難溶性電解質(zhì)的沉淀溶解平衡課件

第三章

水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第四節(jié)

沉淀溶解平衡第一課時

難溶性電解質(zhì)的沉淀溶解平衡

課前導(dǎo)入腎臟是非常重要的器官，負(fù)責(zé)過濾血液中的雜質(zhì)，維持電解質(zhì)平衡，如果飲食不規(guī)律，內(nèi)分泌紊亂，就會引發(fā)腎結(jié)石。腎結(jié)石的主要成分：CaC2O4Ca2++C2O42-=CaC2O4↓為什么多喝水能有效緩解腎結(jié)石？難溶物在水中存在溶解現(xiàn)象和平衡？溫馨提示：腎結(jié)石是小病，疼起來真要命！

難溶電解質(zhì)化學(xué)式溶解度/gAgCl1.5×10-4AgNO3211AgBr8.4×10-6Ag2SO40.786Ag2S1.3×10-16BaCl235.7Ba(OH)23.89BaSO43.1×10-4Ca(OH)20.160CaSO40.202Mg(OH)26.9×10-4Fe(OH)33×10-9在初中化學(xué)中，我們曾根據(jù)物質(zhì)溶解度的大小，將物質(zhì)分為易溶物、可溶物、微溶物和難溶物。例如，AgCl、BaSO4、Fe(OH)3等都屬于難溶物。根據(jù)表3-3所提供的溶解度數(shù)據(jù)，以及你對化學(xué)反應(yīng)限度、化學(xué)平衡原理的認(rèn)識，討論以下問題：(1)通常我們所說的難溶物在水中是否完全不能溶解？(2)生成AgCl沉淀的離子反應(yīng)完成后，溶液中是否還有Ag+和Cl-?有溶解度：1.5×10-4g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。

難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡10易溶可溶1微溶0.01難溶S/g溶解度與溶解性的關(guān)系：20℃溶解度：在一定溫度下，某物質(zhì)在100克溶劑(通常是水)里達(dá)到飽和狀態(tài)

時所溶解的質(zhì)量。符號：S習(xí)慣上將溶解度小于0.01g的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。如何定義難溶電解質(zhì)？

難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡【實(shí)驗(yàn)探究】1.向2mL0.1mol·L-1的NaCl溶液中滴加幾滴0.1mol·L-1的AgNO3溶液2.向所得白色渾濁液中滴加幾滴0.1mol·L-1的KI溶液AgClAgINaClAgNO3KI實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:Ag++I-

==AgI↓Ag++Cl-

==AgCl↓離子方程式:

難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡Ag+Cl-AgCl在水中溶解平衡盡管AgCl固體難溶于水，但仍有部分Ag＋和Cl-離開固體表面進(jìn)入溶液，同時進(jìn)入溶液的Ag＋和Cl-又會在固體表面沉淀下來，當(dāng)這兩個過程速率相等時，Ag＋和Cl-的沉淀與AgCl固體的溶解達(dá)到平衡狀態(tài)即達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài).AgCl固體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：

AgCl(s)Ag＋(aq)+2Cl-（aq)

溶解

沉淀

難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡當(dāng)v溶解＝v沉淀時，得到飽和AgCl溶液，建立溶解平衡溶解速率沉淀速率時間速率沉淀溶解平衡以AgCl為例，分析沉淀溶解平衡的建立溶解沉淀v(溶解)=v(沉淀)兩個過程一段時間后

難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡1.沉淀溶解平衡狀態(tài)在一定溫度下，固體溶質(zhì)在水中形成______溶液時，溶液中__________保持不變的狀態(tài)，該狀態(tài)下，固體溶質(zhì)_____的速率和溶液中溶質(zhì)分子_____的速率達(dá)到相等，但溶解和結(jié)晶仍在進(jìn)行。飽和溶質(zhì)質(zhì)量溶解結(jié)晶在一定溫度下，當(dāng)沉淀和______的速率相等時，即建立了動態(tài)平衡，叫做難溶電解質(zhì)的溶解平衡。如AgCl溶于水的溶解平衡表示為_______________________________________2.沉淀溶解平衡概念溶解AgCl(s)溶解

Ag+(aq)+Cl-(aq)沉淀

難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡3.沉淀溶解平衡的特征——可逆過程逆動等定變——達(dá)到平衡狀態(tài)時，溶液中的離子濃度保持不變——當(dāng)改變外界條件是，溶解平衡發(fā)生移動——動態(tài)平衡，v溶解=v沉淀≠0

難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡b.

書寫時注意表明各物質(zhì)的狀態(tài)“s/aq”并用“?

”連接

a.

不等同于電離平衡【注意】AgCl(aq)Ag+(aq)+Cl-(aq)

4.沉淀溶解平衡的表達(dá)式

難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡【練習(xí)】請寫出BaSO4、Fe(OH)3的沉淀溶解平衡方程式。

BaSO4(s)?Ba2+(aq)+SO42-(aq)

Fe(OH)3(s)?Fe3+(aq)+3OH-(aq)

表示方法：沉淀溶解平衡雖然也用電離方程式表示，但①須標(biāo)明狀態(tài)(s)、(aq)，②一律用“”。Al(OH)3(s)Al3＋(aq)＋3OH－(aq)

(沉淀溶解平衡)Al(OH)3Al3＋＋3OH－

(電離平衡)

影響難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡的因素要使AgCl飽和溶液中析出AgCl固體，可采取什么措施？加熱濃縮降溫加入濃鹽酸（同離子效應(yīng)）(1)內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)①絕對不溶的電解質(zhì)是沒有的②同是難溶電解質(zhì)，溶解度差別也很大③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影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的因素：①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。②同離子效應(yīng)：加入含有相同離子電解質(zhì)，平衡向沉淀的方向移動濃度(2)外因:遵循平衡移動原理

