难溶电解质的溶解平衡课件

第四节难溶电解质的溶解平衡第三章水溶液中的离子平衡2020/12/211.什么叫饱和溶液？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溶液。能继续溶解溶质的溶液叫不饱和溶液。2.溶解性是指:_______________________________;溶解性是物质的_____性质。物质溶解性的大小跟_______________有关。一种物质溶解在另一种物质中的能力。物理溶质、溶剂的性质[复习]:3.固体物质的溶解度：物质的溶解性只是粗略地表示物质的溶解能力的强弱,为了精确表示物质的溶解能力,化学上引入了“溶解度”的概念。2020/12/22A.定义：在一定温度下,某固态物质在100克溶剂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溶解度。B.注意：

①条件：一定温度；②标准：100g溶剂

③状态：饱和状态④单位：g

⑤任何物质的溶解：是有条件的,在一定条件下某物质的溶解量也是有限的,无限可溶解的物质不存在。20℃时,溶解性与溶解度的大小关系溶解性易溶可溶微溶难溶溶解度>10g

1g~10g0.01g~1g

<0.01g[练习]:2020/12/23(A)20℃时100克水里,溶解了36克氯化钠达到饱和状态,20℃时NaCl的溶解度是多少？36g(B)20℃时,KClO3在水里的溶解度是7.4g,这表示什么含义？20℃时,100克水中最多溶解7.4克,KClO32020/12/24思考与讨论(1)NaCl在水溶液里达到溶液平衡状态时有何特征？(2)要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体，可采取什么措施？加热浓缩降温（3）在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸有何现象？现象:NaCl饱和溶液中析出固体2020/12/25解释:在NaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡NaCl(S)Na+(aq)+Cl-(aq)

可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？加浓盐酸,Cl-的浓度增加,平衡向左移,NaCl析出

我们知道，溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应发生的条件之一。例如，AgNO3溶液与NaCl溶液混合，生成白色沉淀AgCl：Ag++Cl-=AgCl↓，如果上述两种溶液是等物质的量浓度、等体积的，一般认为反应可以进行到底。2020/12/26表3-4几种电解质的溶解度(25℃)化学式溶解度/g化学式溶解度/gAgCl1.5×10-4Ba(OH)23.89AgNO3222BaSO42.4×10-4AgBr8.4×10-6Ca(OH)20.165Ag2SO40.796CaSO40.21Ag2S1.3×10-16Mg(OH)29×10-4BaCl235.7Fe(OH)33×10-92020/12/27①、绝对不溶的电解质是没有的。②、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。③、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。注意：难溶电解质与易溶电解质之间并无严格界限，习惯上按上述标准分类。2020/12/28思考：有沉淀生成的复分解类型离子反应能不能完全进行到底呢？不能,沉淀即是难溶电解质,不是绝对不溶,只不过溶解度很小,难溶电解质在水中存在溶解平衡.化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时,沉淀达到完全。2020/12/29当V(溶解)=V(沉淀)时,得饱和AgCl溶液,建立溶解平衡Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)沉淀溶解(一).AgCl溶解平衡的建立：:2020/12/210溶解平衡

一定条件下，电解质溶解离解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。(1)定义：

(2)特征：等——V溶解=V沉淀（结晶）动——动态平衡，V溶解=V沉淀≠0定——达到平衡时，溶液中离子浓度不再改变变——当外界条件改变，溶解平衡将发生移动

(3)表达式：

AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)逆、等、定、动、变。逆——溶解与沉淀互为可逆NaCl(S)Na+(aq)+Cl-(aq)

2020/12/211二、难溶电解质的溶解平衡1、沉淀溶解平衡：（1）概念：在一定条件下，当难溶电解质的溶解速率与溶液中的有关离子重新生成沉淀的速率相等时，此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡，称为沉淀溶解平衡.溶解平衡时的溶液是饱和溶液。（2）特征：逆、等、动、定、变（3）过程表示：

例如：AgCl(s）Ag+(aq)+Cl-(aq)2020/12/212

2.溶度积常数

（1）难溶电解质的溶度积常数的含义

AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

当溶解与结晶速度相等时，达到平衡状态Ksp，AgCl=[Ag+][Cl-]为一常数，该常数称为难溶电解质的溶度积常数，简称溶度积。（2）难溶电解质的溶度积常数用Ksp表示。

通式：AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)

则Ksp,AnBm=[Am+]n.[Bn-]m

练习：表示BaSO4、Ag2CrO4、Mg(OH)2、Fe(OH)3的溶度积2020/12/213溶度积的应用（1）难溶物Ksp溶解度/gAgCl1.8×10-101.5×10-4AgBr5.4×10-138.4×10-6AgI8.5×10-172.1×10-7结论:对同类型的难溶电解质（如AgCl、AgBr、AgI）而言，Ksp越小，其溶解度也越小。2020/12/214难溶物Ksp溶解度/gAgCl1.8×10-101.5×10-4Ag2CO38.1×10-123.45×10-3BaSO41.1×10-102.4×10-4结论:不同类型的难溶电解质，需注意Ksp表达式中指数的问题。结论:溶解度相近的物质，有时需考虑相对分子质量的差异。溶度积的应用（1）2020/12/215溶度积规则

