《难溶电解质的溶解平衡》3

1、第四节第四节 难溶电解质难溶电解质 的溶解平衡的溶解平衡 第一课时第一课时在饱和在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸溶液中加入浓盐酸探究实验探究实验解释解释: : 在在NaClNaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡的饱和溶液中，存在溶解平衡 NaCl(S) NaNaCl(S) Na+ +(aq) + Cl(aq) + Cl- -(aq)(aq) 现象现象:NaCl:NaCl饱和溶液中析出固体饱和溶液中析出固体可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，难溶的可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？加浓盐酸加浓盐酸ClCl- - 的浓度增加的浓度增加,

2、平衡向左移平衡向左移, NaCl析出析出思考：思考：Ag和和Cl的反应真能进行的反应真能进行 到底吗？到底吗？阅读课本阅读课本P61P616262 我们知道，溶液中有难溶于水的沉淀生成我们知道，溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应发生的条件之一。例如，是离子反应发生的条件之一。例如，AgNOAgNO3 3溶液溶液与与NaClNaCl溶液混合，生成白色沉淀溶液混合，生成白色沉淀AgClAgCl：AgAg+ +Cl+Cl- -=AgCl=AgCl，如果上述两种溶液是等物质的量浓度、，如果上述两种溶液是等物质的量浓度、等体积的，一般认为反应可以进行到底。等体积的，一般认为反应可以进行到底。大于大于1

3、0g， 易溶易溶1g10g， 可溶可溶0.01g1g， 微溶微溶小于小于0.01g, 难溶难溶物质在水中的溶解性物质在水中的溶解性固体的溶解性：固体的溶解性：t时时100克水溶解溶质的质量克水溶解溶质的质量气体的溶解性：常温常压时气体的溶解性：常温常压时1体积水溶解气体的体积体积水溶解气体的体积大于大于100体积体积 极易溶极易溶大于大于10体积体积 易溶易溶大于大于1体积体积 可溶可溶小于小于1体积体积 难溶难溶可可难难难难难难难难难难难难微微微微微微易易易易根据溶解度判断并理解电解质是根据溶解度判断并理解电解质是“溶溶”还是还是“难溶难溶”？问题讨论：问题讨论：1、当、当AgNO3与与Na

4、Cl恰好完全反应生成难溶恰好完全反应生成难溶AgCl时，溶液中是否含有时，溶液中是否含有Ag+和和Cl-？ 2、难溶电解质的定义是什么？难溶物的溶解度是否、难溶电解质的定义是什么？难溶物的溶解度是否为为0？ 3、难溶电解质、难溶电解质(如如AgCl)是否存在溶解平衡？如何是否存在溶解平衡？如何表示？表示？ 有有 习惯上习惯上,将溶解度小于将溶解度小于0.01克的电解质称为难克的电解质称为难溶电解质。溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于等于0 Ag+Cl- 溶解溶解 AgCl(s) Ag(aq) + Cl(aq) 沉淀沉淀1、有沉淀生成的复分解类型离

5、子反应能不能完、有沉淀生成的复分解类型离子反应能不能完全进行到底呢？全进行到底呢？不能不能,沉淀即是难溶电解质沉淀即是难溶电解质,不是绝对不溶不是绝对不溶,只只不过溶解度很小不过溶解度很小,难溶电解质在水中存在溶解难溶电解质在水中存在溶解平衡平衡.化学上通常认为残留在溶液中化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于的离子浓度小于10-5mol/L时时,沉淀达到完全。沉淀达到完全。一、难溶电解质的溶解平衡一、难溶电解质的溶解平衡1)概念：概念：在一定条件下，难溶电解质溶解成离子的速率等于在一定条件下，难溶电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各离子的浓度离子重新结合成沉淀的速率

6、，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡保持不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡)(3) 特征：特征：等等V溶解溶解 = V沉淀（结晶）沉淀（结晶） 动动动态平衡，动态平衡， V溶解溶解 = V沉淀沉淀0定定达到平衡时，溶液中离子浓度不再改变达到平衡时，溶液中离子浓度不再改变 变变当外界条件改变，溶解平衡将发生移动当外界条件改变，溶解平衡将发生移动 逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变。逆逆溶解与沉淀互为可逆溶解与沉淀互为可逆4)影响难溶电解质溶解平衡的因素：内因：电解质本身的性质内因：电解质本身的性质 a）难溶的电解质更易建立溶解平衡难溶的电解质更易建立溶解平衡b)难溶的电解质溶解度

7、很小，但不会等于难溶的电解质溶解度很小，但不会等于0，并不，并不 是绝对不溶。是绝对不溶。c)习惯上将生成难溶电解质的反应，认为反应完全了。对习惯上将生成难溶电解质的反应，认为反应完全了。对于常量的反应来说，于常量的反应来说，0.01g是很小的。当溶液中残留的是很小的。当溶液中残留的离子浓度离子浓度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（ Q c =Ksp） （3）Q c Ksp 时

8、，溶液不饱和，若加入过量难溶电解质，时，溶液不饱和，若加入过量难溶电解质，难溶电解质会溶解直至达到平衡（此时难溶电解质会溶解直至达到平衡（此时Q c =Ksp ）Q c= Am+nBn-m ，Q c称为离子积，其表达式中离子称为离子积，其表达式中离子浓度是浓度是任意任意的，为此瞬间溶液中的的，为此瞬间溶液中的实际浓度实际浓度，所以其，所以其数值数值不定不定，但对一难溶电解质，在一定温度下，但对一难溶电解质，在一定温度下，Ksp 为一定值。为一定值。例例AgClAgCl的的Ksp=1.80Ksp=1.801010-10-10, ,将将0.001 mol.L0.001 mol.L-1-1NaClN