影響難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡的因素對于平衡AgCl(s)?Ag+(aq)+Cl-(aq)，改變下列條件，對其有何影響？改變條件平衡移動方向溶解度(S)c(Ag+)c(Cl-)升溫

加水(有固體剩余)

加AgCl(s)

加NaCl(s)

加AgNO3(s)

加NaI(s)

正向增大增大增大正向不變不變不變不移動不變不變不變逆向減小減小增大正向逆向減小增大減小增大減小增大

定量描述難溶電解質(zhì)的溶解程度Ksp=c(Ag+)·c(Cl—)

思考：AgCl溶解平衡的平衡常數(shù)如何表示？AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl—(aq)溶解平衡的平衡常數(shù)（溶度積）：PS：固體純物質(zhì)不列入平衡常數(shù)定義：Ksp

稱為難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡常數(shù)，簡稱溶度積。AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)影響因素：Ksp只受溫度影響

T↑，Ksp↑(Ca(OH)2

相反)表達(dá)式：

溶度積常數(shù)常見難溶電解質(zhì)的溶度積（25°C）比較AgClAgBrAgI在水中的溶解能力:____________比較BaSO4、CaCO3在水中的溶解能力:__________比較AgCl、

Ag2CrO4在水中的溶解能力:___________AgCl＞AgBr＞AgICaCO3＞BaSO4Ag2CrO4＞AgCl

溶度積常數(shù)【例】已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，

則溶解度AgCl___Mg(OH)2。<Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH-(aq)

解：AgCl(s)?Ag+(aq)+Cl-(aq)

x

x

Ksp(AgCl)

=c(Ag+)·c(Cl-)

=

x2

x

2x

Ksp[Mg(OH)2]

=c(Mg2+)·c2(OH-)

=4x3

溶度積常數(shù)溶度積規(guī)則

AnBm(s)?nAm+(aq)+mBn-(aq)Qc>Ksp時，溶液過飽和，有沉淀析出,直至達(dá)到平衡.

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(shí)際濃度.②溶度積規(guī)則①離子積Qc=c(Am+)n·c(Bn-)mQc=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.

溶度積常數(shù)

A點(diǎn)：Qc=Ksp，無沉淀的飽和溶液B點(diǎn)：Qc=Ksp，有沉淀的飽和溶液C點(diǎn)：Qc>Ksp，析出沉淀趨于平衡D點(diǎn)：Qc<Ksp，無沉淀不飽和溶液

溶度積常數(shù)【例】在1L含

0.001mol/LSO42-的溶液中，注入等體積0.01mol/LBaCl2，能否使SO42-沉淀完全？[Ksp(BaSO4)=1.08×10-10]c(SO42-)=2.4×10-8mol/L

Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO42-)=1.08×10-10∴

沉淀完全0.01mol0.001mol剩余的n(Ba2+)=0.009molc(Ba2+)=4.5×10-3mol/L<1.0×10-5mol/L解：

Ba2++SO42-=BaSO4↓

判斷溶液中離子能否沉淀完全

溶度積常數(shù)【例】已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12，向濃度均為0.01mol/L的Cl-和CrO42-的混合液中滴加AgNO3溶液，Cl-和CrO42-誰優(yōu)先沉淀？

判斷沉淀析出的順序解：Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10c(Ag+)=1.8×10-8mol/LKsp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO42-)=1.1×10-12AgCl沉淀時需要的離子濃度小，AgCl先沉淀。溶解度小的先沉淀

溶度積常數(shù)計算某離子開始沉淀的pH和完全沉淀的pH【例】實(shí)驗(yàn)測得某水樣中的鐵離子的濃度為2.6×10-3mol/L若要使水中的鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，則溶液的pH值至少要控制在多少以上？[已知Fe(OH)3的Ksp為2.6×10-39]解：Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)=2.6×10-39c(OH-)3

=1×10-36mol/Lc(OH-)

=1×10-12mol/Lc(H+)

=

1×10-2mol·L-1pH

=2pH要控制在2以上才能使水中的鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀。注意：若要計算使某個離子沉淀完全時的pH值，則該離子濃度要取1×10-5mol/L帶入Ksp計算。

氫氧化物沉淀不一定在堿性環(huán)境

隨堂訓(xùn)練1.關(guān)于CaCO3沉淀溶解平衡的說法正確的是()A．CaCO3沉淀生成和沉淀溶解不斷進(jìn)行，但速率相等B．CaCO3難溶于水，溶液中沒有Ca2＋和CO32-C．升高溫度，CaCO3沉淀的溶解度無影響D．向CaCO3懸濁液中加入Na2CO3固體，CaCO3沉淀的溶解度不變

A

隨堂訓(xùn)練2.在100mL0.01mol/LKCl溶液中，加入1mL0.01mol/LAgNO3溶液，下列說法正確的是(AgCl的Ksp=1.8×10-10)（）A.有AgCl沉淀析出B.無AgCl沉淀C.無法確定D.有沉淀但不是AgClA

隨堂訓(xùn)練3.下列說法中正確的是（）A.不溶于水的物質(zhì)溶解度為0B.絕對不溶解的物質(zhì)是不存在的C.某離子被沉淀完全是指該離子在溶液中的濃度為0D.物質(zhì)的溶解性為難溶，則該物質(zhì)不溶于水B

隨堂訓(xùn)練4.某溫度下向含AgCl固體的AgCl飽和溶液中加少量稀鹽酸，下列說法正確的是()A.AgCl的溶解度、Ksp均減小B.AgCl的溶解度、Ksp均不變C.AgCl的溶解度減小、Ks