(1.6)2014屆難容電解質(zhì)的沉淀溶解平衡

1、難溶電解質(zhì)的溶解平衡難溶電解質(zhì)的溶解平衡固體物質(zhì)的溶解度固體物質(zhì)的溶解度定義：在一定溫度下，某固態(tài)物質(zhì)在定義：在一定溫度下，某固態(tài)物質(zhì)在100100克溶劑克溶劑里達到飽和狀態(tài)時所溶解的質(zhì)量。叫做這種物質(zhì)里達到飽和狀態(tài)時所溶解的質(zhì)量。叫做這種物質(zhì)在這種溶劑里的在這種溶劑里的溶解度。溶解度。注意：注意： 條件：一定溫度條件：一定溫度 標準：標準：100100克溶劑克溶劑 狀態(tài)：飽和狀態(tài)狀態(tài)：飽和狀態(tài) 單位：克單位：克【知識回顧【知識回顧】溶解度與溶解性的關系：溶解度與溶解性的關系：20201010易溶易溶可溶可溶1 1 微溶微溶0.010.01難溶難溶S /gS /gKNOKNO3 3NaClNa

2、ClCa(OH)Ca(OH)2 2【思考】如氯化銀、硫酸鋇就屬于難溶物?！舅伎肌咳缏然y、硫酸鋇就屬于難溶物。 那么，在水中是否存在那么，在水中是否存在AgAg+ +、SOSO4 42-2-？絕大多數(shù)固體物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而升高絕大多數(shù)固體物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而升高少數(shù)物質(zhì)的溶解度隨溫度的變化而變化不大少數(shù)物質(zhì)的溶解度隨溫度的變化而變化不大個別物質(zhì)隨溫度的升高而減小個別物質(zhì)隨溫度的升高而減小一、沉淀溶解平衡一、沉淀溶解平衡1 1、概念：、概念：在在一定的溫度一定的溫度下下，當沉淀溶解的速率和沉淀生，當沉淀溶解的速率和沉淀生成成速率相等速率相等時，形成電解質(zhì)的時，形成電解質(zhì)的飽和溶液飽

3、和溶液，達到平衡狀態(tài)，達到平衡狀態(tài)，我們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡我們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡 。2 2、表示方法：、表示方法：3 3、意義：、意義：不是不是電離平衡電離平衡表示表示：一方面：少量的：一方面：少量的A An+n+ 和和B Bm m- -脫離脫離A Am mB Bn n表面進入水中，表面進入水中，另一方面：溶液中的另一方面：溶液中的A An+n+和和B Bm m- -受受A Am mB Bn n表面的陰、陽離子的表面的陰、陽離子的吸引回到吸引回到A Am mB Bn n的表面的表面4 4、特點：逆、等、動、定、變、特點：逆、等、動、定、變 A Am mB Bn n(s) mA(

4、s) mAn+n+(aq)+nB(aq)+nBm-m-(aq(aq) )( (同化學平衡同化學平衡) )PbIPbI2 2 (s)(s) PbPb2 2(aq(aq) )2I2I(aq(aq) ) 溶解溶解沉淀沉淀V V溶解溶解V V沉淀沉淀=0速率速率V0時間時間t.V V溶解溶解V V沉淀沉淀t1盡管盡管PbIPbI2 2固體難溶于水，但仍有部分固體難溶于水，但仍有部分Pb2+和和I離開離開固體表面進入溶液，同時進入溶液的固體表面進入溶液，同時進入溶液的Pb2 +和和I又會又會在固體表面沉淀下來。在固體表面沉淀下來。沉淀溶解平衡表達式：沉淀溶解平衡表達式： AgCl(s)Ag+(aq) +

5、 Cl-(aq)Cu(OH)2(s)Cu2+(aq) + 2OH-(aq)電離方程式：電離方程式： AgClAg+ Cl-Cu(OH)2Cu2+ + 2OH-AgCl:Cu(OH)2:對比對比 寫出寫出AgClAgCl（s s） AgAg+ + (aq(aq) ) + Cl+ Cl- - (aq(aq) ) Fe(OH)Fe(OH)3 3（s s） FeFe3+ 3+ (aq(aq) ) +3OH+3OH- - (aq(aq) ) 的平衡常數(shù)表達式的平衡常數(shù)表達式二、溶度積常數(shù)（簡稱溶度積）二、溶度積常數(shù)（簡稱溶度積）在一定條件下，難溶性物質(zhì)的在一定條件下，難溶性物質(zhì)的飽和溶液飽和溶液中，中，

