难溶电解质溶解平衡-“黄冈杯”一等奖

第四节难溶电解质的溶解平衡1、盐类的水解实质：2、水解规律：3、影响因素有弱才水解,无弱不水解;谁弱谁水解,谁强显谁性;越弱越水解,都弱双水解。①温度：②溶液酸碱性：③浓度：越稀越水解，越热越水解盐电离出来的离子与水电离出来的H+或OH–

结合，从而使水的电离平衡发生移动的过程。课前复习思考与讨论(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？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？一、Ag＋和Cl－的反应能进行到底吗？阅读课本P61~62思考与交流20℃时，溶解度：讨论1、谈谈对部分酸、碱和盐的溶解度表中“溶”与”不溶“的理解。溶解性易溶可溶微溶难溶(不溶)溶解度>10g1g~10g0.01g~1g<0.01g

溶解度可以很小很小，但仍有度。溶与不溶，是相对的，没有绝对不溶的物质。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不可能为0。

思考与交流有些难溶物其溶解部分完全电离，为强电解质。如：CaCO3、AgCl、Mg(OH)2等。讨论2、根据对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识，说明生成溶液的离子反应是否能真正进行到底。

生成沉淀的离子反应不能真正进行到底。说生成沉淀的离子反应能够完全也是相对的。化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5MOl/L时，沉淀就达完全。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)20.165Ag2SO40.796CaSO40.21Ag2S(黑)1.3×10-16Mg(OH)29×10-4BaCl235.7Fe(OH)33×10-91、生成沉淀的离子反应能发生的原因生成物的溶解度很小2、AgCl溶解平衡的建立当v（溶解）＝v(沉淀）时，得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡

溶解AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)

沉淀3、生成难溶电解质的离子反应的限度难溶电解质的溶解度小于0.01g，离子反应生成难溶电解质，离子浓度小于1×10－5mol/L时，认为反应完全，但溶液中还有相应的离子。一、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)等、动、定、变。4、影响溶解平衡的因素：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.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AB课堂练习1、溶度积(Ksp):在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂之乘积为一常数.2、表达式：（MmAn的饱和溶液）Ksp=[c(Mn+)]m·[c(Am-)]n3、溶度积规则:溶液中有关离子浓度幂的乘积---离子积Qc=c(Mn+)m·c(Am-)nQc>Ksp,溶液处于过饱和溶液状态,生成沉淀.Qc=Ksp,沉淀和溶解达到平衡,溶液为饱和溶液.Qc<Ksp,溶液未达饱和,沉淀发生溶解.5.溶度积和溶度积规则阅读课本P65(科学视野)Ka或KbKsp影响因素物质本身性质和温度意义弱电解质的电离能力注：一般情况，温度越高，Ksp越大。氢氧化钙相反对于阴阳离子个数比相同的难溶电解质，Ksp越小，溶解度越小，越难溶。mol3L-3Ksp（BaSO4）=c(Ba2+)c(SO42-)单位：mol2L-2

Ksp(Fe(OH)3)=c(Fe3+)c(OH-)3单位：mol4L-42.沉淀溶解平衡常数——溶度积常数KspPbI2(s)≒Pb2+（aq）+2I-(aq)25℃时，Ksp=c(Pb2+)c(I-)2=7.1×10-9练习：BaSO4、Fe(OH)3的溶度积表达式与弱电解质的电离平衡常数做对比，Ksp的意义和影响因素物质本身性质和温度难溶物在水中的溶解能力几种难熔电解质在25℃时的溶解平衡和溶度积：AgCl(s)Ag+

(aq)+Cl-(aq)

Ksp=c(Ag+)c(Cl-)=1.8×10-10mol2L-2AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)

Ksp=c(Ag+)c(Br-)=5.0×10-13mol2L-2AgI(s)Ag+(aq)+I-(aq)

Ksp=c(Ag+)c(Br-)=8.3×10-17mol2L-2Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)

+2OH-(aq)

Ksp=c(Mg2+)c(OH-)

2=5.6×10-12mol3L-3溶解能力大小有：AgCl>AgBr>AgI问：AgCl、Mg(OH)2哪个更难溶？

常温下，AgCl、Mg(OH)2哪个更难溶？解析：

Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)

=c(Ag+)2=1.8×10-10mol2L-2c(Ag+)=1.34×10-5molL-1

即AgCl的溶解浓度为：1.34×10-5molL-1

Ksp=c(Mg2+)c

(OH-)

