难溶电解质的溶解平衡(第一课时)

1、1 1、溶解平衡的概念、溶解平衡的概念 2 2、溶解平衡的特征、溶解平衡的特征 3 3、影响因素、影响因素 4 4、溶度积常数溶度积常数 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡 思考思考 2 2、AgAg 和 和ClCl 能完全反应吗？ 能完全反应吗？ 固体的固体的 溶解度溶解度 大于大于10g10g1g1g10g10g0.01g0.01g 1g1g 小于小于 0.01g0.01g 易易溶溶可可溶溶微微溶溶难难溶溶 化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度 时时, ,沉淀达到沉淀达到 完全。完全。 小于小于1010-5 -5mol/L mol/L 1. NaC

2、l 1. NaCl为什么不能在水中无限溶解，为什么不能在水中无限溶解， 而是在而是在 一定温度下有一个溶解度？一定温度下有一个溶解度？ 一、一、沉淀沉淀溶解平衡溶解平衡 逆、动、等、定、变逆、动、等、定、变 一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的 速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡 状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡 。 MmAn (s) mMn (aq) nAm(aq) Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) +2OH- (aq) 沉淀溶解平衡和化学平 衡、电

3、离平衡一样，符 合平衡的基本特征、满 足平衡的变化基本规律。 4 4影响溶解平衡的因素：影响溶解平衡的因素： 内因：内因：电解质本身的性质电解质本身的性质 外因：外因： a)浓度：浓度： b)温度：温度： AgCl(s) Ag (aq) + Cl(aq) 平衡右移平衡右移 平衡左移平衡左移 多数平衡向溶解方向移动多数平衡向溶解方向移动升温升温 加水加水 同离子效应同离子效应 反应离子效应反应离子效应 平衡右移平衡右移 特殊情况：氢氧化钙特殊情况：氢氧化钙 思考：对于平衡思考：对于平衡 AgCl Ag+Cl- 若改变条件，对其有何影响若改变条件，对其有何影响? 改变条件改变条件平衡移动方向平衡移

4、动方向 C（Ag+ ） C（Cl-） 升升 温温 加加AgCl（s） 加加NaCl（s） 加加NaI（s） 加加AgNO3(s) 加加NH3H2O 不移动不移动 不变不变 不变不变 交流交流研讨研讨 珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，它们可以从珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，它们可以从 周围海水中获取周围海水中获取CaCa2+ 2+和 和HCOHCO3 3- -，经反应形成石灰石外壳：，经反应形成石灰石外壳： 珊瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸钙的产珊瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸钙的产 生，对珊瑚的形成贡献很大。人口增长、人类大规模生，对珊瑚的形成贡献很大。人口增长、人类大规模 砍伐森林、燃烧煤

5、和其他的化石燃料等因素，都会干砍伐森林、燃烧煤和其他的化石燃料等因素，都会干 扰珊瑚的生长，甚至造成珊瑚虫死亡。分析这些因素扰珊瑚的生长，甚至造成珊瑚虫死亡。分析这些因素 影响珊瑚生长的原因。影响珊瑚生长的原因。 2、石灰乳中存在下列平衡：、石灰乳中存在下列平衡： Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2 OH (aq), 加入下列溶液，可使加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（减少的是（ ） A.Na2CO3溶液溶液 B.AlCl3溶液溶液 C.NaOH溶液溶液 D.CaCl2溶液溶液 A B 二、溶度积常数二、溶度积常数 (Ksp )： 难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡状态难溶电解

6、质在溶液中达到沉淀溶解平衡状态 时，离子浓度保持不变（或一定）。其离子浓度的系时，离子浓度保持不变（或一定）。其离子浓度的系 数次方的乘积为一个常数，这个常数称之为数次方的乘积为一个常数，这个常数称之为溶度积常溶度积常 数，数，简称为简称为溶度积溶度积，用用K Ksp sp表示。 表示。 MmAn(s) mMn(aq) + nAm(aq) )(Ac)(McK mnnm AMsp, nm 写出写出BaSOBaSO4 4、AgAg2 2CrOCrO4 4、Fe(OH)Fe(OH)3 3的溶解平衡和溶度积的表的溶解平衡和溶度积的表 达式。达式。 BaSOBaSO4 4 (s (s ） BaBa2+