6、存在溶解平衡，其存在溶解平衡，其平衡常數(shù)平衡常數(shù)叫做叫做溶度積常數(shù)溶度積常數(shù)或簡稱或簡稱溶度積溶度積1 1、定義、定義KspKsp= c= cm m( (A An+n+) ) c cn n( (B Bm m- -) ). .表達式表達式: : A Am mB Bn n(s) mA(s) mAn+n+(aq)+nB(aq)+nBm-m-(aq(aq) ) 寫出下列難溶物的沉淀溶解平衡表達式和溶度積表達式寫出下列難溶物的沉淀溶解平衡表達式和溶度積表達式 難溶物難溶物沉淀溶解平衡表達式沉淀溶解平衡表達式Ksp表達式表達式AgI BaSO4Mg(OH)2Ca3(PO4)2AgI(s) Ag+ (aq)

7、+ I- (aq)BaSO4(s) Ba2+ (aq) +SO42- (aq)Mg(OH)2(s) Mg2+ (aq) +2OH- (aq)Ca3(PO4)2(s) 3Ca2+ (aq) + 2PO43- (aq)Ksp =Ag+ I- Ksp = Ba2+SO42-Ksp =Mg2+ OH- 2Ksp = Ca2+ 3PO43- 2幾種難溶電解質(zhì)在幾種難溶電解質(zhì)在25時的沉淀溶解平衡和溶度積：時的沉淀溶解平衡和溶度積： AgCl(s) Ag+(aq) + Cl- (aq) Ksp= Ag+Cl- = 1.810-10mol2 L-2AgBr(s) Ag+(aq) + Br- (aq) Ksp

8、= Ag+Br- = 5.010-13mol2 L-2AgI(s) Ag+(aq) + I- (aq) Ksp= Ag+I- = 8.310-17mol2 L-23.K3.Kspsp的意義：反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶的意義：反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力解能力AgCl、AgBr、AgI三種飽和溶液中三種飽和溶液中Ag+由大到小的順序為：由大到小的順序為： AgCl AgBr AgI如何計算？如何計算？溶解能力溶解能力:AgCl AgBr AgIKsp (AgCl) Ksp (AgBr) Ksp (AgI)【思考【思考】難溶電解質(zhì)的難溶電解質(zhì)的Ksp數(shù)值越小，表明其在水中的溶解數(shù)值越小，表明其

9、在水中的溶解能力就越弱，這種說法對嗎？能力就越弱，這種說法對嗎？【提示【提示】不對。當難溶電解質(zhì)的化學式所表示不對。當難溶電解質(zhì)的化學式所表示的組成中陰陽離子個數(shù)相同時，的組成中陰陽離子個數(shù)相同時，Ksp越小，難溶電越小，難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力就越弱，如果組成中陰、解質(zhì)在水中的溶解能力就越弱，如果組成中陰、陽離子個數(shù)不同，陽離子個數(shù)不同，Ksp不能用于直接判斷溶解能力不能用于直接判斷溶解能力的強弱。的強弱。 例如：例如： Ksp(AgClKsp(AgCl)=1.8)=1.81010-10 -10 molmol2 2 L L-2-2KspMg(OH)KspMg(OH)2 2=5.6=5.61

10、010-12 -12 molmol2 2 L L-2-2而而Mg(OH)Mg(OH)2 2的溶解度比的溶解度比AgClAgCl大大4.K4.Kspsp的影響因素的影響因素 難溶電解質(zhì)本身的難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)性質(zhì)和和溫度溫度沉淀溶解平衡的影響因素沉淀溶解平衡的影響因素1 1內(nèi)因：難溶物質(zhì)本身性質(zhì)，這是主要決定因素。內(nèi)因：難溶物質(zhì)本身性質(zhì)，這是主要決定因素。2 2外因外因(1)(1)濃度：加水沖稀，平衡向溶解方向移動，但濃度：加水沖稀，平衡向溶解方向移動，但K Kspsp不變。不變。(2)(2)溫度：絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過程，升高溫溫度：絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過程，升高溫度，平衡向溶解

