难溶电解质的溶解平衡2

1、第三章 水溶液中的离子平衡第四节 难溶电解质的溶解平衡固体物质在水中的溶解度固体物质在水中的溶解度1 1、溶解度：在、溶解度：在一定温度一定温度下，某固体下，某固体物质在物质在100g100g溶剂溶剂（通常为水）里达到（通常为水）里达到饱和饱和状态时所能溶解的状态时所能溶解的质量质量。2020时下列物质的溶解度如表中所示：时下列物质的溶解度如表中所示：物质溶解度 溶质溶剂A%(饱和）NaCl36gNaHCO310gNH4NO3190g36g100g26.5%10g190g100g100g9.1%65.5%2 2、溶解度曲线、溶解度曲线0S/g温度温度/KNO3NaClCa(OH)2降温结晶降温

2、结晶蒸发溶剂蒸发溶剂大于大于10g10g 易溶；易溶；1g1g10g10g 可溶可溶0.01g0.01g1g1g 微溶；微溶；小于小于0.01g0.01g 难溶难溶 AgCl 20AgCl 20时在时在100g100g水中仅能溶解水中仅能溶解1.51.51010-4-4g g。尽管尽管AgClAgCl溶解很小，但并不是绝对不溶（溶解很小，但并不是绝对不溶（溶解是绝溶解是绝对的对的），生成的），生成的AgClAgCl沉淀会有少量溶解。因此，生沉淀会有少量溶解。因此，生成成AgClAgCl沉淀后的溶液中三种有关反应的粒子在反应沉淀后的溶液中三种有关反应的粒子在反应体系中共存。难溶电解质的溶解度尽管

3、很小，但不体系中共存。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于会等于0 0。 化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于110-5 mol/L，沉淀就达完全。，沉淀就达完全。Ag+ + Cl- = AgCl 可以进行到底吗可以进行到底吗?AgCl(s） Ag+(aq) + Cl-(aq) （2 2）难溶电解质的溶度积常数难溶电解质的溶度积常数用用KspKsp表示。表示。 通式：通式：A An nB Bm m(s) nA(s) nAm+m+(aq) + mB(aq) + mBn-n-(aq)(aq) 则则K Kspsp, AnBm, AnBm= C= CAm+

4、Am+n . n . C CBn-Bn-m m（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溶解 结晶 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，AgCl =C(Ag+)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：写出练习：写出BaSO4、Ag2CrO4、Mg(OH)2、Fe(OH)3的溶度积表达式的溶度积表达式例例1 1、已知已知K Ksp,AgClsp,AgCl1.561.56 1010-10-10，

5、 K Ksp,Ag2CrO4sp,Ag2CrO49.09.0 1010-12-12，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）LgLmolS/5 .1431025. 1/1025. 1551LmolS/1031. 142在水中：在水中：AgCl溶解度小于溶解度小于Ag2CrO4的溶解度的溶解度既然有溶解度，为什么还要引入既然有溶解度，为什么还要引入例例2、(1)把足量的把足量的AgCl放入放入1L 1 .0 mol L的盐酸的盐酸 (2)把足量的把足量的AgCl放入放入1L 1 .0 mol L的的AgNO3溶液中溶液中求求Ag

6、Cl的的溶解度是多少？（溶解度是多少？（g/L）LmolSKsp/1056. 110可见固体物质的溶解度在温度一定时可见固体物质的溶解度在温度一定时,并非是定值并非是定值.Ag2CrO4 Ksp=9.010-12AgCl Ksp1.56 10-10不能不能!溶度积的大小与电解质的溶度积的大小与电解质的类型类型有关有关.电解质的电解质的 类型类型 相同时相同时, ,能用能用 KspKsp的大小来比较溶解的大小来比较溶解度的大小吗度的大小吗? ?虽然由虽然由Ksp来比较来比较S的大小时还要考虑摩尔质的大小时还要考虑摩尔质量量,但但Ksp一般相差太大一般相差太大,可以用可以用Ksp来比较来比较S的的