7、2+ (aq) +SO (aq) +SO4 42- 2-(aq) (aq) K Ksp sp(BaSO (BaSO4 4)= C(Ba)= C(Ba2+ 2+ ) ). . C(SO C(SO4 4 2- 2-) ) K Ksp sp(Ag (Ag2 2CrOCrO4 4)= C(Ag)= C(Ag+ + ) )2. 2. C(CrO C(CrO4 4 2- 2-) ) K Ksp sp(Fe(OH) (Fe(OH)3 3 )= C(Fe )= C(Fe3+ 3+) ). . C(OH C(OH- -)3 3 AgAg2 2CrOCrO4 4 (s (s） 2Ag2Ag+ + (aq) +Cr

8、O (aq) +CrO4 4 2- 2-(aq) (aq) Fe(OH) Fe(OH)3 3 (s (s） FeFe3+ 3+ (aq) +3OH (aq) +3OH- -(aq)(aq) 练习练习 AgCl(s) Ag+ + Cl-1.810-10mol2 L-2 AgBr(s) Ag+ + Br-5.010-13mol2 L-2 AgI(s) Ag+ + I-8.310-17mol2 L-2 Mg(OH)2(s) Mg2+2OH-5.610-12mol3 L-3 Cu(OH)2(s) Cu2+2OH-2.210-20mol3 L-3 几种难溶电解质的溶度积（几种难溶电解质的溶度积（18-2

9、5 ） 问题问题1 1：表中数值大小表示的含义是什么？：表中数值大小表示的含义是什么？ 问题问题2 2：用：用KSP比较难溶物的溶解能力，对物比较难溶物的溶解能力，对物 质的组成，应注意的质的组成，应注意的 问题是什么？问题是什么？ 同类型的难溶电解质，在相同温度下，同类型的难溶电解质，在相同温度下，Ksp越大，溶解度就越越大，溶解度就越 大；不同类型的难溶电解质，通过计算进行比较大；不同类型的难溶电解质，通过计算进行比较 2) KSP的意义的意义 例例1、已知、已知CaCO3在常温下的在常温下的KSP为为5.010-9mol2L-2,则则 该温度下饱和溶液中该温度下饱和溶液中Ca2+的物质的

10、量浓度是多少？该温的物质的量浓度是多少？该温 度下的溶解度又是多少？度下的溶解度又是多少？ 解：解： CaCO3 Ca2+CO32- 所以所以 KsP=c(Ca2+) c(CO32-) 因为因为C(Ca2+)=c(CO32-)=(5.010-9mol2L-2)0.5 =7.071 10-5molL-1 因因1升水中溶解了升水中溶解了7.07110-5mol的的CaCO3 则则1升水中溶解的升水中溶解的CaCO3的质量为的质量为: 7.07110-5mol100gmol-1 =7.07110-3g 所以该温度下的溶解度为：所以该温度下的溶解度为：7.07110-4g 例例2、把足量的把足量的Ag

11、Cl放入放入1L 1 .0 mol L的盐酸的盐酸 溶液中溶解度是多少？（溶液中溶解度是多少？（g/L） 解：设设AgCl的溶解度为的溶解度为S（molL), AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平 S S 1 1 LmolsssK sp /1056.1)1(* 10 AgCl在盐酸溶液中溶解度比在水中的在盐酸溶液中溶解度比在水中的小小。 AgCl(s) Ag+ + Cl-1.810-10mol2 L-2 Mg(OH)2(s) Mg2+2OH-5.610-12mol3 L-3 例例. .将足量的将足量的AgClAgCl分别放入下列物质中，分别放入下列物质中， AgClAgCl

12、的溶解度由大到小的排列顺序是（的溶解度由大到小的排列顺序是（ ） 10mL0.01mol/L10mL0.01mol/L的的KClKCl溶液溶液 10mL0.02mol/L10mL0.02mol/L的的CaClCaCl2 2溶液溶液 10mL0.03mol/L10mL0.03mol/L的的KClKCl溶液溶液 10mL10mL蒸馏水蒸馏水 10mL0.05mol/L10mL0.05mol/L的的 AgNOAgNO3 3溶液溶液 A . A . B . B . C . C . D . D . B 点拨：点拨：由于由于Ksp=AgKsp=Ag+ +ClCl- - ，AgAg+ + 或或ClCl- -

