第四節(jié)難溶電解質(zhì)的電離平衡

第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡三維學(xué)習(xí)目標(biāo)：一、知識(shí)與技能：掌握難溶電解質(zhì)的溶解平衡及溶解平衡的應(yīng)用，并運(yùn)用平衡移動(dòng)原理分析、解決沉淀的溶解和沉淀的轉(zhuǎn)化問題。二、過程與方法：通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)、自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)會(huì)分析、解決問題，培養(yǎng)了知識(shí)遷移能力、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力和邏輯推理能力。三、情感態(tài)度與價(jià)值觀：在活動(dòng)中增強(qiáng)團(tuán)結(jié)、協(xié)作的合作意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，以及對(duì)立統(tǒng)一的辨證唯物主義觀點(diǎn)。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：難溶電解質(zhì)的溶解平衡，沉淀的轉(zhuǎn)化。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：沉淀的轉(zhuǎn)化和溶解。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(shí)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(shí)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(gè)恒定值。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(huì)使c(Cl-)增加,平衡向左移動(dòng),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(shí)驗(yàn)探究加入濃鹽酸？一、沉淀溶解平衡【實(shí)驗(yàn)】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(yàn)】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(shí)，沉淀達(dá)到完全。

沉淀是難溶物，但不是絕對(duì)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(shí)，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）2.溶解平衡的特征：逆、等、動(dòng)、定、變1.溶解平衡的概念：平衡的共性3.影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的因素：a.絕對(duì)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(shí)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(dòng)。b.溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)。練習(xí)：書寫碘化銀、氫氧化鎂溶解平衡的表達(dá)式特例：Ca(OH)2二、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?yàn)锽aSO4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(shí)，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?yàn)椴蝗苁窍鄬?duì)的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。2.沉淀的溶解

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。

討論：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(qǐng)你設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案。蒸餾水、鹽酸、飽和NH4Cl溶液、NaOH溶液、NaCl溶液、Na2CO3溶液、FeCl3溶液

（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(dòng)；

（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(dòng)。試管編號(hào)①②③④對(duì)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(shí)驗(yàn),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(shí)驗(yàn)方案：分別向氫氧化鎂沉淀中加入蒸餾水、酸、鹽，根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(shí)，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(dòng)?！舅伎寂c交流】：

應(yīng)用平衡移動(dòng)原理分析、解釋實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的反應(yīng)，并試從中找出使沉淀溶解的規(guī)律?！窘忉尅?.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(huì)有紅褐色沉淀生成？試用平衡移動(dòng)原理解釋之。Mg(OH)2(s)?Mg2＋(aq)+2OH－(aq)，F(xiàn)eCl3靜置Mg(OH)2↓Fe(OH)3↓【實(shí)驗(yàn)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AgClAgIAg2SKINa2S[思考與交流]:從實(shí)驗(yàn)中可以得到什么結(jié)論？

實(shí)驗(yàn)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。

物質(zhì)溶解度/gAgCl1.5×10-4AgI3×10-7Ag2S1.3×10-16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)化示意圖KI=I-+K+AgCl(s)Ag++Cl-+AgI(s)s(AgCl)=1.5×10-4gs(AgI)=3.×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-

（1）沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡移動(dòng)。一般溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。（2）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(jià)值。CaSO4

SO42－+

Ca2＋

+CO32－CaCO3

應(yīng)用1：鍋爐除水垢：P64-65

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?；瘜W(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和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(shí)，一定會(huì)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(huì)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(shí)牙齒就會(huì)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(dòng)，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(huì)與Ca5(PO4)3OH反應(yīng)。請(qǐng)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(huì)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(dòng)，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(duì)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?jiǎn)幔肯抻迷噭貉趸瘎?HNO3、KMnO4、Cl2、O2、H2O2水等調(diào)pH:氨水、氫氧化鈉、氧化銅、碳酸銅應(yīng)用5：已知Fe3+、Fe2+、Cu2+沉淀完全的pH如下，如何除去CuCl2酸性溶液中的FeCl2呢？離子Fe3+Cu2+Fe2+沉淀完全時(shí)的pH3.76.49.4【小結(jié)】：沉淀的生成、溶解、轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)上都是沉淀溶解平衡的移動(dòng)的過程，其基本依據(jù)主要有：①濃度：加水，平衡向溶解方向移動(dòng)。②溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)。③同離子效應(yīng)：加入相同離子，平衡向沉淀方向移動(dòng)。④加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或更難電離或氣體的離子，使平衡向溶解的方向移動(dòng)。三、溶度積常數(shù)

1.概念：在一定溫度下，在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，各離子濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次方之積為一常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，以ksp

表示。

寫出難溶電解質(zhì)BaSO4

、PbI2的溶度積表達(dá)式BaSO4Ba2++SO42-

ksp=c(Ba2+)c(SO42-)

PbI2Pb2++2I-ksp=c(Pb2+)c(I-)2Qc>ksp

生成沉淀Qc<k