7、大小大小. A An nB Bm m(s) nA(s) nAm+m+(aq) + mB(aq) + mBn-n-(aq)(aq) (1)(1)Q Q c c KKspsp 时，时，沉淀从溶液中析出（溶液过饱和），沉淀从溶液中析出（溶液过饱和），体系中不断析出沉淀，直至达到平衡（此时体系中不断析出沉淀，直至达到平衡（此时Q Q c c =K=Kspsp ）(2)Q (2)Q c c =K=Kspsp 时，时，沉淀与饱和溶液的平衡沉淀与饱和溶液的平衡(2)(2)Q Q c c KKspsp 时，时，溶液不饱和，若体系中有沉淀，则沉淀溶液不饱和，若体系中有沉淀，则沉淀会溶解直至达到平衡（此时会溶解直

8、至达到平衡（此时Q Q c c =K=Kspsp ）Qc= C(Am+)n C(Bn-)m 例：下列情况下，有无例：下列情况下，有无CaCOCaCO3 3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纯水中分别加入纯水中分别加入0.1 mL0.1 mL浓度为浓度为0.01 0.01 mol /L mol /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？ C(C(CaCa2+2+

9、) ) = =C(C(COCO3 32-2-) ) = 0.1 = 0.1 1010-3-3 0.01/1.0 = 100.01/1.0 = 10-6-6 mol /Lmol /L Q Qc c = = C(C(CaCa2+2+)C()C(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。2525时有关物质的溶度积如下：时有关物质的溶度积如下：物质物质Fe (OH)2Cu(OH)2Mg(OH)2Fe (OH)3Ksp8.010- -162.210- -205.6110- -124.010-

10、 -38现一混合溶液现一混合溶液, ,其中其中FeFe2+ 2+ CuCu2+2+ Mg Mg2+2+ Fe Fe3+3+ H H+ + 浓度匀为浓度匀为1mol/L1mol/L，向其中加入，向其中加入NaOHNaOH，分别求四种金，分别求四种金属离子开始沉淀及沉淀完全时的属离子开始沉淀及沉淀完全时的pHpH值（当值（当离子浓度离子浓度小于小于1 11010-5-5 mol/L mol/L，沉淀就达完全。，沉淀就达完全。在酸性的在酸性的CuSOCuSO4 4溶液中溶液中, ,含有少量的含有少量的 FeFe3+ 3+ , ,如何如何控制溶液的控制溶液的pHpH值值, ,以除去这些杂质离子以除去这

11、些杂质离子? ?加入CuO调节pH=3.1促进 FeFe3+ 3+ 水解生成水解生成Fe (OH)Fe (OH)3 3如果溶液中同时还含少量FeFe2+2+, ,该怎样除去该怎样除去? ?pH，当当 时有沉淀生成。时有沉淀生成。spcKQ 调节调节pH法：法：加入氨水调节加入氨水调节pH至至78，可，可除去氯化铵中的杂质氯化铁。除去氯化铵中的杂质氯化铁。加沉淀剂法：加沉淀剂法：以以Na2S、H2S等作沉淀剂，等作沉淀剂，使使Cu2+、Hg2+等生成极难容的硫化物等生成极难容的硫化物CuS、HgS沉淀。沉淀。 H H2 2S SFeS FeFeS Fe2+ 2+ + S+ S2- 2- S +

12、NO + H S + NO + H2 2O OH+HNO3Qc Ksp(CuS),所以所以ZnS沉淀会转化为沉淀会转化为CuS沉淀沉淀4.沉淀的转化沉淀的转化溶解度相对较大的可以转化为溶解度相对较小的溶解度相对较大的可以转化为溶解度相对较小的讨论：对于平衡讨论：对于平衡AgCl（S） Ag+(aq) + Cl-(aq) 若改变条件，对其有何影响若改变条件，对其有何影响改变条件改变条件平衡移动方向平衡移动方向 C（Ag+ ） C（Cl-）升升 温温加加 水水加加AgClAgCl（s s）加加NaClNaCl（s s）加加NaINaI（s s）加加AgNOAgNO3 3(s)(s)加加NHNH3