13、 越越 大，越能抑制大，越能抑制AgClAgCl的溶解，的溶解，AgClAgCl的溶解度就越小。的溶解度就越小。 AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq) (1) Q c Ksp 时，沉淀从溶液中析出（溶液过饱和），时，沉淀从溶液中析出（溶液过饱和）， 体系中不断析出沉淀，直至达到平衡（此时体系中不断析出沉淀，直至达到平衡（此时Q c =Ksp ） (2) Q c =Ksp 时，沉淀与饱和溶液的平衡时，沉淀与饱和溶液的平衡 (3) Q c Ksp 时，溶液不饱和，若体系中有沉淀，时，溶液不饱和，若体系中有沉淀， 则沉淀会溶解直至达到平衡（此时则沉淀会溶解直至达到平衡（此时Q c

14、=Ksp ） Q c= C（ （Am+）nC（Bn-）m Q c称为离子积，其表达式中离子浓度是任意的，为称为离子积，其表达式中离子浓度是任意的，为 此瞬间溶液中的实际浓度，所以其数值不定，但对一此瞬间溶液中的实际浓度，所以其数值不定，但对一 难溶电解质，在一定温度下，难溶电解质，在一定温度下，Ksp 为一定值。为一定值。 例例3、下列情况下，有无下列情况下，有无CaCO3沉淀生成？沉淀生成？ （1）往盛有往盛有1.0 L纯水中加入纯水中加入0.1 mL浓度为浓度为0.01 mol /L 的的CaCl2和和Na2CO3； （2）改变改变CaCl2和和Na2CO3的浓度为的浓度为1.0 mol

15、/L 呢？呢？ Ca2+ = CO32- = 0.1 10-3 0.01/1.0 = 10-6 mol /L Qc = Ca2+CO32- = 10-12 Ksp,CaCO3 因此有因此有CaCO3沉淀生成。沉淀生成。 Ksp,CaCO3=4.96 10-9（molL-1） （3）、）、已知常温下已知常温下Cu(OH)2的的Ksp210 20 则某溶液里则某溶液里c(Cu2+)=0.02mol/L，如果要生成，如果要生成 Cu(OH)2沉淀，可以调整溶液沉淀，可以调整溶液pH，那么必须，那么必须 调整使调整使pH值大于值大于 。5 （4）、）、向向1.0 10-3 mol dm-3 的的K2C

16、rO4溶液中溶液中 滴加滴加AgNO3溶液溶液,求开始有求开始有Ag2CrO4沉淀生成时沉淀生成时 的的Ag+ =? CrO42-沉淀完全时沉淀完全时, Ag+= ? 解: Ag2CrO4 2Ag+ + CrO42- Ksp = Ag+2 CrO42- 34 5 12 2 4 dmmol105 . 9 100 . 1 100 . 9 CrO Ag Ksp 35 2 4 dmmol105 . 9 CrO Ag sp K CrO42-沉淀完全时的浓度为沉淀完全时的浓度为1.0 10-5 mol dm-3 故有故有 沉淀反应的应用沉淀反应的应用 1、沉淀的生成、沉淀的生成 （1）应用）应用：生成难溶

17、电解质的沉淀，是工业生产、：生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、 环保工程和科学研究中环保工程和科学研究中除杂或提纯除杂或提纯物质的重要方法物质的重要方法 之一。之一。 （2）操作）操作：在电解质溶液中，加入沉淀剂或者调：在电解质溶液中，加入沉淀剂或者调 节溶液的节溶液的pH值，使得溶液中值，使得溶液中 ，沉淀析出，沉淀析出， 离子浓度降低。离子浓度降低。 sp cKQ （3）方法）方法 2.调调pH值值 如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调 pH值至值至7-8 Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4 1. 加沉淀剂加沉淀剂 如：沉淀如：

18、沉淀Cu2+、Hg2+等，以等，以Na2S、H2S做沉淀做沉淀 剂剂 Cu2 +S2= CuS Hg2+S2= HgS 1、如果要除去某溶液中的、如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加，你选择加 入钡盐还是入钡盐还是 钙盐？为什么？钙盐？为什么？ 加入钡盐，因为加入钡盐，因为BaSO4比比CaSO4更难溶，使用钡更难溶，使用钡 盐可使盐可使SO42-沉淀更完全沉淀更完全 2、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可从哪、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可从哪 方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部 除去？说明原因。除去？说明原因