2

=4c(Mg2+)3=5.6×10-12mol3L-3C(Mg2+)=1.12×10-4molL-1即Mg(OH)2的溶解浓度为：1.12×10-4molL-1可以看到：AgCl更难溶！难溶物的溶解平衡溶解平衡难溶≠完全不溶一定条件下，溶质离子与该固态物质之间建立平衡溶度积Ksp表达式：Ksp=c(Pb2+)c(I-)2

意义：沉淀溶解能力Ksp求算：利用Ksp求难溶物离子浓度小结：1、下列说法中正确的是（）

A、物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水

B、不溶于水的物质溶解度为0C、绝对不溶解的物质是不存在的

D、某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度为零2、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（）A、反应开始时，溶液中各离子浓度相等。B、沉淀溶解平衡达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等C、沉淀溶解平衡达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变。D、沉淀溶解平衡达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解。思考与练习CB解析：两溶液混合后离子被稀释c(Ag+)=0.030mol/L×1.00L1.00L+0.50L=0.020mol/Lc(Cl-)=0.060mol/L×2×0.50L1.00L+0.50L=0.040mol/L离子积Qc=c(Ag+)·c(Cl-)=0.020mol/L×0.040mol/L=8.0×10-4(mol/L)2所以有：Qc＞Ksp，则有AgCl沉淀生成。3、25℃下，在1.00L、0.030mol/LAgNO3溶液中加入0.50L、0.060mol/L的BaCl2溶液，能否生成AgCl沉淀？[Ksp(AgCl)=1.80×10-10]例4.在1L含1.0×10-3molL-1

的SO42-溶液中，注入0.01molBaCl2溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去SO42-?已知:Ksp(BaSO4)=4×10-10

mol2L-2解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉淀后，Ba2+过量，剩余的即[Ba2+]=0.01-0.001=0.009mol/L.[SO42-]=Ksp/[Ba2+]=1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8(mol/L)

因为，剩余的即[SO42-]=1.2×10-8mol/L<1.0×10-5mol/L

所以，SO42-已沉淀完全，即有效除去了SO42-。注意：当剩余离子即平衡离子浓度≤10-5mol/L时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。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除杂或提纯物质的重要方法之一。阅读课本P62~63利用溶解平衡原理可以溶液中的离子转化为沉淀，也可使沉淀转化为溶液中的离子。二、沉淀反应的应用2）方法：3）原则：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好。B、加沉淀剂法例如除Fe3+，加氨水调pH至7----8，生成Fe(OH)3沉淀例如除Cu2+、Hg2+加入Na2S、H2S等生成CuS、HgS沉淀。A、调节PH法Cu2＋+S2－=CuS↓Hg2＋+S2－＝HgS↓思考与交流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2、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？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部除去？说明原因。

从溶解度是否足够小考虑。选择合适的沉淀剂或不断破坏溶解平衡使平衡向生成沉淀的反应方向移动。在溶液中，不能通过沉淀的方法除去要除去的全部离子。但一般认为，当欲除去的离子浓度小于1×10－5mol/L时，沉淀基本完全。生成沉淀的离子反应的本质反应生成沉淀使溶液中某些离子浓度变得更小。侯氏制碱法原理：NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl认识1：生成沉淀的离子反应之所以能够发生，在于生成物的溶解度很小。认识2：难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会为0。认识3：溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质，残留在溶液中的离子浓度小于1X10-5mol/L,就认为反应完全了。沉淀的生成小结练习1.已知Cu2+开始沉淀的pH≥6.4，Fe3+完全沉淀的pH为3.7即可，为了除去CuCl2酸性溶液中FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是()A.NaOHB.Na2CO3C.氨水D.CuOD2.要除去MgCl2酸性溶液中少量的FeCl3，不宜选用的试剂是（）

A、MgOB、MgCO3C、NaOHD、Mg(OH)2c2.分步沉淀

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例1：如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10mol／L,

使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么?pOH=10.8,pH=3.2解:Fe(OH)3Fe3++3OH-

Ksp=c(Fe3+)c(OH-)3=4.0×10-39Fe3+

沉淀完全时的[OH-]为:Mg2＋开始沉淀的pH值为:pOH=4.9,pH=9.1因此,只要控制pH值在3.2~9.1之间即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。Ksp(Mg(OH)2)=1.8×10-112、沉淀的溶解1、[实验3-3]观察并记录现象。（2）沉淀溶解的规律与方法：Mg(OH)2(s)2OH-(aq)+Mg2+(aq)+2NH4+=2（NH3·H2O）Mg(OH)2(s)2OH-+(aq)+Mg2+(aq)+2H+=2H2OMg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2OMg(OH)2+2NH4Cl=MgCl2+2(NH3·H2O)思考与交流（1）有关反应的化学方程式滴加试剂

