高中化學《難溶電解質(zhì)的溶解平衡》重點難點解析 新人教版選修3

1、難溶電解質(zhì)的溶解平衡重點難點分析【要點梳理】要點一、沉淀溶解平衡1物質(zhì)的溶解性電解質(zhì)在水中的溶解度，有的很大，有的很小，但仍有度。在20時溶解性與溶解度的關(guān)系如下：2難溶物的溶解平衡難溶電解質(zhì)的離子進入溶液的速率和從溶液里轉(zhuǎn)回到電解質(zhì)固體表面沉積的速率相等，溶液里的離子處于飽和及固態(tài)電解質(zhì)的量保持不變的狀態(tài)，叫做難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡狀態(tài)，簡稱沉淀溶解平衡。例如：AlCl(s) Ag(aq)+Cl(aq) +未溶解的固體 溶液中的離子PbI2(s) Pb(aq)+2I(aq) 2+未溶解的固體 溶液中的離子3溶解平衡特征。（1）“動”動態(tài)平衡，溶解的速率和沉淀的速率都不為0；（2）“等”v溶

2、解=v沉淀；（3）“定”達到平衡時，溶液中離子的濃度保持不變；（4）“變”當改變外界條件時，溶解平衡將發(fā)生移動，達到新的平衡。4沉淀溶解平衡常數(shù)溶度積。（1）定義：在一定條件下，難溶強電解質(zhì)AmBn溶于水形成飽和溶液時，溶質(zhì)的離子與該固態(tài)物質(zhì)之間建立動態(tài)平衡，叫做沉淀溶解平衡。這時，離子濃度冪的乘積為一常數(shù)，叫做溶度積Ksp。（2）表達式：AmBn(s)mAn+(aq)+nBm(aq)Ksp=c(An+)m·c(Bm)n要點詮釋：溶度積（Ksp）的大小只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)。（3）溶度積規(guī)則：通過比較溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積離子積Qc的相對大小，可以判斷

3、難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否生成或溶解；QcKsp，溶液過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，達到新的平衡；QcKsp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)；QcKsp，溶液未飽和，無沉淀析出，若加入過量難溶電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和。要點詮釋：（1）對同種類型物質(zhì)，Ksp越小其溶解度越小，越容易轉(zhuǎn)化為沉淀。（2）對于化學式中陰、陽離子個數(shù)比不同的難溶電解質(zhì)，不能直接比較Ksp的大小來確定其溶解能力的大小，需轉(zhuǎn)化為溶解度來計算。（3）溶液中的各離子濃度的變化只能使沉淀溶解平衡移動，并不改變?nèi)芏确e。5影響沉淀溶解平衡的因素。內(nèi)因：難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)。外因：（1）濃度：加水沖稀，沉淀溶解平衡向

4、溶解的方向移動，但Ksp不變。（2）溫度：多數(shù)難溶電解質(zhì)溶解于水是吸熱的，所以升高溫度，沉淀溶解平衡向溶解的方向移動，同時Ksp變大。（3）同離子效應(yīng)：向沉淀溶解平衡體系中，加入相同的離子，使平衡向沉淀方向移動，但Ksp不變。（4）其他：向沉淀溶解平衡體系中，加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶的沉淀或氣體，使平衡向溶解的方向移動，Ksp不變。要點詮釋：溶解度隨溫度升高而增大的難溶電解質(zhì)，升高溫度后，沉淀溶解平衡向溶解的方向移動；溶解度隨溫度升高而減小的難溶電解質(zhì)，升高溫度后，沉淀溶解平衡向沉淀的方向移動。要點二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡在生產(chǎn)、科研和環(huán)保等領(lǐng)域有著許多應(yīng)用。