19、。 从溶解度方面可判断沉淀能否生成；不可能使要除去从溶解度方面可判断沉淀能否生成；不可能使要除去 的离子通过沉淀完全除去，因为不溶是相对的，沉淀的离子通过沉淀完全除去，因为不溶是相对的，沉淀 物在溶液中存在溶解平衡物在溶液中存在溶解平衡。 为什么加盐酸、氯化铵溶液为什么加盐酸、氯化铵溶液沉淀沉淀会溶解？会溶解？ 然后归纳沉淀溶解的实质？然后归纳沉淀溶解的实质？ 【思考与交流思考与交流】： 实质是：实质是：设法不断移去溶解平衡体系中设法不断移去溶解平衡体系中 的相应离子，的相应离子， Qc Ksp， ，使平衡向沉淀溶解 使平衡向沉淀溶解 的方向移动的方向移动。 二：沉淀的溶解二：沉淀的溶解 换上

20、有龋齿的牙齿, 美女的她还能笑得 那么美吗? 羟基磷灰石羟基磷灰石沉淀溶解平衡表达式：沉淀溶解平衡表达式： Ca5(PO4)3(OH) 5Ca 5Ca2+ 2+3PO +3PO4 43- 3-+OH +OH- - 答：残留在牙齿上的糖发酵会产生答：残留在牙齿上的糖发酵会产生 H H+ + 能能 与上述平衡中的与上述平衡中的 OHOH- - 反应，平衡 反应，平衡正移正移， 从而造成龋齿。从而造成龋齿。 脱矿 矿化 1、吃糖为什么容易造成龋齿？、吃糖为什么容易造成龋齿？ 应用：应用：为什么医学上常用为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”，而不，而不 用用BaCO3作为

21、内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”? BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：的沉淀溶解平衡分别为： BaSO4 Ba2 SO42 Ksp=1.1 10 10 s=2.4 10 4 BaCO3 Ba2 CO32 Ksp=5.1 10 9 s=2.2 10 3 由于人体内胃酸的酸性较强由于人体内胃酸的酸性较强(pH=0.91.5)，如果服下如果服下 BaCO3，胃酸会与，胃酸会与CO32 反应生成 反应生成CO2和水，和水，使使CO32 浓 浓 度降低，使度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的使体内的 Ba2+浓度增大而引起人体中毒。浓度增大而引起

22、人体中毒。 BaCO3 Ba2+ + CO32- + H+ CO2+H2O 所以，不能用所以，不能用 BaCO3作为内作为内 服造影剂服造影剂“钡钡 餐餐”。 而而SO42 不与 不与H 结合生成硫 结合生成硫 酸，酸，胃酸中的胃酸中的H 对 对BaSO4的的 溶解平衡没有影响，溶解平衡没有影响，Ba2 浓 浓 度保持在安全浓度标准下，所度保持在安全浓度标准下，所 以用以用BaSO4 作作“钡餐钡餐”。 2；如果向如果向AgClAgCl悬浊液中滴加悬浊液中滴加NaINaI溶液溶液, ,请你猜请你猜 测可能出现什么现象？如果继续滴加测可能出现什么现象？如果继续滴加NaNa2 2S S溶溶 液呢？

23、请用实验验证。从实验中归纳沉淀的液呢？请用实验验证。从实验中归纳沉淀的 转化的本质是什么？转化的本质是什么？ 化学式化学式 AgClAgIAg2S 溶解度溶解度1.5101.510-4 -4g g 310310-7 -7g g 1.310 1.310-16 -16g g 【思考与交流思考与交流】： 根据所提供的数据分析，从中得出什么规律？根据所提供的数据分析，从中得出什么规律？ 三：沉淀的转化三：沉淀的转化 1. 1. 沉淀转化的实质是：沉淀转化的实质是： 2. 2. 沉淀转化的规律：沉淀转化的规律： 沉淀溶解平衡的移动沉淀溶解平衡的移动 a.一般来说一般来说，溶解能力相对较溶解能力相对较强强

24、的的 物质物质易转化易转化为溶解能力相对较为溶解能力相对较弱弱的的 物质，物质，难溶物的溶解度相差越大，难溶物的溶解度相差越大， 这种转化的趋势越大这种转化的趋势越大。 应用：应用：利用沉淀转化原理，在工业废水的处理利用沉淀转化原理，在工业废水的处理 过程中，常用过程中，常用FeS(s)、 MnS(s)等难溶物作为沉淀等难溶物作为沉淀 剂除去废水中的剂除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。等重金属离子。 Ksp(FeS)=6.310-18mol2L-2 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2 Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2 Ksp(PbS)=3.41

