化學(xué)選修四第四節(jié)難溶電解質(zhì)

難溶電解質(zhì)的溶解平衡

第四章

第四節(jié)

高二化學(xué)備課組復(fù)習(xí)

1、什么叫飽和溶液？什么叫不飽和溶液？

一定溫度下，不能再溶解溶質(zhì)的溶液叫飽和溶液。能繼續(xù)溶解溶質(zhì)的溶液叫不飽和溶液。2、溶解性是指：___________________________

溶解性是物質(zhì)的_______性質(zhì)。溶解性大小跟

___________________有關(guān)。一種物質(zhì)溶解在另一種物質(zhì)中的能力。物理溶質(zhì)、溶劑的性質(zhì)

物質(zhì)的溶解性只能粗略表示物質(zhì)的溶解能力的強(qiáng)弱，為了精確表示物質(zhì)的溶解能力，化學(xué)上引入了“溶解度”的概念。固體物質(zhì)的溶解度定義：注意：在一定溫度下，某固態(tài)物質(zhì)在100克溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時所溶解的質(zhì)量。叫做這種物質(zhì)在這種溶劑里的溶解度。條件：一定溫度。標(biāo)準(zhǔn)：100克溶劑狀態(tài)：飽和狀態(tài)單位：克（g）

任何物質(zhì)的溶解是有條件的，在一定的條件下某物質(zhì)的溶解量一般是有限的。溶解度與溶解性的關(guān)系：20℃10易溶可溶1微溶0.01難溶S/g（1）NaCl在水溶液里達(dá)到溶液平衡狀態(tài)時有何特征？

（2）要使NaCl飽和溶液中析出NaCl固體，可采取什么措施？蒸發(fā)（減溶劑）降溫NaCl的溶解速率與結(jié)晶速率相等；并且只要溶解平衡的條件不變，該溶液中溶解的NaCl的量就是一個恒定值。加入濃鹽酸？交流、討論在飽和NaCl溶液中加入濃鹽酸現(xiàn)象:解釋:在NaCl的飽和溶液中，存在溶解平衡

NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)加濃鹽酸會使c(Cl-)增加,平衡向左移動,因而有

NaCl晶體析出.NaCl飽和溶液中有固體析出可溶的電解質(zhì)溶液中存在溶解平衡，難溶的電解質(zhì)在水中是否也存在溶解平衡呢？實驗探究一、Ag＋和Cl－的反應(yīng)能進(jìn)行到底嗎？【實驗】向盛有2mL0.1mol/LAgNO3溶液的試管中加入2mL0.1mol/LNaCl溶液。問題討論：

溶液中依然有Ag+、Cl-存在1、恰好反應(yīng)沒有？2、溶液中還含有Ag+和Cl-？【繼續(xù)試驗】取上層清液，滴加KI溶液，有何現(xiàn)象？說明了什么？資料：化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于10-5mol/L時，沉淀達(dá)到完全。

沉淀是難溶物，但不是絕對不溶，只不過溶解度很小，難溶物在水中存在溶解平衡。AgCl溶解平衡的建立

當(dāng)v（溶解）＝v（沉淀）時，得到飽和AgCl溶液，建立溶解平衡水合Ag+水合Cl-

溶解

AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)

沉淀注意寫法

在一定條件下，難溶電解質(zhì)溶解成離子的速率等于離子重新結(jié)合成沉淀的速率，溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。（也叫沉淀溶解平衡）溶解平衡的特征：逆、等、動、定、變?nèi)芙馄胶獾母拍睿浩胶獾墓残跃氁痪?、下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是（）A．反應(yīng)開始時，溶液中各離子濃度相等B．沉淀溶解達(dá)到平衡時，沉淀的速率與溶解的速率相等C．沉淀溶解達(dá)到平衡時，溶液中離子的濃度相等且保持不變D．沉淀溶解達(dá)到平衡時，如果再加入該沉淀物，將促進(jìn)溶解B2.難溶等于不溶嗎？影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的因素：a、絕對不溶的電解質(zhì)是沒有的。b、同是難溶電解質(zhì)，溶解度差別也很大。c、易溶電解質(zhì)做溶質(zhì)時只要是飽和溶液也可存在溶解平衡。①內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)

②外因：

a、濃度：加水，平衡向溶解方向移動。b、溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動。練：書寫碘化銀、氫氧化鎂溶解平衡的表達(dá)式特例：Ca(OH)2練習(xí)：牙齒表面由一層硬的、組成為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH（s）5Ca2++3PO43-+OH-

