pH值值pH3.7 Fe3+完全水解成完全水解成Fe(OH)3pH6.4 Cu2+完全水解成完全水解成Cu(OH)2pH9.6 Fe2+完全水解成完全水解成Fe(OH)2pH11.1 Mg2+完全水解

7、成完全水解成Mg(OH)2可以将可以将所有离子除去所有离子除去，也可以将，也可以将部分离子除去部分离子除去调节调节pH值一般可以加入相应的氢氧化物、碳酸盐、值一般可以加入相应的氢氧化物、碳酸盐、氧化物氧化物（2）方法）方法 调调pH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 pH值至值至78Fe3+ 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4 加沉淀剂加沉淀剂 如：沉淀如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以等，以Na2S、H2S做沉淀剂做沉淀剂Cu2+S2= CuS Hg2+S2= HgS对应对应试剂试剂少许少许Mg(OH)2少许少许Mg(OH)2少许少许Mg

8、(OH)2滴加滴加试剂试剂2ml蒸馏水，蒸馏水，2ml盐酸盐酸3ml饱和饱和NH4Cl溶液溶液 现象现象固体无明显固体无明显迅速溶解迅速溶解逐渐溶解逐渐溶解Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2OMg(OH)2 + 2NH4Cl MgCl2 + 2NH3H2O完成实验完成实验, ,记录现象记录现象, ,写出反应的化学方程式。写出反应的化学方程式。实验方案：实验方案：分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、酸、分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、酸、 盐，根据实验现象，得出结论。盐，根据实验现象，得出结论。2.沉淀的溶解沉淀的溶解加入酸或碱与溶液平衡体系中相应离子反加入酸或碱与溶液平衡体系中相

9、应离子反应，降低离子浓度，使平衡向沉淀溶解的应，降低离子浓度，使平衡向沉淀溶解的方向移动方向移动CaCO3Al(OH)3 Cu(OH)2FeS（1）酸(碱)溶解法：酸酸碱碱Al(OH)3注意：注意：CuS、HgS等不能溶于盐酸等不能溶于盐酸（2）盐溶解法：（3）发生氧化还原反应使沉淀溶解：有些金属硫化物如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-被氧化以减少其浓度达到溶解的目的3CuS+8HNO33Cu(NO3)2 + 3S+ 2NO+4H2OMg(OH)2NH4Cl CaCO3FeCl3 2Fe3+ + 3CO32-+3H2O = 2Fe(OH)3+

10、3CO2 请思考，如果将请思考，如果将FeCl3滴到含有滴到含有CaCO3的水的水溶液中，会有什么现溶液中，会有什么现象，试解释象，试解释思考思考：白色的白色的氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后，氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后，为什么会为什么会有红褐色沉淀生成？有红褐色沉淀生成？FeCl3静置静置Mg(OH)2Fe(OH)33.沉淀的转化沉淀的转化Mg(OH)2Fe(OH)3MgCl2FeCl3沉淀的溶解沉淀的溶解沉淀的生成沉淀的生成沉淀的溶解沉淀的溶解 + +沉淀的生成沉淀的生成= =沉淀的转化沉淀的转化【实验实验3-4】步骤步骤1mLNaCl和和10滴滴AgNO3溶液溶液混合混合向所得固液混合物向

11、所得固液混合物中滴加中滴加10滴滴KI溶液溶液向新得固液混合物向新得固液混合物中滴加中滴加10滴滴Na2S溶溶液液现象现象有白色沉淀析出有白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄色白色沉淀转化为黄色 黄色沉淀转化为黑色黄色沉淀转化为黑色AgClAgIAg2SKINa2S思考与交流思考与交流:从实验中可以得到什么结论？从实验中可以得到什么结论？实验说明：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的实验说明：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的方向转化，两者差别越大，转化越容易。方向转化，两者差别越大，转化越容易。物质物质溶解度溶解度/gAgCl1.510-4AgI 9.610-9Ag2S1.310-16沉淀转化沉淀转

12、化(1)(1)沉淀转化可以看做是沉淀的溶解和沉淀沉淀转化可以看做是沉淀的溶解和沉淀的生成两步结合，实质是的生成两步结合，实质是沉淀溶解平衡移动沉淀溶解平衡移动(2)(2)沉淀转化前提条件是，沉淀转化前提条件是，一般一般溶解度小的溶解度小的沉淀转化成溶解度沉淀转化成溶解度更小更小的沉淀容易实现。的沉淀容易实现。(3)(3)沉淀转化应用广泛，实际应用中当考虑沉淀转化应用广泛，实际应用中当考虑溶解谁，沉淀谁，而后确定选择谁。溶解谁，沉淀谁，而后确定选择谁。1.化学法除锅炉水垢的流程图化学法除锅炉水垢的流程图CaSO4+CO32- CaCO3+SO42- CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2OMg

13、(OH)2+2H+=Mg2+2H2O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天疏松的水垢疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2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用盐酸用盐酸或或饱氯化铵液饱氯化铵液除去水垢除去水垢2.溶洞的形成溶洞的形成CaCO3 Ca2+ + CO32-2HCO3-+H2O+CO2在自然界，溶有二氧化碳的雨水，会使石灰石构成在自然界，溶有二氧化碳的雨水，会使石灰石构成的岩层部分溶解，使碳酸钙转变成可溶性的碳酸氢钙的岩层部分溶解，使碳酸钙转变成可溶性的碳酸氢钙 当受热或压强突然减