5、沉淀溶解平衡是一個動態(tài)平衡，當條件發(fā)生改變時，平衡也會相應(yīng)地發(fā)生移動。我們在生產(chǎn)、生活中經(jīng)常根據(jù)平衡移動原理，選擇適當?shù)臈l件，使平衡向著需要的方向移動。1沉淀的生成。（1）沉淀的方法：調(diào)節(jié)pH法：例如：除去硫酸銅溶液中混有的少量鐵離子。方法：向溶液中加入氫氧化銅或堿式碳酸銅，調(diào)節(jié)溶液的pH在34之間，鐵離子就會轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去。流程圖：Cu2+3（除去Fe3+）2+2+加沉淀劑法：如以Na2S、H2S等作沉淀劑，使某些金屬離子如Cu、Hg等生成極難溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分離、除去雜質(zhì)常用的方法。反應(yīng)如下：2+22+Cu+SCuS Cu+H2SCuS+2H2+22+Hg+SHg

6、S Hg+H2SHgS+2H（2）不同沉淀方法的應(yīng)用。直接沉淀法：除去指定的溶液中某種離子或獲取該難溶電解質(zhì)。分步沉淀法：鑒別溶液中含有哪些離子或分別獲得不同難溶電解質(zhì)。共沉淀法：除去一組某種性質(zhì)相似的離子，加入合適的沉淀劑。氧化還原法：改變某離子的存在形式，促進其轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛雀〉碾y溶電解質(zhì)便于分離除去。要點詮釋：（1）在涉及無機制備、提純工藝的生產(chǎn)、科研、廢水處理等領(lǐng)域中，常利用生成沉淀來達到分離或除去某些離子的目的。（2）沉淀法工藝流程示意圖如圖：2沉淀的溶解根據(jù)溶度積規(guī)則，當QcKsp時，沉淀就向溶解的方向進行。因此，使沉淀溶解的總原則就是設(shè)法使構(gòu)晶離子的濃度減小使之滿足QcKsp。常

7、用的方法是：在難溶電解質(zhì)飽和溶液中加入適當試劑使之與組成沉淀的一種構(gòu)晶離子結(jié)合成另一類化合物，從而使之溶解。具體辦法可采用酸堿溶解法、配位溶解法、氧化還原溶解法以及沉淀轉(zhuǎn)化溶解法等。（1）酸堿溶解法。例如：難溶于水的CaCO3沉淀可以溶于鹽酸中CaCO3Ca2+CO32 +H+ 垐H垎HCO3噲垐H2CO3H2O+CO2 2+在上述反應(yīng)中，氣體CO2的生成和逸出，使CaCO3溶解平衡體系中的CO3濃度不斷減小，平衡向沉淀溶解方向移動。要點詮釋：類似的可用強酸溶解的難溶電解質(zhì)還有FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等。醫(yī)學上用BaSO4作“鋇餐”，但不能用BaCO3，其原因是BaCO3溶于胃酸

8、（鹽酸）。（2）鹽溶解法。如Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液。2+(Mg(OH)2(s)Mgaq)+2OH(aq)+當加入NH4Cl溶液時，NH4+OHNH3·H2O，使c(OH)減小，使Mg(OH)2溶解平衡向右移動，直至沉淀完全溶解，總反應(yīng)式為：Mg(OH)2+2NH4ClMgCl2+2NH3·H2O（3）氧化還原法。2有些金屬硫化物如CuS、HgS等，其溶度積很小，在飽和溶液中c(S)特別小，不能溶于非氧化性強酸，只2能溶于氧化性酸，減小c(S)，從而達到沉淀溶解的目的。如：3CuS+8HNO33Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2O此法適用于溶解那些具有明顯氧化

9、性或還原性的難溶物。（4）生成配合物使沉淀溶解。向沉淀體系中加入適當配合劑，使溶液中某離子生成穩(wěn)定的配合物，減小其離子濃度，從而使沉淀溶解。如： AgCl可溶于NH3·H2O AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq)3·H2OAg(NH3)2+此法對用酸堿性不能溶解的難溶電解質(zhì)具有重要意義。 （5）沉淀轉(zhuǎn)化溶解法。此法是將難溶物轉(zhuǎn)化為能被前三種方法溶解的沉淀，然后再溶解。例如：23®BaCO3 重晶石（BaSO4）¾¾¾¾¾飽和 NaCOBaSO4Ba2+SO42 CO32BaCO3(s)總反應(yīng)的離子方程式為：2

