難溶電解質(zhì)的溶解平衡(人教選修4)

1、小明用熱水配制了大半燒杯硝酸鉀的飽和水溶液，讓一個小明用熱水配制了大半燒杯硝酸鉀的飽和水溶液，讓一個較大的塑料塊在液面上漂浮，當(dāng)時溶液的溫度約為較大的塑料塊在液面上漂浮，當(dāng)時溶液的溫度約為60 ，室溫，室溫為為20 。然后，小明讓溶液冷卻，注意觀察。請說出小明會看。然后，小明讓溶液冷卻，注意觀察。請說出小明會看到的兩個現(xiàn)象，并用你學(xué)過的理論知識解釋。到的兩個現(xiàn)象，并用你學(xué)過的理論知識解釋。 提示提示溶解度與溫度相關(guān)，溫度越低，硝酸鉀的溶解度越溶解度與溫度相關(guān)，溫度越低，硝酸鉀的溶解度越小，所以隨著溶液溫度降低，小明會看到有硝酸鉀析出，冷卻小，所以隨著溶液溫度降低，小明會看到有硝酸鉀析出，冷卻后

2、杯里溶液的密度會減小，小明會看到塑料塊浸入溶液的體積后杯里溶液的密度會減小，小明會看到塑料塊浸入溶液的體積增大。增大。 第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡1了解難溶電解質(zhì)的溶解平衡。了解難溶電解質(zhì)的溶解平衡。2了解溶度積的意義。了解溶度積的意義。3知道沉淀生成、沉淀溶解、沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)是沉淀溶知道沉淀生成、沉淀溶解、沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動。解平衡的移動。篤學(xué)一篤學(xué)一以以Gal為例理解溶解平衡為例理解溶解平衡盡管盡管AgCl溶解度很小，但并不是溶解度很小，但并不是 ，從固體溶解平，從固體溶解平衡角度認(rèn)識，衡角度認(rèn)識，AgCl在溶液中存在下述兩個過程：一方面，在水在溶

3、液中存在下述兩個過程：一方面，在水分子作用下，少量分子作用下，少量 和和 脫離脫離 溶入水中；另一溶入水中；另一方面，溶液中的方面，溶液中的 和和 受受AgCl表面表面的吸的吸引，引， AgCl表面，析出表面，析出 。在一定溫度下，當(dāng)在一定溫度下，當(dāng)AgCl 和和 的速率相等時，的速率相等時，得到得到AgCl的的 溶液，即建立下列動態(tài)平衡：溶液，即建立下列動態(tài)平衡： 。絕對不溶絕對不溶AgClAgCl表面表面AgCl陽、陰離子陽、陰離子回到回到沉淀沉淀溶解溶解生成生成飽和飽和篤學(xué)二篤學(xué)二沉淀反應(yīng)的應(yīng)用沉淀反應(yīng)的應(yīng)用1.沉淀的生成沉淀的生成(1)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)pH法法加入氨水調(diào)節(jié)加入氨水調(diào)節(jié)pH至至7

4、8，可除去氯化銨溶液中的雜質(zhì)氯化，可除去氯化銨溶液中的雜質(zhì)氯化鐵。反應(yīng)離子方程式如下：鐵。反應(yīng)離子方程式如下：。(2)加沉淀劑法加沉淀劑法以以Na2S、H2S等作沉淀劑，使等作沉淀劑，使Cu2等生成極難溶的硫化物等生成極難溶的硫化物沉淀。反應(yīng)離子方程式如下：沉淀。反應(yīng)離子方程式如下：， 。Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH4Cu2S2=CuSCu2H2S=CuS2H2沉淀的溶解：根據(jù)沉淀的溶解：根據(jù) 原理。對于在水中難溶原理。對于在水中難溶的電解質(zhì)，如能設(shè)法不斷地的電解質(zhì)，如能設(shè)法不斷地 溶解平衡體系中溶解平衡體系中 ，使平衡向使平衡向 的方向移動，就可以使沉淀溶解。應(yīng)用舉的方向移動，

5、就可以使沉淀溶解。應(yīng)用舉例：難溶于水的例：難溶于水的CaCO3沉淀可以溶于鹽酸中沉淀可以溶于鹽酸中平衡移動平衡移動移去移去相應(yīng)離子相應(yīng)離子沉淀溶解沉淀溶解3沉淀的轉(zhuǎn)化：沉淀的轉(zhuǎn)化：沉淀的轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是沉淀的轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是 。一般來說，。一般來說，溶解度小的沉淀可以轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀。溶解度小的沉淀可以轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀。除去鍋爐中的水垢除去鍋爐中的水垢(CaSO4)時用時用Na2CO3試劑試劑沉淀溶解平衡的移動沉淀溶解平衡的移動篤學(xué)三篤學(xué)三溶度積溶度積難溶電解質(zhì)在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常數(shù)稱為難溶電解質(zhì)在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常數(shù)稱為溶溶度積度積。對于沉淀溶解平衡。對于沉淀溶解