進(jìn)食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，這時牙齒就會受到腐蝕，其原因是

。生成的有機(jī)酸能中和OH-，使平衡向脫礦方向移動，加速腐蝕牙齒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減少的是（）A.Na2CO3溶液B.AlCl3溶液

C.NaOH溶液D.CaCl2溶液

練一練AB

難溶固體在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)時，離子濃度保持不變（或一定）。在一定溫度下,在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中,各離子濃度冪之乘積為一常數(shù).這個常數(shù)稱之為溶度積常數(shù)簡稱為溶度積，用Ksp表示。2、溶度積常數(shù)或溶度積(Ksp)：

如Mg(OH)2

(s)Mg2

+(aq)+2OH-(aq)

表達(dá)式概念：

溶度積(Ksp)的大小只與溫度有關(guān)影響因素25℃時，

Ksp=[c(Mg2+)

][c(OH-)]2=5.6×10-12mol3L-3練：請寫出BaSO4

、Al(OH)3

的沉淀溶解平衡與溶度積KSP表達(dá)式。BaSO4(s)Ba2++SO42-KSP=[c(Ba2+)][c(SO42-)]Al(OH)3(s)Al3+

+3OH-KSP=[c(Al3+)][c(OH-)]3

①概念：一定溫度下,在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中,各離子濃度冪的乘積為一常數(shù).這個常數(shù)稱為溶度積常數(shù)簡稱為溶度積，用Ksp表示。2、溶度積（科學(xué)視野P65）對于溶解平衡：MmAn(s)mMn+(aq)

+nAm-(aq)

有：KSP=[c(Mn+)]m·[c(Am-)]n【注意】Ksp只與溫度有關(guān)，相同類型的難溶電解質(zhì)溶度積越小，其溶解度越小。QCKSP=QCKSP>QCKSP<溶液過飽和，有沉淀析出溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)溶液未飽和，可繼續(xù)溶解該難溶電解質(zhì)②離子積QC（任意時刻溶液中離子濃度冪的乘積）【例】下列情況下，有無CaCO3沉淀生成？已知Ksp（CaCO3）=2.8

10-91）往盛有1.0L純水中加入0.1mL濃度為0.01mol/L的CaCl2和Na2CO3；2）改變CaCl2和Na2CO3的濃度為1.0mol/L呢？C(Ca2+)=C(CO32-)=(0.110-3

0.01)/1.0

=

10-6mol/L

Qc

=C(Ca2+)×C(CO32-)=10-12

<

Ksp=2.810-9因此無CaCO3沉淀生成。C(Ca2+)=C(CO32-)=10-4

mol/L

Qc

=C(Ca2+)×C(CO32-)=10-8

>

Ksp=2.810-9

因此有CaCO3沉淀生成。練一練2、下列敘述正確的是（）A.由于AgCl水溶液導(dǎo)電性很弱，所以它是弱電解質(zhì)B.難溶電解質(zhì)離子濃度的乘積就是該物質(zhì)的溶度積常數(shù)C.溶度積常數(shù)大者，溶解度也大D.用水稀釋含有AgCl固體的溶液時，AgCl的溶度積常數(shù)不變。D意義

①Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解度幾種難熔電解質(zhì)在25℃時的溶解平衡和溶度積：AgCl(s)Ag++Cl-Ksp=[c(Ag+)][c(Cl-)]=1.8×10-10S=1.5×10-4AgBr(s)Ag++Br-Ksp=[c(Ag+)][c(Br-)]=5.0×10-13S=8.4×10-6AgI(s)Ag++I-Ksp=[c(Ag+)][c(I-)]=8.3×10-17S=9.1×10-9相同類型(如AB型)的難溶電解質(zhì)的Ksp越小，溶解度越小，越難溶。如:Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)溶解度:AgCl>AgBr>AgI②能與溶解度之間換算算出溶解度例1、已知Ksp,AgCl＝1.5610-10，Ksp,Ag2CrO4＝9.010-12，試求AgCl和Ag2CrO4的溶解度（用g/L表示）解：（1）設(shè)平衡時AgCl的濃度為S1（mol／L),則：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡S1S1

(2)設(shè)溶解平衡時Ag2CrO4的濃度為S2（mol/L),則：Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)平2S2S2在水中：AgCl溶解度小于Ag2CrO4的溶解度

