难溶电解质的形成与溶解

难溶电解质的形成与溶解第1页，共41页，2023年，2月20日，星期四难溶电解质(微溶电解质):溶解度小于0.1g/100g难溶强电解质:已经溶解全部解离成离子（一）溶度积常数(solubilityproduct，KSP)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)Ksp=[Ag+][Cl-]

Ksp—溶度积常数（简称溶度积）dissolutionprecipitation一、沉淀溶解平衡与溶度积多相平衡第2页，共41页，2023年，2月20日，星期四

通常把只含有一个相的系统称为均相系统；含两个或两个以上相的系统称为多相系统。

系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分称为相，相与相之间存在明显的界面。相、均相、多相第3页，共41页，2023年，2月20日，星期四定义:在一定温度下，难溶电解质饱和溶液中离子浓度幂之乘积为一常数。说明：①饱和溶液②离子的浓度单位是mol·L-1。

AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)Ksp(AmBn)＝[An+]m[Bm-]n

通式:Ksp—溶度积常数第4页，共41页，2023年，2月20日，星期四

在一定的温度和压力下，某物质在一定量的溶剂中沉淀与溶解达到平衡时所溶解的最大量。饱和溶液溶解度Solubility第5页，共41页，2023年，2月20日，星期四

溶度积溶解度沉淀平衡，饱和溶液沉淀平衡，饱和溶液离子浓度幂之积分子浓度平衡常数，饱和溶液的浓度，只与温度有关受平衡移动的影响一定条件下可以相互换算

（二）溶度积和溶解度的关系第6页，共41页，2023年，2月20日，星期四溶度积和溶解度的换算AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)平衡时(mol·L-1)

S

mS

nSKsp＝[An+]m[Bm-]n＝(mS)m·(nS)n

第7页，共41页，2023年，2月20日，星期四公式说明：①适用无副反应的难溶强电解质②S单位：mol·L-1③换算公式仅适用于单一难溶强电解质在纯水中的情况④同种类型电解质，Ksp越大，S越大；不同种类型需由Ksp计算比较S大小

第8页，共41页，2023年，2月20日，星期四类型电解质KspSABAgCl1.77×10-101.33×10-5A2BAg2CrO41.12×10-126.54×10-5AB2Mg(OH)25.61×10-121.12×10-4如：第9页，共41页，2023年，2月20日，星期四思考题：PbI2和PbSO4的Ksp值非常接近，两者饱和溶液中的[Pb2+]是否也非常接近，通过计算说明。Ksp(PbI2)=9.8

×10-9Ksp(PbSO4)=2.53×10-8第10页，共41页，2023年，2月20日，星期四二、影响难溶电解质溶解度的因素温度的影响（对Ksp）～不详细讨论同离子效应：使溶解度大大降低盐效应：使溶解度略有增大有同离子效应存在时，盐效应可忽略不计第11页，共41页，2023年，2月20日，星期四同离子效应Commonioneffect

Thesolubilityofaprecipitate

decreaseswhenitisplacedinasolutioncontainingoneofitsions.沉淀反应平衡后，如果向溶液中加入含有相同离子的易溶强电解质，沉淀的溶解度减小第12页，共41页，2023年，2月20日，星期四e.g.BaSO4(s)Ba2++SO42-Na2SO4

2Na++SO42-

Inpurewater,S=1.0×10-5mol·L-1

whereasin0.1mol·L-1SO42-,S=1.1×10-9mol·L-1

第13页，共41页，2023年，2月20日，星期四盐效应

salteffect在大量强电解质存在下，难溶电解质的溶解度增大

ISThesolubilityofaprecipitateincreaseswhenitisplacedinasolutioncontainingstrongelectrolyte.第14页，共41页，2023年，2月20日，星期四三．沉淀平衡的移动(一)离子积Q离子积Q（IonProduct）:表示任意条件下，难溶电解质溶液中离子浓度幂的乘积。如：Mg(OH)2

溶液中

Q

=C(Mg2+)·C2(OH-)

－任意状态下

KSP

=[Mg2+][OH-]2

－平衡状态下第15页，共41页，2023年，2月20日，星期四

Q与Ksp的异同：①两者表达式相似：离子浓度幂的乘积。②其含义不同：Q

是一任意值；Ksp

为一定温度下饱和溶液（达溶解—沉淀平衡时)的一个常数；③两者相关联系，通过比较Q和Ksp可以判断溶液中的沉淀生成情况第16页，共41页，2023年，2月20日，星期四溶度积规则：内容:①Q=Ksp

饱和，达平衡，无沉淀；②Q<Ksp

不饱和,无沉淀生成或沉淀溶解；③Q>Ksp

过饱和,产生沉淀。由此，可判断沉淀的生成和溶解。沉淀生成:①判断依据：Q>Ksp

则有沉淀生成②方法步骤:计算有关离子浓度;求Q;Q与Ksp比较,

判断第17页，共41页，2023年，2月20日，星期四条件：Q>Ksp方法：1.加入沉淀剂2.同离子效应3.调节溶液的pH值4.分级沉淀（二）沉淀的生成第18页，共41页，2023年，2月20日，星期四1.加入沉淀剂【例】已知Ksp(CaCO3)=3.36×10-9。(1)将0.020mol·L-1CaCl2溶液10mL与等体积同浓度的Na2CO3溶液相混合(忽略体积的变化)，判断是否有CaCO3沉淀生成；(2)已知碳酸的Ka2=4.68×10-11，在0.1mol·L-1CaCl2溶液中通入CO2气体至饱和，有无CaCO3沉淀生成？第19页，共41页，2023年，2月20日，星期四【解】