13、3H2O 不变不变 不变不变不移动不移动 不变不变 不变不变 提示：提示：BaSO4(s) Ba2(aq)SO42(aq) 的平衡常数的平衡常数Ksp=c(Ba2)c(SO42)，称为溶度积常数。，称为溶度积常数。A加入加入Na2SO4可以使溶液可以使溶液 由由a点变到点变到b点点B通过蒸发可以使溶液由通过蒸发可以使溶液由 d点变到点变到c点点Cd点无点无BaSO4沉淀生成沉淀生成Da点对应的点对应的Ksp大于大于c点点 对应的对应的KspCK Kspsp的应用，读图的应用，读图1.某温度时，某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的

14、是下列说法正确的是2.已知已知Ag2SO4的的Ksp 为为2.010-3，将适量，将适量Ag2SO4固体固体溶于溶于100 mL水中至刚好饱和，该过程中水中至刚好饱和，该过程中Ag+和和SO42浓浓度随时间变化关系如右图（饱和度随时间变化关系如右图（饱和Ag2SO4溶液中溶液中c(Ag+)0.034 molL-1）。若）。若t1时刻在上述体系中加入时刻在上述体系中加入100 mL 0.020 molL-1 Na2SO4 溶液，下列示意图中，溶液，下列示意图中，能正确表示能正确表示t1时刻后时刻后Ag+和和SO42浓度随时间变化关系的是浓度随时间变化关系的是B3、有关、有关Ksp的计算的计算例例

15、1、常温下，、常温下，Cu(OH)2和和Fe(OH)3的的Ksp分别为分别为2.21020和和4.01038（1）求二者在常温下的溶解度）求二者在常温下的溶解度（2）求二者饱和溶液的）求二者饱和溶液的pH值值（3）要使）要使0.1mol/L的两种溶液中的金属阳离子开的两种溶液中的金属阳离子开始沉淀和完全沉淀，溶液的始沉淀和完全沉淀，溶液的pH值分别是多少？值分别是多少？（4）在）在pH=1.0的盐酸中，两种阳离子的浓度最多的盐酸中，两种阳离子的浓度最多可达多少？可达多少？例例2、向、向50mL浓度为浓度为0.018mol/L的的AgNO3溶液中加入溶液中加入50mL0.020mol/L的盐酸，

16、沉淀完全。已知的盐酸，沉淀完全。已知AgCl的的Ksp为为1.01010，试求：，试求： （1）生成沉淀后溶液中的）生成沉淀后溶液中的Ag+的浓度是多少？的浓度是多少？ （2）生成沉淀后所得溶液的）生成沉淀后所得溶液的pH值是多少？值是多少？例例3、在试管中加入、在试管中加入2mL0.1mol/L的的NaCl溶液，然后溶液，然后向其中加入向其中加入10滴相同浓度的滴相同浓度的AgNO3溶液，可以观察溶液，可以观察到的现象是什么？静置该试管一段时间后，取上层澄到的现象是什么？静置该试管一段时间后，取上层澄清液滴加清液滴加10滴滴0.1mol/L的的NaBr溶液，可能观察到的溶液，可能观察到的现象是什么？再静置一段时间，取上层的澄清液再滴现象是什么？再静置一段时间，取上层的澄清液再滴加加10滴滴 0.1mol/L的的KI呢？整个过程中，不计体积的呢？整个过程中，不计体积的损失，损失，AgCl的的Ksp=1.81010；AgBr的的Ksp=5.01013；AgI的的Ksp=8.31017；例例4、在实际生产中，通常将难溶于强酸的、在实际生产中，通常将难溶于强酸的BaSO4制成制成易溶于盐酸的易溶于盐酸的BaCO3。已知。已知Ksp(BaSO3)=5.1109，Ksp(BaSO4)=11010。今有