蒸馏水

盐酸

氯化铵

现象迅速溶解

可溶固体无明显溶解现象减小该难溶盐饱和溶液中某一离子的浓度.①加入足量的水②使沉淀转化为气体③使沉淀转化为弱电解质④加入氧化剂或还原剂,使某一离子发生氧化还原而降低其浓度.⑤生成络合离子.（2）沉淀溶解的规律与方法：减小该难溶盐饱和溶液中某一离子的浓度.AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++2H2O+OH-练习

试用Qc与Ksp的关系解释以下问题：（1）FeS能溶于浓硝酸或盐酸。（2）CuS能溶于浓硝酸;（3）AgCl能溶于氨水;

解析:（1）

H2SFeS（s）S2-(aq)+Fe2+(aq)S+NO2+H2O

解析（3）

AgCl(s)Ag+（aq）

+Cl-（aq）,加入氨水,使

Ag+生成稳定的配合物离子[Ag(NH3)2

]+，故[Ag+]减小,使平衡向沉淀溶解的方向移动。解析（2）

CuS（s）Cu2+（aq）＋

S2-

（aq），加入浓硝酸后，S2-被氧化，[S2-]减小,破坏了CuS的沉淀溶解平衡，使上述沉淀溶解平衡向右移动，故CuS（s）溶解。

发生氧化还原反应使沉淀溶解生成配合物使沉淀溶解3、沉淀的转化[实验3-4]白色黄色黑色AgClAgIAg2SI-S2-溶解度/g1.5×10-4

＞3×10-7

＞1.3×10-16原理：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)+I-(aq)AgI(s)有白色沉淀析出有白色沉淀转变为黄色有黄色沉淀转变为黑色（3）方法：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。使平衡向溶解的方向移动。（2）规律：趋向于生成溶解度更小的物质。[实验3-5]有白色沉淀析出有白色沉淀转变为红褐色有为红褐色沉淀析出，溶液褪至无色。（1）实质：沉淀溶解平衡的移动。

（3）实例

①对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀.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。CaSO4

SO42-+

Ca2+

+CO32-CaCO3②自然界存在矿物转化现象。原生铜的硫化物氧化、淋滤CuSO4CuSZnSPbS交流研讨并回答以下问题：写出石笋、钟乳石和石柱形成过程中所涉及反应的化学方程式，并从沉淀溶解平衡的角度解释。

CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)

CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2不溶性→微溶性

Ca(HCO3)2===CaCO3+CO2+H2O微溶性→不溶性CO32-+CO2+H2O==2HCO3-分析影响珊瑚虫生长的原因。

Ca2++2HCO3-CaCO3+CO2+H2O

珊瑚周围的藻类植物的生长会通过光合作用吸收二氧化碳促进碳酸钙的产生对珊瑚的形成贡献很大。人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他的化石燃料等因素都会造成二氧化碳浓度增大，使碳酸钙溶解，干扰珊瑚的生长。交流研讨

例：将足量的ZnS粉末加入到10mL0.001mol·L-1的CuSO4溶液中，是否有CuS沉淀生成？请通过计算后回答。已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24mol2·L-2

Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2

·L-2

解：在ZnS沉淀溶解平衡体系中产生的硫离子浓度为：C(S2-)=c(Zn2+)=(Ksp)1/2=(1.6×10-24mol2·L-2

)1/2=1.26×10-12mol·L-1Qc(CuS)=C(Cu2+)·C(S2-)=1.0×10-3mol·L-1×1.26×10-12mol·L-1=1.26×10-15mol2·L-2因为：Qc(CuS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀。有关一种沉淀为什么转化为另一种沉淀的定量计算: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（s）5Ca2++3PO43-+OH-

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

。已知Ca5(PO4)3F（s）的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因

。

课堂练习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5Ca2＋＋3PO43－＋F－＝Ca5(PO4)3F↓

1、有关AgCl沉淀溶解达到平衡时说法不正确的是（）

A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解继续进行，但速率相等

B.AgCl难溶于水，溶液中没有Ag+和Cl-C.升高温度，AgCl的溶解度增大

D.向溶液中加入NaCl固体，AgCl溶度积不变。２、将足量BaCO3分别加入①30mL水，②10mL0.2mol/LNa2CO3溶液，③50ml0.01mol/LBaCl2溶液，④100ml0.01mol/L盐酸溶液中溶解至饱和，请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序。B答案：

。③④①②思考与练习3、298K时，AgCl的溶解度为1.79×10-2g,设饱和溶液的密度ρ=1.0g/mL,求该温度下AgCl的溶度积。解析：由题意，1L饱和溶液的质量为1000g,则有：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)在溶液中：c(Cl-)=