11、方向移動，度，平衡向溶解方向移動，K Kspsp增大。增大。(3)(3)同離子效應：向平衡體系中加入難溶產(chǎn)物溶解產(chǎn)同離子效應：向平衡體系中加入難溶產(chǎn)物溶解產(chǎn)生的離子，平衡逆向移動。生的離子，平衡逆向移動。(4)(4)其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應生成更難溶或更難電離的離子或氣體時，平衡向應生成更難溶或更難電離的離子或氣體時，平衡向溶解方向移動，但溶解方向移動，但K Kspsp不變。不變。討論總結(jié)：討論總結(jié)：對于平衡對于平衡AgClAgCl（S S） AgAg+ +(aq) + Cl(aq) + Cl- -(aq(aq) ) 若改變條件，對

12、其有何影響若改變條件，對其有何影響改變條件改變條件平衡移動方向平衡移動方向 C C（AgAg+ + ）C C（ClCl- -）升升 溫溫加加 水水加加AgClAgCl（s s）加加NaClNaCl（s s）加加AgNOAgNO3 3(s)(s) 不變不變 不變不變不移動不移動 不變不變 不變不變 在平衡體系在平衡體系Ca(OH)Ca(OH)2 2(s) (s) CaCa2+2+2OH+2OH- -中，能使中，能使c(Cac(Ca2+2+) )減小，而使減小，而使c(OHc(OH- -) )增大的是（增大的是（ ）A A加入少量加入少量MgClMgCl2 2固體固體 B B加入少量加入少量NaN

13、a2 2COCO3 3固體固體 C C加入少量加入少量KClKCl固體固體 D D加入少量加入少量Ba(OH)Ba(OH)2 2固體固體 BDBDQ QC CK KSPSP=Q QC CK KSPSPQ QC CK KSPSP 1.8 1.81010-10-10所以有沉淀析出所以有沉淀析出(2) 0.1 mol(2) 0.1 molL L1 1的鹽酸與的鹽酸與0.1 mol0.1 molL L1 1的的AgNOAgNO3 3溶溶液等體積混合完全反應后溶液中含有的微粒有液等體積混合完全反應后溶液中含有的微粒有_。（3 3）利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的離子？）利用生成沉淀的方法能否全部除

14、去要沉淀的離子？答案：不可能將要除去的離子全部通過沉淀除去。答案：不可能將要除去的離子全部通過沉淀除去。一般認為殘留在溶液中的離子濃度小于一般認為殘留在溶液中的離子濃度小于1 110105 5 molmolL L1 1時，沉淀已經(jīng)完全。時，沉淀已經(jīng)完全。試用平衡移動原理解釋下列事實：試用平衡移動原理解釋下列事實：(1)CaCO(1)CaCO3 3難溶于稀難溶于稀H H2 2SOSO4 4，卻能溶于醋酸中；，卻能溶于醋酸中；(2)(2)分別用等體積的蒸餾水和分別用等體積的蒸餾水和0.01 mol0.01 molL L1 1的鹽酸洗滌的鹽酸洗滌AgClAgCl沉淀，用水洗滌造成的沉淀，用水洗滌造成

15、的AgClAgCl的損失大于用稀鹽酸的損失大于用稀鹽酸洗滌的損失量。洗滌的損失量。溶度積的有關計算及應用溶度積的有關計算及應用(1)(1)已知已知K Ksp(AgClsp(AgCl) )1.81.810101010，則將，則將AgClAgCl放放在蒸餾水中形成飽和溶液，溶液中的在蒸餾水中形成飽和溶液，溶液中的c c(Ag(Ag) )是是多少？多少？K Ksp(AgClsp(AgCl) )1.81.810101010c c(Ag(Ag) )c c(Cl(Cl) )c c2 2(Ag(Ag) )解得解得c c(Ag(Ag) )1.31.310105 5molmolL L1 1(2)(2)已知已知K

16、 KspMg(OH)spMg(OH)2 2 1.81.810101111，則將，則將Mg(OH)Mg(OH)2 2放入蒸餾水中形成飽和溶液，溶液的放入蒸餾水中形成飽和溶液，溶液的pHpH為多少？為多少？K KspMg(OH)spMg(OH)2 2 1.81.810101111c c(Mg(Mg2 2) )c c2 2(OH(OH) ) c c3 3(OH(OH)/2)/2c c(OH(OH) )3.33.310104 4molmolL L1 1 c c(H(H) )kw/kw/c c(OH(OH) ) 3.03.010101111molmolL L1 1 所以所以pHpH10.510.5(3)