6、平衡MmAn(s) mMn(aq)nAm(aq)而言，其溶度積的表達(dá)式為而言，其溶度積的表達(dá)式為Ksp 。cm(Mn)cn(Am)【慎思【慎思1】 從溶解度的角度分析，什么是難溶電解質(zhì)？從溶解度的角度分析，什么是難溶電解質(zhì)？提示提示習(xí)慣上將溶解度小于習(xí)慣上將溶解度小于0.01 g的電解質(zhì)稱為難溶電解的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。質(zhì)?！旧魉肌旧魉?】 只有難溶電解質(zhì)才存在溶解平衡嗎？只有難溶電解質(zhì)才存在溶解平衡嗎？提示提示不僅難溶電解質(zhì)存在溶解平衡，在易溶的飽和溶液不僅難溶電解質(zhì)存在溶解平衡，在易溶的飽和溶液中也存在溶解平衡，如在飽和中也存在溶解平衡，如在飽和NaCl溶液中存在溶解和結(jié)晶平溶液中存在溶

7、解和結(jié)晶平衡。衡。【慎思【慎思3】 沉淀溶解平衡的影響因素有哪些？沉淀溶解平衡的影響因素有哪些？提示提示(1)內(nèi)因：溶質(zhì)本身的性質(zhì)。絕對不溶的物質(zhì)是沒有內(nèi)因：溶質(zhì)本身的性質(zhì)。絕對不溶的物質(zhì)是沒有的；同是微溶物質(zhì)，溶解度差別也很大；易溶溶質(zhì)只要是飽和的；同是微溶物質(zhì)，溶解度差別也很大；易溶溶質(zhì)只要是飽和溶液也存在溶解平衡。溶液也存在溶解平衡。(2)外因：包括濃度、溫度等，遵循勒夏特列原理。外因：包括濃度、溫度等，遵循勒夏特列原理。濃度：加水，平衡向溶解方向移動。濃度：加水，平衡向溶解方向移動。溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動；少數(shù)平衡向生溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動；少數(shù)平衡向生成沉淀的

8、方向移動，如成沉淀的方向移動，如Ca(OH)2的溶解平衡。的溶解平衡。同離子效應(yīng)：向平衡體系中加入相同的離子，使平衡向同離子效應(yīng)：向平衡體系中加入相同的離子，使平衡向生成沉淀的方向移動。生成沉淀的方向移動。其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶的物質(zhì)或氣體的離子時，平衡向溶解方向移動。更難溶的物質(zhì)或氣體的離子時，平衡向溶解方向移動?！旧魉肌旧魉?】 難溶電解質(zhì)的溶解平衡和難電離物質(zhì)難溶電解質(zhì)的溶解平衡和難電離物質(zhì)(弱電解質(zhì)弱電解質(zhì))的電離平衡有什么區(qū)別？的電離平衡有什么區(qū)別？提示提示(1)從物質(zhì)類別來看：難溶電解質(zhì)可以是強電解質(zhì)也

9、從物質(zhì)類別來看：難溶電解質(zhì)可以是強電解質(zhì)也可以是弱電解質(zhì)可以是弱電解質(zhì)如如BaSO4是強電解質(zhì)，而是強電解質(zhì)，而Al(OH)3是弱電解是弱電解質(zhì)質(zhì)，而難電離物質(zhì)只是弱電解質(zhì)。，而難電離物質(zhì)只是弱電解質(zhì)。(2)從變化過程來看：溶解平衡是指已溶解的溶質(zhì)與未溶解從變化過程來看：溶解平衡是指已溶解的溶質(zhì)與未溶解的溶質(zhì)之間形成的沉淀與溶解的平衡狀態(tài)；而電離平衡則是指的溶質(zhì)之間形成的沉淀與溶解的平衡狀態(tài)；而電離平衡則是指已經(jīng)溶解在溶液中的弱電解質(zhì)分子與離子之間的轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡已經(jīng)溶解在溶液中的弱電解質(zhì)分子與離子之間的轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡狀態(tài)。狀態(tài)。 提示提示加入固體加入固體CH3COONa使使Mg(OH)2固體的質(zhì)