25、0-28mol2L-2 工业废水工业废水 FeSFeS等难溶物质等难溶物质 重金属离子（如重金属离子（如 CuCu2+ 2+、 、HgHg2+ 2+ 、 、 PbPb2+ 2+ 等）转化成沉淀等）转化成沉淀 锅炉水垢中含有锅炉水垢中含有CaSOCaSO4 4, , 可用可用NaNa2 2COCO3 3溶液处理，溶液处理， 使之转化为疏松、易溶于酸的使之转化为疏松、易溶于酸的CaCOCaCO3 3，再用酸除去。，再用酸除去。 1. 1. 分析将分析将CaSOCaSO4 4转化为转化为CaCOCaCO3 3的原理的原理; ; 2. 2. 写出除去写出除去CaSOCaSO4 4的化学方程式和离子方程

26、式。的化学方程式和离子方程式。 化合物化合物Ksp CaSO4 7 7.110-5 5 CaCO34.9610- -9 9 CaSO4(S) Ca2+ + SO42- + CaCO3(s) Na2CO3 CO32- + 2Na+ CaSO4(S) +Na2CO3 CaCO3 (S) +Na2SO4 CaSO4(S) + CO3 2- CaCO3 (S) +SO42- BaSO4（S） Ba2+ + SO42- + BaCO3(s) BaSO4 (S)+ CO32- BaCO3 (S)+SO42- Na2CO3 CO32- + 2Na+ 交流与讨论 2： Ksp小的BaSO4能转化成Ksp大的B

27、aCO3吗？ 友情提示： Ksp(BaSO4) =101010 = C(Ba2+) C(SO42-) Ksp(BaCO3) =2601010 =C(Ba2+)C(CO32-) 把把BaSO4加入饱和加入饱和 Na2CO3溶液中，虽然溶液中，虽然 Ba2+浓度低，但浓度低，但CO32-浓浓 度高，可以使度高，可以使Qc Ksp ， 从而使从而使BaCO3沉淀析出。沉淀析出。 三：沉淀的转化三：沉淀的转化 1. 1. 沉淀转化的实质是：沉淀转化的实质是： 2. 2. 沉淀转化的规律：沉淀转化的规律： 沉淀溶解平衡的移动沉淀溶解平衡的移动 a.一般来说一般来说，溶解能力相对较，溶解能力相对较强强的物

28、质的物质易转化易转化 为溶解能力相对较为溶解能力相对较弱弱的物质，的物质，难溶物的溶解度难溶物的溶解度 相差越大，这种转化的趋势越大相差越大，这种转化的趋势越大。 b.对于溶解度相差不大的物质，溶解度相对较对于溶解度相差不大的物质，溶解度相对较 小的物质小的物质在一定条件下也可以转化在一定条件下也可以转化为溶解度较为溶解度较 大的大的。 锅炉水垢的主要成分为锅炉水垢的主要成分为CaCOCaCO3 3、Mg(OH)Mg(OH)2 2、CaSOCaSO4 4，在处理水垢时，在处理水垢时， 通常先加入饱和通常先加入饱和NaNa2 2COCO3 3溶液浸泡，然后再向处理后的水垢中加入溶液浸泡，然后再向

29、处理后的水垢中加入 NHNH4 4ClCl溶液，请你思考：溶液，请你思考： 1.1.加入饱和加入饱和NaNa2 2COCO3 3溶液后，水垢的成分发生了什么变化？说明理由溶液后，水垢的成分发生了什么变化？说明理由 2.NH2.NH4 4ClCl溶液的作用是什么？请描述所发生的变化。溶液的作用是什么？请描述所发生的变化。 数据：数据：1. 1.几种物质的溶度积常数几种物质的溶度积常数(Ksp)(Ksp) 2.Mg(OH)2.Mg(OH)2 2饱和溶液中，饱和溶液中，MgMg2+ 2+= 1.1 = 1.11010-4 -4mol/L mol/L MgCO MgCO3 3饱和溶液中，饱和溶液中，MgMg2+ 2+= 2.6 = 2.61010-3 -3mol/L mol/L 物质物质 CaSOCaSO4 4CaCOCaCO3 3Mg(OH)Mg(OH)2 2MgCOMgCO3 3 KspKsp 7.17.11010-5 -5 2.82.81010-9 -9 5.65.61010-12 -12 6.86.81010-6 -6 应用举例应用举例: 化学法除锅炉水垢的流程图化学法除锅炉水垢的流