(1)c(Ca2+)＝0.010mol·L-1，

c(CO32-)＝0.010mol·L-1Q=c(Ca2+)c(CO32-)

＝(1.0×10-2)(1.0×10-2)

＝1.0×10-4＞Ksp(CaCO3)因此溶液中有CaCO3沉淀析出。第20页，共41页，2023年，2月20日，星期四(2)饱和CO2水溶液中主要为H2CO3，二元酸的酸根浓度在数值上近似等于其Ka2c(CO32-)≈Ka2＝4.68×10-11(mol·L-1)Q=c(Ca2+)c(CO32-)=0.1×4.68×10-11=4.68×10-12＜Ksp(CaCO3)

因此不会有CaCO3沉淀析出第21页，共41页，2023年，2月20日，星期四3.控制pH值【例】

已知Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，计算欲使0.0100mol·L-1的Fe3+开始生成Fe(OH)3沉淀及沉淀完全（通常指[Fe3+]≤1.00×10-5mol·L-1）时溶液的pH。第22页，共41页，2023年，2月20日，星期四【解】

Fe(OH)3(s)Fe3++3OH-

Ksp＝[Fe3+][OH-]3⑴开始沉淀所需[OH-]的最低浓度pOH=12.19pH=1.81第23页，共41页，2023年，2月20日，星期四⑵沉淀完全时[Fe3+]≤1.00×10-5mol·L-1pH=14﹣(12﹣lg6.53)=2.81

1.812.81FeCl3Fe（OH）3第24页，共41页，2023年，2月20日，星期四4.分步沉淀(fractionalprecipitateion)

如果在溶液中有两种以上的离子可与同一试剂反应产生沉淀，首先析出的是离子积最先达到溶度积的化合物。这种按先后顺序沉淀的现象，叫做分步沉淀。作用：分离混合离子首先析出的是不是溶度积最小的化合物？第25页，共41页，2023年，2月20日，星期四【例3-16】已知Ksp(AgCl)=1.77×10-10、Ksp(AgI)=8.51×10-17，在含有0.010mol·L-1[I-]和0.010mol·L-1[Cl-]的混合溶液中，逐滴加入AgNO3溶液时，哪种离子最先沉淀？当第二种离子开始沉淀时，溶液中第一种离子的浓度是多少？（忽略体积变化）。第26页，共41页，2023年，2月20日，星期四Ksp(AgI)=[Ag+][I-]Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]【解】开始生成AgI沉淀所需的Ag+浓度为：开始生成AgCl沉淀所需的Ag+浓度为：沉淀I-所需[Ag+]比沉淀Cl-所需[Ag+]少得多故AgI先沉淀。

第27页，共41页，2023年，2月20日，星期四当AgCl刚开始沉淀时，[Ag+]=1.77×10-8mol.L-1，此时溶液中剩余[I-]为：8.51×10-15<[Ag+]<1.77×10-8mol·L-1

使I-沉淀而Cl-不沉淀：

AgI已沉淀完全

第28页，共41页，2023年，2月20日，星期四（三）沉淀的溶解条件：Q＜Ksp

方法：1.生成难解离的物质2.利用氧化还原反应使沉淀溶解第29页，共41页，2023年，2月20日，星期四1.生成难解离的物质

金属氢氧化物沉淀的溶解c(OH-)使Q＜Ksp沉淀溶解

第30页，共41页，2023年，2月20日，星期四1.生成难解离的物质碳酸盐沉淀的溶解

c(CO32-)

使Q＜Ksp，沉淀溶解

第31页，共41页，2023年，2月20日，星期四生成难解离的配离子

c(Ag+)

使Q＜Ksp沉淀溶解

第32页，共41页，2023年，2月20日，星期四配离子越稳定，沉淀的溶解度越大则平衡朝生成配离子的方向移动反之，则向生成沉淀的方向移动第33页，共41页，2023年，2月20日，星期四金属硫化物沉淀的溶解

c(S2-)使Q＜Ksp，沉淀溶解

Ksp较大的金属硫化物，可以溶于HCl溶液中

第34页，共41页，2023年，2月20日，星期四金属硫化物沉淀的溶解

c(S2-)使Q＜Ksp，沉淀溶解

Ksp太小的金属硫化物，不溶于盐酸2.利用氧化还原反应第35页，共41页，2023年，2月20日，星期四一.酸和碱-酸碱理论二.酸碱平衡---pH的计算

Ka—酸的解离平衡常数

Kb—碱的解离平衡常数三.缓冲溶液---pH的计算四.难溶强电解质的形成和溶解溶度积规则及其应用

小结：平衡时：Ksp(AmBn)＝[An+]m[Bm-]n任意情况：Q

(AmBn)＝[c

(An+)]m[c

(Bm-)]n第36页，共41页，2023年，2月20日，星期四练习：

1.下列叙述中正确的是（）

A.弱酸溶液越稀，其电离度越大，因而 溶液中c(H+)越大

B.在0.1mol.L-1的HCl、H2SO4、NaOH 和NH4Ac四种溶液中，c(H+)c(OH-) 相等

C.在HAc溶液中加入少许NaAc，会使 HAc的Ka和c(H+)都减小

D.将0.1mol.L-1HCl与0.1mol.L-1 NH3

.H2O等体积混合，溶液呈中性

第37页，共41页，2023年，2月20日，星期四2.0.1mol.L-1某酸溶液(Ka1=10-7,Ka2=10-13)，c(H+)接近于（）mol.L-1A.10–4B.5×10–5

C.3×10–4D.5×10–6

3.在中，c(H+)是H3PO4（）

A.二级电离产生的c(H+)B.一、二级电离产生的c(H+)之和

C.一级电离产生的c(H+)D.各级电离产生的c(H+)