10、量增加。固體的質(zhì)量增加。理由是理由是CH3COONa在溶液中水解在溶液中水解CH3COOH2OCH3COOHOH，增大了，增大了c(OH)，使，使Mg(OH)2的溶解平衡向著生成的溶解平衡向著生成Mg(OH)2的方向移動。的方向移動。加入加入NH4Cl固體使固體使Mg(OH)2固體的質(zhì)量減小。理由是固體的質(zhì)量減小。理由是NH4Cl在溶液中電離出在溶液中電離出NH4，NH4與與OH發(fā)生反應(yīng)：發(fā)生反應(yīng)：NH4OHNH3H2O，減小了，減小了c(OH)，使，使Mg(OH)2的溶解平衡向著生的溶解平衡向著生成成Mg2和和OH的方向移動。的方向移動。 1影響沉淀溶解平衡的因素影響沉淀溶解平衡的因素(1)

11、內(nèi)因：難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)內(nèi)因：難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)(2)外因：外因：溫度：溫度升高，多數(shù)溶解平衡向溶解的方向移動。溫度：溫度升高，多數(shù)溶解平衡向溶解的方向移動。濃度：加水稀釋，溶解平衡向溶解方向移動。濃度：加水稀釋，溶解平衡向溶解方向移動。同離子效應(yīng)：加入與難溶電解質(zhì)構(gòu)成微粒相同的物質(zhì)。同離子效應(yīng)：加入與難溶電解質(zhì)構(gòu)成微粒相同的物質(zhì)。溶解平衡向生成沉淀的方向移動。溶解平衡向生成沉淀的方向移動。能反應(yīng)的物質(zhì)：加入與難溶電解質(zhì)溶解所得的離子反應(yīng)能反應(yīng)的物質(zhì)：加入與難溶電解質(zhì)溶解所得的離子反應(yīng)的物質(zhì)，溶解平衡向溶解的方向移動。的物質(zhì)，溶解平衡向溶解的方向移動。2實例實例難溶電解質(zhì)的溶解平衡屬于化學(xué)

12、平衡，符合勒夏特列原難溶電解質(zhì)的溶解平衡屬于化學(xué)平衡，符合勒夏特列原理，外界條件改變時，平衡將會發(fā)生移動。理，外界條件改變時，平衡將會發(fā)生移動?！纠纠?】某化工廠為了綜合利用生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品】某化工廠為了綜合利用生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品CaSO4，與相鄰的合成氨廠聯(lián)合設(shè)計了如圖所示制備，與相鄰的合成氨廠聯(lián)合設(shè)計了如圖所示制備(NH4)2SO4的工藝的工藝流程：流程：請回答以下問題：請回答以下問題：(1)合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式是合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式是_，該反應(yīng)在，該反應(yīng)在_(填設(shè)備名稱填設(shè)備名稱)中發(fā)生。沉淀池中發(fā)生的主要反應(yīng)方程式是中發(fā)生。沉淀池中發(fā)生的主要反應(yīng)方程式是_，該反應(yīng)能夠發(fā)生的原因

13、是，該反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是_。(2)在上述流程的沉淀池中通入足量氨氣的目的是在上述流程的沉淀池中通入足量氨氣的目的是_，可以循環(huán)使用的，可以循環(huán)使用的X是是_。(3)該生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品是該生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品是_。從綠色化學(xué)和資源。從綠色化學(xué)和資源綜合利用的角度說明上述流程的主要優(yōu)點是綜合利用的角度說明上述流程的主要優(yōu)點是_；從物質(zhì)的性質(zhì)和工業(yè)生產(chǎn)實際的角度考慮該流程的主要缺；從物質(zhì)的性質(zhì)和工業(yè)生產(chǎn)實際的角度考慮該流程的主要缺陷是陷是_。(1)利用生成沉淀分離或除去某種離子，首先要使生成沉淀利用生成沉淀分離或除去某種離子，首先要使生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生；其次希望沉淀生成的反應(yīng)進(jìn)行的越完全越的反

14、應(yīng)能夠發(fā)生；其次希望沉淀生成的反應(yīng)進(jìn)行的越完全越好。如沉淀好。如沉淀Mg2，應(yīng)使用，應(yīng)使用NaOH等使之轉(zhuǎn)為溶解度小的等使之轉(zhuǎn)為溶解度小的Mg(OH)2。(2)一般認(rèn)為離子濃度小于一般認(rèn)為離子濃度小于1105molL1時，沉淀已經(jīng)完時，沉淀已經(jīng)完全。全?！倔w驗【體驗1】自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用】自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成后變成CuSO4溶液，向地下深層滲透，遇到難溶的溶液，向地下深層滲透，遇到難溶的ZnS或或PbS，慢，慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)慢轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS)。下列分析正確的是。下列分析正確的是()。ACuS的溶解度大于的溶解度大于PbS的溶解度的溶解度B原