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

Qc

>Ksp時，沉淀從溶液中析出（溶液過飽和），體系中不斷析出沉淀，直至達(dá)到平衡（此時Qc

=Ksp

）(2)Qc

=Ksp時，沉淀與飽和溶液的平衡Qc

<Ksp時，溶液不飽和，若體系中有沉淀，則沉淀會溶解直至達(dá)到平衡（此時Qc

=Ksp

）Qc=[Am+]n[Bn-]m

③與Qc

相比較，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀是否生成或溶解Qc稱為離子積，其表達(dá)式中離子濃度是任意的，為此瞬間溶液中的實際濃度，所以其數(shù)值不定，但對一難溶電解質(zhì)，在一定溫度下，Ksp

為一定值。例1、下列情況下，有無CaCO3沉淀生成？Ksp（CaCO3）=2.8

10-9（1）往盛有1.0L純水中加入0.1mL濃度為0.01mol/L的CaCl2和Na2CO3；（2）改變CaCl2和Na2CO3的濃度為1.0mol/L呢？[Ca2+]=[CO32-]=0.110-30.01/1.0=10-6

mol/L

Qc

=[Ca2+]×[CO32-]=10-12<Ksp,CaCO3=2.810-9因此無CaCO3沉淀生成。[Ca2+]=[CO32-]=10-4

mol/L

Qc=[Ca2+]×[CO32-]=10-8>Ksp,CaCO3因此有CaCO3沉淀生成。二、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用1、沉淀的生成（1）應(yīng)用：生成難溶電解質(zhì)的沉淀，是工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保工程和科學(xué)研究中除雜或提純物質(zhì)的重要方法之一。（2）方法①調(diào)pH值如：工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵，加氨水調(diào)

pH值至7~8Fe3＋

+3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋

②加沉淀劑

如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀劑Cu2＋+S2－=CuS↓Hg2＋+S2－=HgS↓思考與交流1、如果要除去某溶液中的SO42-，你選擇加入鋇鹽還是鈣鹽？為什么？加入鋇鹽，因為BaSO4比CaSO4更難溶，使用鋇鹽可使SO42-沉淀更完全2、以你現(xiàn)有的知識，你認(rèn)為判斷沉淀能否生成可從哪方面考慮？是否可能使要除去的離子通過沉淀反應(yīng)全部除去？說明原因。從溶解度方面可判斷沉淀能否生成；不可能使要除去的離子通過沉淀完全除去，因為不溶是相對的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。2、沉淀的溶解原理

設(shè)法不斷移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動分析：難溶于水的鹽能溶于酸中如：CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于鹽酸。[思考]：寫出氫氧化鎂沉淀溶解平衡的表達(dá)式.沉淀的溶解1、若使氫氧化鎂沉淀溶解，可以采取什么方法？所依據(jù)的原理是什么？2、現(xiàn)提供以下試劑，請你設(shè)計可行的實驗方案。蒸餾水、鹽酸、飽和NH4Cl溶液、NaOH溶液、NaCl溶液、Na2CO3溶液、FeCl3溶液Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)+2OH－(aq)討論溶解沉淀1、原理：根據(jù)勒夏特列原理，使沉淀溶解平衡向溶解方向移動沉淀的溶解2、方法：設(shè)法不斷移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動試管編號①②③④對應(yīng)試劑少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2滴加試劑2ml蒸餾水，滴加酚酞溶液2ml鹽酸3ml飽和NH4Cl溶液

2mlFeCl3溶液現(xiàn)象固體無明顯溶解現(xiàn)象，溶液變淺紅迅速溶解逐漸溶解Mg(OH)2+2HCl＝MgCl2+2H2OMg(OH)2+2NH4Cl＝MgCl2+2NH3·H2O完成實驗,記錄現(xiàn)象,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。有紅褐色沉淀生成說明溶解實驗方案：分別向氫氧化鎂沉淀中加入蒸餾水、酸、鹽，根據(jù)實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論。在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：

Mg(OH)2(s)?Mg2＋(aq)+2OH－(aq)

加入鹽酸時，H＋中和OH－，使c(OH－)減小，平衡右移，從而使Mg(OH)2溶解。

加入NH4Cl時，NH4＋與OH－結(jié)合，生成弱電解質(zhì)NH3·H2O（它在水中比Mg（OH）2更難電離出OH-），使c(OH－)減小，平衡右移，從而使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向溶解方向移動。【思考與交流】：