17、(3)在在0.01 mol0.01 molL L1 1的的MgClMgCl2 2溶液中，逐滴加入溶液中，逐滴加入NaOHNaOH溶液，溶液，剛好出現(xiàn)沉淀時，溶液的剛好出現(xiàn)沉淀時，溶液的pHpH是多少？當是多少？當MgMg2 2完全沉淀時，完全沉淀時，溶液的溶液的pHpH為多少？為多少？已知已知K KspMg(OH)spMg(OH)2 2 1.81.810101111K KspMg(OH)spMg(OH)2 2 1.81.810101111 c c(Mg(Mg2 2) )c c2 2(OH(OH) )0.010.01c c2 2(OH(OH) )c c(OH(OH) )4.24.210105 5

18、molmolL L1 1 c c(H(H) )kw/kw/c c(OH(OH) ) 2.42.4101010 10 molmolL L1 1所以所以pHpH9.69.6，即當，即當pHpH9.69.6時，開始出現(xiàn)時，開始出現(xiàn)Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀。沉淀。一般認為殘留在溶液中的離子濃度小于一般認為殘留在溶液中的離子濃度小于1 110105 5molmolL L1 1時，沉淀已經(jīng)完全。時，沉淀已經(jīng)完全。故故MgMg2 2完全沉淀時有：完全沉淀時有：1 110105 5c c2 2(OH(OH) )1.81.810101111所以所以c c(OH(OH) )1.341.3410103 3

19、 molmolL L1 1 c c(H(H) )kw/kw/c c(OH(OH) ) 7.467.4610101212 mol molL L1 1所以所以pHpH11.111.1（4 4）已知）已知K Ksp(AgClsp(AgCl) )1.81.810101010，K Ksp(Agsp(Ag2 2CrOCrO4 4) )1.91.910101212，現(xiàn)在向，現(xiàn)在向0.001 mol0.001 molL L1 1 K K2 2CrOCrO4 4和和0.01 0.01 molmolL L1 1 KCl KCl混合液中滴加混合液中滴加0.01 mol0.01 molL L1 1 AgNO AgNO

20、3 3溶液，溶液，通過計算回答：通過計算回答：(1)Cl(1)Cl、CrOCrO4 42-2-誰先沉淀？誰先沉淀？(2)(2)剛出現(xiàn)剛出現(xiàn)AgAg2 2CrOCrO4 4沉淀時，溶液中沉淀時，溶液中ClCl濃度是多少？濃度是多少？( (設混合溶液在反應中體積不變設混合溶液在反應中體積不變) )ClCl先沉淀先沉淀4.134.1310106 6 mol molL L1 1（5 5）已知）已知25 25 時，時，K KspFe(OH)3spFe(OH)32.792.7910103939，該溫度下反應該溫度下反應Fe(OH)Fe(OH)3 33H3HFeFe3 33H3H2 2O O的平衡常的平衡常

21、數(shù)數(shù)K K_。2.792.7910103 3AD B D B 沉淀溶解平衡的應用沉淀溶解平衡的應用1 1沉淀的溶解與生成沉淀的溶解與生成(1)(1)在難溶電解質(zhì)的溶液中，當在難溶電解質(zhì)的溶液中，當 Q Qc c K Kspsp時，就會時，就會生成沉淀。據(jù)此，生成沉淀。據(jù)此，加入沉淀劑加入沉淀劑或者或者調(diào)整調(diào)整 pHpH，是分離，是分離除雜的常用方法。除雜的常用方法。 如工業(yè)原料氯化銨中含有雜質(zhì)氯化鐵，使其溶于如工業(yè)原料氯化銨中含有雜質(zhì)氯化鐵，使其溶于水，再加入氨水調(diào)節(jié)水，再加入氨水調(diào)節(jié) pH pH 至至 3 34 4，可使鐵離子生成，可使鐵離子生成氫氧化鐵沉淀而除去；以硫化氫氧化鐵沉淀而除去；