①离子积

AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)

Qc

>Ksp

时，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Qc

=Ksp

）(2)Qc

=Ksp

时，沉淀与饱和溶液的平衡Qc

<Ksp

时，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Qc

=Ksp

）Qc=[Am+]n[Bn-]m

Qc称为离子积，其表达式中离子浓度是任意的，为此瞬间溶液中的实际浓度，所以其数值不定，但对一难溶电解质，在一定温度下，Ksp为一定值。②溶度积规则2020/12/216例AgCl的Ksp=1.80×10-10,将0.001mol.L-1NaCl和0.001mol．L-1AgNO3溶液等体积混合,是否有AgCl沉淀生成.解:两溶液等体积混合后,Ag+和Cl-浓度都减小到原浓度的1/2.[Ag+]=[Cl-]=1/2×0.001=0.0005(mol．L-1)在混合溶液中,则[Ag+][Cl-]=(0.0005)2=2.5×10-7因为[Ag+][Cl-]＞Ksp,所以有AgCl沉淀生成.2020/12/217例:298K时硫酸钡的溶解度为1.04×10-5mol·L-1，如果在0.010mol·L-1的硫酸钠溶液中的溶解度是多少？解：①先求KspBaSO4Ba2++SO42-1.04×10-51.04×10-5

Ksp=[Ba2+][SO42-]=1.04×10-5×1.04×10-5=1.08×10-102020/12/218

②求sNa2SO4=2Na++SO42-BaSO4Ba2++SO42-初00.01

平衡s

s+0.01≈0.01

Ksp=[Ba2+][SO42-]=s×0.01

s=Ksp/0.01=1.08×10-10/0.01=1.08×10-8mol·L-1

s<<0.01,即前面的近似是合理的。答：溶解度是1.08×10-8mol·L-1。可见在溶液中离子的浓度不可能为零，我们通常当溶液中被沉淀离子浓度小于10-5mol·L-1时即可认为沉淀完全了。2020/12/219练习：在100mL0.01mol/LKCl溶液中，加入1mL0.01mol/LAgNO3溶液，下列说法正确的是(AgClKsp=1.8×10-10)（）A.有AgCl沉淀析出B.无AgCl沉淀C.无法确定D.有沉淀但不是AgClA问题：

能否通过改变条件，使难溶电解质的溶解平衡发生移动？使沉淀生成、溶解或转化？在AgCl的饱和溶液中，有AgCl固体存在，当分别向溶液中加入下列物质时，将有何种变化？2020/12/220加入物质平衡AgCl溶液中浓度引起变化移动溶解度[Ag+][Cl-]原因HCl(0.1mol·L-1)→不变不变不变稀释→↑↓↑生成配离子→↑↑↑盐效应←↓↑↓同离子效应AgNO3(0.1mol·L-1)NH3·H2O(2mol·L-1)H2O←↓↓↑同离子效应KNO3(s)AgCl(s)Ag++Cl-2020/12/221(4)影响难溶电解质溶解平衡的因素1）内因：电解质本身的性质①难溶的电解质更易建立溶解平衡②难溶的电解质溶解度很小，但不会等于0，并不是绝对不溶。2）外因：遵循平衡移动原理①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。

③同离子效应：加入含有相同离子电解质，平衡向结晶的方向移动.③习惯上将生成难溶电解质的反应，认为反应完全了。对于常量的反应来说，0.01g是很小的。当溶液中残留的离子浓度<1×10-5mol/L时，沉淀就达到完全。2020/12/222有关难溶盐的溶度积及溶解度有以下叙述，其中正确的是

；A．将难溶电解质放入纯水中，溶解达到平衡时，电解质离子浓度的乘积就是该物质的KspB．两种难溶电解质，其中Ksp小的溶解度也一定小C．难溶盐电解质的Ksp与温度有关D．加入与原电解质具有相同离子的物质，可使难溶盐电解质的溶解度变小，也使Ksp变小E．向AgCl的悬浊液中加入适量的水，使AgCl再次达到溶解平衡，AgCl的Ksp不变，其溶解度也不变CE2020/12/223石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH―(aq),加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（）A.Na2CO3溶液B.AlCl3溶液C.NaOH溶液D.CaCl2溶液AB2020/12/224二、沉淀反应的应用1、沉淀的生成（1）应用：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分离或提纯物质的重要方法之一,但不是唯一方法。2020/12/225工业废水的处理工业废水硫化物等重金属离子（如Cu2+、Hg2+等）转化成沉淀2020/12/226（2）方法a、调pH值如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调pH值至7－8Fe3＋+3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋b、加沉淀剂法：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂Cu2＋+S2－=CuS↓Hg2＋+S2－＝HgS↓2020/12/227