15、生銅的硫化物具有還原性，而銅藍(lán)沒有還原性原生銅的硫化物具有還原性，而銅藍(lán)沒有還原性CCuSO4與與ZnS反應(yīng)的離子方程式是反應(yīng)的離子方程式是Cu2S2=CuSD整個過程涉及的反應(yīng)類型有氧化還原反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)整個過程涉及的反應(yīng)類型有氧化還原反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)解析解析由由PbS轉(zhuǎn)化生成轉(zhuǎn)化生成CuS，說明，說明CuS更難溶，更難溶，CuS中的中的S為為2價，仍具有還原性，價，仍具有還原性，CuSO4與與ZnS反應(yīng)的離子方程式為反應(yīng)的離子方程式為Cu2ZnS=CuSZn2答案答案D1影響影響Ksp的因素的因素Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)、溫度有關(guān)，而與沉淀的量無只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)、溫度有關(guān)，而與沉淀

16、的量無關(guān)，并且溶液中的離子濃度的變化只能使平衡移動，并不改變關(guān)，并且溶液中的離子濃度的變化只能使平衡移動，并不改變?nèi)芏确e。溶度積。2意義意義Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。(1)對于同類型物質(zhì)，對于同類型物質(zhì)，Ksp數(shù)值越大，難溶電解質(zhì)在水中的溶數(shù)值越大，難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強。如由解能力越強。如由Ksp數(shù)值可知，溶解能力：數(shù)值可知，溶解能力：AgClAgBrAgI，Cu(OH)2Mg(OH)2。3溶度積與離子積的關(guān)系溶度積與離子積的關(guān)系通過比較溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積通過比較溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積離子離子積積Qc的相對大

17、小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否的相對大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否生成或溶解：生成或溶解：QcKsp，溶液過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，達(dá)到，溶液過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，達(dá)到新的平衡。新的平衡。QcKsp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。Qc Ksp，溶液未飽和，無沉淀析出，若加入過量難溶電，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。解質(zhì)，難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和?！纠纠?】已知：】已知：25 時，時，KspMg(OH)25.611012，Ksp(MgF2)7.421011。下列說

18、法正確的是。下列說法正確的是()。A25 時，飽和時，飽和Mg(OH)2溶液與飽和溶液與飽和MgF2溶液相比，前溶液相比，前者的者的c(Mg2)大大B25 時，在時，在Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的的懸濁液中加入少量的NH4Cl固固體，體，c(Mg2)增大增大C25 時，時，Mg(OH)2固體在固體在20 mL 0.01 mol/L氨水中的氨水中的Ksp比在比在20 mL 0.01 mol/L NH4Cl溶液中的溶液中的Ksp小小D25 時，在時，在Mg(OH)2懸濁液中加入懸濁液中加入NaF溶液后，溶液后，Mg(OH)2不可能轉(zhuǎn)化為不可能轉(zhuǎn)化為MgF2解析解析A中氫氧化鎂溶度積小，所以其

19、中氫氧化鎂溶度積小，所以其Mg2少。少。B中中NH4結(jié)合結(jié)合OH使氫氧化鎂溶解平衡正移，使氫氧化鎂溶解平衡正移，Mg2增多。增多。C中中Ksp不隨濃不隨濃度變化，只與溫度有關(guān)。度變化，只與溫度有關(guān)。D中二者中二者Ksp接近，使用濃接近，使用濃NaF溶液可溶液可以使氫氧化鎂轉(zhuǎn)化。以使氫氧化鎂轉(zhuǎn)化。答案答案B(1)溶度積溶度積Ksp僅與溫度有關(guān)僅與溫度有關(guān)(難溶電解質(zhì)一定時難溶電解質(zhì)一定時)。(2)溶度積與溶解度均可表示物質(zhì)的溶解性。溶度積與溶解度均可表示物質(zhì)的溶解性。(3)相同類型的物質(zhì)，溶度積越小，其溶解度越小。相同類型的物質(zhì)，溶度積越小，其溶解度越小?！倔w驗【體驗2】某溫度下，】某溫度下，F(xiàn)e(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分別在溶液分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤褐羞_(dá)到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤簆H，金屬陽離子濃度的變化，金屬陽離子濃度的變化如右圖所示。據(jù)圖分析，下列判斷錯誤