22、以硫化鈉或硫化氫為沉淀劑鈉或硫化氫為沉淀劑可使可使CuCu2 2等生成極難溶等生成極難溶CuSCuS等沉淀。等沉淀。如何除去酸性硫酸銅溶液中的如何除去酸性硫酸銅溶液中的FeFe3+3+開始沉淀時開始沉淀時pH完全沉淀時完全沉淀時pHFe(OH)3 2.7 3.7Cu(OH)2 5.2 6.4如何除去酸性氯化鎂溶液中的如何除去酸性氯化鎂溶液中的Cu2+ 、Fe3+ 、 Fe2+ ，且分別得到，且分別得到Cu(OH)2 、Fe(OH)3。 物質(zhì)物質(zhì)開始沉淀時開始沉淀時pHpH完全沉淀時完全沉淀時pHpHFe(OH)Fe(OH)3 3 2.72.7 3.73.7Fe(OH)Fe(OH)2 2 7.6

23、7.6 9.69.6Cu(OH)Cu(OH)2 2 5.25.2 6.46.4Mg(OH)Mg(OH)2 2 9.19.1 加入酸或堿與溶解平衡體系中的離子發(fā)生反應，降加入酸或堿與溶解平衡體系中的離子發(fā)生反應，降低離子濃度，使平衡向沉淀溶解方向移動。如碳酸鋇低離子濃度，使平衡向沉淀溶解方向移動。如碳酸鋇溶于鹽酸。溶于鹽酸。(2)(2)當當Q Qc c K Kspsp 時，沉淀就會溶解，常用的方法有：時，沉淀就會溶解，常用的方法有：酸堿溶解法。酸堿溶解法。發(fā)生氧化還原反應而使沉淀溶解。發(fā)生氧化還原反應而使沉淀溶解。有些金屬硫化物如有些金屬硫化物如 CuSCuS、HgHg2 2S S等等, ,不溶

24、于非氧化性酸，不溶于非氧化性酸，只溶于氧化性酸只溶于氧化性酸( (如硝酸，王水如硝酸，王水) )，S S2 2因被氧化導致因被氧化導致離子濃度減小，從而使沉淀溶解。此法適用于那些離子濃度減小，從而使沉淀溶解。此法適用于那些具有明顯氧化性或者還原性的難溶物。具有明顯氧化性或者還原性的難溶物。如不溶于鹽酸的硫化物如不溶于鹽酸的硫化物AgAg2 2S S溶于稀溶于稀HNOHNO3 3。 生成配合物使沉淀溶解。生成配合物使沉淀溶解。向沉淀溶解平衡體系中加入適當?shù)呐浜蟿虺恋砣芙馄胶怏w系中加入適當?shù)呐浜蟿?，使溶液中某種離子生成穩(wěn)定的配合物，以減小使溶液中某種離子生成穩(wěn)定的配合物，以減小其離子濃度，從而

25、使沉淀溶解。其離子濃度，從而使沉淀溶解。AgClAgCl2NH2NH3 3H H2 2O=Ag(NHO=Ag(NH3 3) )2 2 ClCl2H2H2 2O O。2 2沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀的轉(zhuǎn)化(1)(1)沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)。沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)。沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)就是溶解平衡的移動。沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)就是溶解平衡的移動。一般來說，溶一般來說，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)。解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)。根據(jù)難溶物溶解度的大小，難溶物間可以進行轉(zhuǎn)化，根據(jù)難溶物溶解度的大小，難溶物間可以進行轉(zhuǎn)化，例如：例如：向向AgNOAgNO3 3溶液中滴加溶液中滴加NaClNaCl溶液，有白色溶液，有

26、白色AgClAgCl沉淀生成；沉淀生成；向其中加入向其中加入NaBrNaBr溶液，有淡黃色溶液，有淡黃色AgBrAgBr沉淀生成；向沉淀生成；向新的固體混合物中加入新的固體混合物中加入NaINaI溶液，有黃色溶液，有黃色AgIAgI沉淀生沉淀生成，最后在滴入成，最后在滴入NaNa2 2S S溶液，有黑色溶液，有黑色AgAg2 2S S沉淀生成。說沉淀生成。說明明AgClAgCl、AgBrAgBr、AgIAgI、AgAg2 2S S的的K Kspsp逐漸減小。逐漸減小。 例如重晶石是制備鋇的重要原料，但例如重晶石是制備鋇的重要原料，但BaSOBaSO4 4不溶于不溶于酸，用飽和碳酸鈉溶液處理即可轉(zhuǎn)化為易溶于酸的酸