C、同离子效应法

d、氧化还原法

（3）原则：①沉淀剂的选择：要求除去溶液中的某种离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去②生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好。③通过氧化还原反应等方式改变某离子的存在形式，促使其转变为溶解度更小的难电解质以便分离出去2020/12/228(4)分步沉淀(区别于共同沉淀）

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离子积大于溶度积的先后顺序沉淀，叫作分步沉淀。对同一类型的沉淀，Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀越完全;如AgCl、AgBr、AgI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AgCl和Ag2CrO4一般认为沉淀离子浓度小于1.0×10-5mol/L时,则认为已经沉淀完全2020/12/229实验3-3:Mg(OH)2的溶解1.写出实验3-3中有关反应的化学方程式2.用平衡移动原理分析Mg(OH)2溶于盐酸和NH4Cl溶液的原因，并试从中找出使沉淀溶解的规律。2020/12/230解释在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：

Mg(OH)2(s)⇌Mg2＋(aq)+2OH－(aq)加入盐酸时，H＋和OH-反应生成水,使c(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解。加入NH4Cl时，NH4＋水解，产生的H＋中和OH－,使c(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解。2020/12/2312、沉淀的溶解（1）原理设法不断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（2）应用举例a.难溶于水的盐、碱溶于酸中如：CaCO3溶于盐酸，FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸2020/12/232b.难溶于水的电解质溶于某些盐溶液如：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液c.发生氧化还原反应使沉淀溶解如有些金属氧化物(CuS、HgS等）不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，通过减少C（S2-）而达到沉淀溶解3CuS+8HNO3=3Cu（NO3）2+3S+2NO↑+4H2Od.生成络合物使沉淀溶解如AgCl可溶于NH3.H2O2020/12/233【实验3-4】步骤1mLNaCl和10滴AgNO3溶液混合向所得固液混合物中滴加10滴KI溶液向新得固液混合物中滴加10滴Na2S溶液现象有白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色黄色沉淀转化为黑色3.沉淀的转化AgClAgIAg2SKINa2S溶解度/g1.5×10-4＞3×10-7

＞1.3×10-162020/12/234沉淀的转化示意图KI=I-+K+AgCl(S)

Ag+

+Cl-+AgI(S)AgCl(S)+I-AgI(S)+Cl-KSP(AgCl)=1.8*10-10KSP(AgI)=8.3*10-172020/12/235步骤1mLNa2S和10滴AgNO3溶液混合向所得固液混合物中滴加10滴KI溶液向新得固液混合物中滴加10滴NaCl溶现象有黑色沉淀析出黑色沉淀没变化黑色沉淀没变化逆向进行，有何现象？[思考与交流]:从实验中可以得到什么结论？（1）沉淀转化的实质：

沉淀溶解平衡发生移动.一般说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现2020/12/236锅炉水垢既会降低燃料的利用率，造成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿命，造成安全隐患，因此要定期清除。应用1：（2）沉淀转化的应用：2020/12/237信息:锅炉水垢中还含有CaSO4，难溶于水和酸，如何清除？难溶物CaSO4CaCO3溶解度/g2.1×10－11.5×10－32020/12/238锅炉中水垢中含有CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。CaSO4SO42-+

Ca2+

+CO32-CaCO32020/12/239化学法除锅炉水垢的流程图CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O水垢成分CaCO3

Mg(OH)2

CaSO4

用饱和Na2CO3溶液浸泡数天疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式用盐酸或饱和氯化铵溶液除去水垢2020/12/240CaCO3Ca2++CO32-2HCO3-+H2O+CO2应用2：一些自然现象的解释各种奇形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗？2020/12/2412.检查胃病做钡餐透视中，为什么用BaSO4而不用BaCO3?

BaCO3Ba2+

+CO32-+2H+H2O+CO2思考1、如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加入钡盐还是钙盐？为什么？加入钡盐，因为BaSO4比CaSO4更难溶，使用钡盐可使SO42-沉淀更完全。2020/12/2423.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？从溶解度是否足够小考虑，可判断沉淀能否生成，然后选择合适沉淀剂或不断破坏溶解平衡向生成沉淀方向移动。4.龋齿的形成原因及防治方法(1)牙齿表面由一层硬的组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：

Ca5(PO4)3OH

5Ca2+(aq)+3PO43-

(aq)+OH-(aq)KSP=2.5×10-59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：

。

发酵生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动加速腐蚀牙齿2020/12/243(2)已知Ca5(PO4)3F的KSP=2.8×10-61，比Ca5(PO4)3OH更难溶，牙膏里的氟离子会与Ca5(PO4)3OH反应。请用离子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因

．5Ca2++3PO43-+F-=Ca5（PO4）3F2020/12/244如何吃菠菜？

菠菜中含有一种叫草酸的物质，其学名是乙二酸，结