10、2BaSO4+CO3BaCO3+SO422+2要點詮釋：雖然BaSO4比BaCO3更難溶于水，但在CO3濃度較大的溶液中，BaSO4溶解在水中的Ba能與CO3結(jié)合形成 BaCO3溶液。轉(zhuǎn)化過程是用飽和Na2CO3溶液處理BaSO4溶液，待達到平衡后，移走上層溶液；再加入飽2+和Na2CO3溶液，重復處理多次，使絕大部分BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3；最后加入鹽酸，Ba即轉(zhuǎn)入到溶液中。3沉淀的轉(zhuǎn)化。根據(jù)難溶物質(zhì)溶解度的大小，難溶物質(zhì)間可以進行轉(zhuǎn)化，例如：Na2SNaClKIAgNO3¾¾¾® AgCl ¾¾® AgI ¾

11、¾¾®Ag2S（白色沉淀） （黃色沉淀） （黑色沉淀）AgNO3溶液和NaCl溶液反應(yīng)，生成AgCl沉淀。當向體系中滴加KI溶液時，溶液中的Ag和I結(jié)合生成了更+難溶解的AgI，由于溶液中Ag濃度減小，促進了AgCl的溶解，最終AgCl全部轉(zhuǎn)化為AgI。同樣，由于硫化銀的溶解度比碘化銀的溶解度更小，因此向體系中滴加硫化鈉溶液時，碘化銀轉(zhuǎn)化為硫化銀。 AgClAg+Cl 2AgI2Ag+2I KII+K+ Na2SS2+2Na+2S AgI要點詮釋：（1）沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動。一般地，溶解能力相對較強的物質(zhì)易轉(zhuǎn)化為溶解能力相對較弱的物質(zhì)。2+2+（2）

12、沉淀的轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用較多，如用FeS、MnS、H2S等除去廢水中的重金屬離子（Hg、Pb等）：2+2+FeS(s)+Hg(aq)HgS(s)+Fe(aq)4生活中的沉淀溶解平衡（1）溶洞里美麗的石筍、鐘乳石和石柱是大自然創(chuàng)造的奇跡。石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣與水及二氧化碳反應(yīng)能轉(zhuǎn)化為微溶性的碳酸氫鈣Ca(HCO3)2。溶有碳酸氫鈣的水從溶洞頂向溶洞底滴落時，水分蒸發(fā)、二氧化碳壓強減小或溫度的變化都會使二氧化碳溶解度減小而析出碳酸鈣沉淀。這些沉淀經(jīng)過千百萬年的積聚，漸漸形成了鐘乳石、石筍等。（2）氟化物防齲齒的化學原理。齲齒可能是由口腔細菌在糖代謝過程中釋放出來的有機酸穿透牙釉質(zhì)表面使牙齒的礦物質(zhì)羥（基）磷灰石Ca5(PO4)3OH溶解造成的。由于細菌在牙齒表面形成一層黏附膜齒斑（或稱菌斑），這些有機酸能夠長時間地跟牙齒表面密切接觸，使羥（基）磷灰石溶解：+2+2Ca5(PO4)3OH+4H5Ca+3HPO4+H2O飲水、食物和牙膏里氟離子會跟羥（基）磷灰石發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化生成氟磷灰石：Ca5(PO4)3OH+FCa5(PO4)3F+OH溶解度研究證實氟磷灰石比羥磷灰石更能抵抗酸的侵蝕。這是由于氟離子體積小于氫氧根離子，在磷灰石晶結(jié)構(gòu)里更匹配。此外，氟離子還能抑制口腔細菌產(chǎn)生酸。含氟牙膏已經(jīng)使全世界千百萬人減少齲齒，使人們的牙齒更