14、小时溶解的碳酸氢钙会分解当受热或压强突然减小时溶解的碳酸氢钙会分解重新变成碳酸钙沉淀重新变成碳酸钙沉淀 Ca2+CO32-+H2O+CO2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的难溶物质保护的难溶物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：着，它在唾液中存在下列平衡： 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： 。Ca5(PO4)3OH（S） 5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq) 发酵生成的有机酸能中和发酵生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿

15、，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿方向移动，加速腐蚀牙齿 3.龋齿的形成原因及防治方法龋齿的形成原因及防治方法已知已知Ca5(PO4)3F的溶解度比的溶解度比Ca5(PO4)3OH更更小，牙膏里的氟离子会与小，牙膏里的氟离子会与Ca5(PO4)3OH反应。反应。请用离子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿请用离子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因的原因 5Ca2+ + 3PO43- + F-= Ca5（PO4）3FCa5(PO4)3OH（S） 5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq)应用应用4：为什么医学上常用为什么医学上常用BaSO4作为内服造影作为内服造影剂剂“钡餐钡餐

16、”，而不用，而不用BaCO3作为内服造影剂作为内服造影剂“钡钡餐餐”? BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：的沉淀溶解平衡分别为： BaSO4 Ba2 SO42 Ksp=1.11010 BaCO3 Ba2 CO32 Ksp=5.1109 由于人体内胃酸的酸性较强由于人体内胃酸的酸性较强(pH=0.91.5)，如果服如果服下下BaCO3，胃酸会与，胃酸会与CO32反应生成反应生成CO2和水，和水，使使CO32浓度降低，使浓度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，的沉淀溶解平衡向右移动，使体内使体内的的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。浓度增大而引起人体中毒。所以，不能用所以，不能用

17、BaCO3作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”。4.“钡餐钡餐”为什么用为什么用BaSO4思考思考： 如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应尽快用应尽快用5.0的的Na2SO4溶液给患者洗胃溶液给患者洗胃，为什么？为什么？而而SO42不与不与H结合生成硫酸，结合生成硫酸，胃酸中的胃酸中的H对对BaSO4的溶解平衡没有影响，的溶解平衡没有影响，Ba2浓度保持在安全浓度保持在安全浓度标准下，所以用浓度标准下，所以用BaSO4 作作“钡餐钡餐”。限用试剂：限用试剂：氧化剂氧化剂:HNO:HNO3 3、KMnOKMnO4 4、ClCl2 2、OO2 2、HH2 2OO2

18、 2水等水等调调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 离子离子Fe3+Cu2+Fe2+沉淀完全时的沉淀完全时的pH3.76.49.45.氧化还原法除杂氧化还原法除杂二、溶度积常数（简称溶度积）二、溶度积常数（简称溶度积）.意义：意义： KspKsp的大小反映了物质在水中的溶解能力的大小反映了物质在水中的溶解能力. .影响因素：影响因素：内因：物质本身溶解度有关内因：物质本身溶解度有关 在一定条件下，难溶性物质的在一定条件下，难溶性物质的饱和溶液饱和溶液中，存在溶中，存在溶解平衡，其解平衡，其平衡常数平衡常数叫做叫做溶度积常数溶度积常数或简称或简称溶度积溶度积1 1

19、、定义、定义KspKsp= = c cm m(A(An+n+) )c cn n(B(Bm m- -) ). .表达式表达式: : A Am mB Bn n(s(s) ) mAmAn+n+(aq)+nB(aq)+nBm-m-(aq(aq) )外因：一般温度越高，外因：一般温度越高，KspKsp越大越大 写出写出BaCOBaCO3 3、AgAg2 2SOSO4 4、Mg(OH)Mg(OH)2 2在水中的沉淀溶在水中的沉淀溶解平衡的方程式和溶度积的表达式。解平衡的方程式和溶度积的表达式。 练一练练一练已知已知298K298K时，时，MgCOMgCO3 3的的KspKsp=6.82x10=6.82x1

20、0-6-6，溶液中溶液中C(MgC(Mg2+2+)=0.0001mol/L)=0.0001mol/L，C(COC(CO3 32-2-)=0.0001mol/L)=0.0001mol/L，此时此时MgMg2+2+和和COCO3 32-2-能否共存？能否共存？想一想想一想练一练练一练Ksp(Ksp(BaCOBaCO3 3)= c(Ba)= c(Ba2+2+) )c(COc(CO3 32-2-) )Ksp(Ksp(AgAg2 2SOSO4 4)= c)= c2 2(Ag(Ag+ +) )c(SOc(SO4 42-2-) )Ksp(Ksp(Mg(OHMg(OH) )2 2)= c(Mg)= c(Mg2+2+) )c c2 2(OH(OH- -) )4. Ksp的应用：溶度积原理的应用：溶度积原理 1）Qc=Ksp此时难溶