應(yīng)用平衡移動原理分析、解釋實驗中發(fā)生的反應(yīng)，并試從中找出使沉淀溶解的規(guī)律。【解釋】3、沉淀的轉(zhuǎn)化[思考]：白色的氫氧化鎂沉淀加入氯化鐵溶液后，為什么會有紅褐色沉淀生成？試用平衡移動原理解釋之。Mg(OH)2(s)?Mg2＋(aq)+2OH－(aq)，F(xiàn)eCl3靜置Mg(OH)2↓Fe(OH)3↓Ksp=1.8×10－11Ksp=4.0×10－38【實驗3-4】步驟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溶液現(xiàn)象有白色沉淀析出白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色AgClAgIAg2SKINa2S3、沉淀的轉(zhuǎn)化步驟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

溶現(xiàn)象有黑色沉淀析出黑色沉淀沒變化黑色沉淀沒變化逆向進(jìn)行，有何現(xiàn)象？沉淀的轉(zhuǎn)化[思考與交流]:從實驗中可以得到什么結(jié)論？實驗說明：沉淀可以從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化，兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。沉淀一般從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化。物質(zhì)溶解度/gAgCl1.5×10-4AgI

9.6×10-9Ag2S1.3×10-16沉淀的轉(zhuǎn)化示意圖KI=I-+K+AgCl(s)Ag++Cl-+AgI(s)s(AgCl)=1.5×10-4gs(AgI)=3.7×10-7gs(Ag2S)=1.3×10-16g沉淀從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化。AgCl(s)+I-AgI(s)+Cl-沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是沉淀溶解平衡移動。一般溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)。沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用沉淀的轉(zhuǎn)化在科研和生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用價值。沉淀的轉(zhuǎn)化CaSO4

SO42－+

Ca2＋

+CO32－CaCO3

應(yīng)用1：鍋爐除水垢：P—64鍋爐中水垢中含有CaSO4

，可先用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3。化學(xué)法除鍋爐水垢的流程圖CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O水垢成分CaCO3

Mg(OH)2

CaSO4

用飽和Na2CO3溶液浸泡數(shù)天疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2寫出除去水垢過程中發(fā)生的所有離子方程式用鹽酸或飽氯化銨液除去水垢應(yīng)用2：一些自然現(xiàn)象的解釋CaCO3Ca2++CO32-2HCO3-+H2O+CO2當(dāng)我們外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色時，一定會驚嘆大自然的鬼斧神工。石灰石巖層在經(jīng)歷了數(shù)萬年的歲月侵蝕之后，會形成各種奇形異狀的溶洞。你知道它是如何形成的嗎？齲齒應(yīng)用3：齲齒的形成原因及防治方法①牙齒表面由一層硬的組成為Ca5(PO4)3OH的難溶物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在下列平衡：進(jìn)食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，這時牙齒就會受到腐蝕，其原因是：

。Ca5(PO4)3OH（S）

5Ca2+(aq)+3PO43-

(aq)+OH-(aq)

發(fā)酵生成的有機(jī)酸能中和OH-，使平衡向脫礦方向移動，加速腐蝕牙齒

②已知Ca5(PO4)3F的溶解度比Ca5(PO4)3OH更小，牙膏里的氟離子會與Ca5(PO4)3OH反應(yīng)。請用離子方程式表示使用含氟牙膏防止齲齒的原因

5Ca2++3PO43-+F-=Ca5（PO4）3FCa5(PO4)3OH（S）

5Ca2+(aq)+3PO43-

(aq)+OH-(aq)應(yīng)用4：為什么醫(yī)學(xué)上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”，而不用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”?BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為：

BaSO4Ba2＋＋SO42－

Ksp=1.1×10－10s=2.4×10－4BaCO3Ba2＋＋CO32－

Ksp=5.1×10－9s=2.2×10－3

由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(qiáng)(pH=0.9～1.5)，如果服下BaCO3，胃酸會與CO32－反應(yīng)生成CO2和水，使CO32－濃度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動，使體內(nèi)的Ba2+濃度增大而引起人體中毒。BaCO3Ba2++CO32-

+

H+CO2↑+H2O所以，不能用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”。而SO42－不與H＋結(jié)合生成硫酸，胃酸中的H＋對BaSO4的溶解平衡沒有影響，Ba2＋濃度保持在安全濃度標(biāo)準(zhǔn)下，所以用BaSO4作“鋇餐”。思考：

如果誤食可溶性鋇鹽，造成鋇中毒，應(yīng)盡快用5.0％的Na2SO4溶液給患者洗胃，為什么？能用Na2SO3溶液嗎？限用試劑：氧化劑:HNO3、KMnO4、Cl2、O2、H2O2水等調(diào)PH:氨水、氫氧化鈉、氧化銅、碳酸銅

氧化還原法應(yīng)用5：