9、aCl和和0.001 mol0.001 molL L-1-1AgNOAgNO3 3 溶液等体积混合溶液等体积混合, ,是否有是否有AgCl AgCl 沉淀生成沉淀生成. .解解: :两溶液等体积混合后两溶液等体积混合后, Ag, Ag+ + 和和ClCl- -浓度都减浓度都减小到原浓度的小到原浓度的1/2.1/2.AgAg+ +=Cl=Cl- -=1/2=1/20.001=0.0005(mol0.001=0.0005(molL L-1-1) )在混合溶液中在混合溶液中, ,则则 AgAg+ +ClCl- -=(0.0005)=(0.0005)2 2=2.5 =2.5 1010-7-7因为因为A

10、gAg+ +ClCl- - Ksp,Ksp,所以有所以有AgCl AgCl 沉淀生成沉淀生成. .三、沉淀反应的应用三、沉淀反应的应用1、沉淀的生成、沉淀的生成（1）应用）应用：生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环：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之一。物质的重要方法之一。（2）方法）方法 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78Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4 如：沉淀如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以等，以Na2S、H2S做沉淀剂

11、做沉淀剂Cu2+S2= CuS Hg2+S2= HgS 加沉淀剂加沉淀剂思考与交流思考与交流1、如果要除去某溶液中的、如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加入钡，你选择加入钡盐还是钙盐？为什么？盐还是钙盐？为什么？加入钡盐，因为加入钡盐，因为BaSO4比比CaSO4更难溶，使更难溶，使用钡盐可使用钡盐可使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、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除去？说明原因。沉淀反应全部除去？说明原因。从溶解度方面可判断沉淀能否生成；不可能使

12、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，因为不溶是要除去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。相对的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。2、沉淀的溶解、沉淀的溶解原理原理 设法不断移去溶解平衡体系中的相应设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动分析：难溶于水的盐分析：难溶于水的盐,有些能溶于酸中有些能溶于酸中如：如：CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于盐酸溶于盐酸思考思考：写出写出氢氧化镁氢氧化镁沉淀溶解平衡的表达式沉淀溶解平衡的表达式. 沉淀的溶解沉淀的溶解1、若

13、使氢氧化镁沉淀溶解，可以采取什么方法？、若使氢氧化镁沉淀溶解，可以采取什么方法？所依据的原理是什么？所依据的原理是什么？2、现提供以下试剂，请你设计可行的实验方案。、现提供以下试剂，请你设计可行的实验方案。蒸馏水、盐酸、饱和蒸馏水、盐酸、饱和NH4Cl溶液、溶液、NaOH溶液、溶液、NaCl溶液、溶液、Na2CO3溶液、溶液、 FeCl3溶液溶液Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq)溶解溶解沉淀沉淀1、原理：根据、原理：根据勒夏特列原理勒夏特列原理，使沉，使沉淀溶解平衡向淀溶解平衡向溶解溶解方向移动方向移动沉淀的溶解沉淀的溶解2、方法：、方法：设法不断设法不断移去移去溶解平衡体系

14、中的溶解平衡体系中的相应相应离子离子，使平衡向沉淀，使平衡向沉淀溶解溶解的方向移动的方向移动试管编试管编号号对应对应试剂试剂少许少许Mg(OH)2少许少许Mg(OH)2少许少许Mg(OH)2少许少许Mg(OH)2滴加滴加试剂试剂2ml蒸馏水，蒸馏水，滴加酚酞溶液滴加酚酞溶液2ml盐酸盐酸3ml饱和饱和NH4Cl溶液溶液 2mlFeCl3溶液溶液现象现象固体无明显固体无明显溶解现象，溶解现象，溶液变浅红溶液变浅红迅速溶解迅速溶解逐渐溶解逐渐溶解Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2OMg(OH)2 + 2NH4Cl MgCl2 + 2NH3H2O完成实验完成实验, ,记录现象记录现

15、象, ,写出反应的化学方程式。写出反应的化学方程式。有红褐有红褐色沉淀色沉淀生成生成说明说明溶解溶解实验方案：实验方案：分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、酸、分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、酸、 盐，根据实验现象，得出结论。盐，根据实验现象，得出结论。在溶液中存在在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：的溶解平衡： Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq) 加入盐酸时，加入盐酸时，H中和中和OH，使使c(OH)减减小，平衡小，平衡右右移，从而使移，从而使Mg(OH)2溶解。溶解。 加入加入NH4Cl时，时，NH4与与OH结合，生成结合，生成弱电弱电解质解质NH3H2O（它在水中比（它在

16、水中比Mg（OH）2更难电更难电离出离出OH-），使），使c(OH)减小，平衡减小，平衡右右移，从而移，从而使使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。【思考与交流思考与交流】： 应用平衡移动原理分析、解释实验中应用平衡移动原理分析、解释实验中发生的反应，并试从中找出使沉淀溶解的规律。发生的反应，并试从中找出使沉淀溶解的规律。【解释解释】沉淀的转化沉淀的转化思考思考：白色的白色的氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后，氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后，为什么会为什么会有红褐色沉淀生成？有红褐色沉淀生成？试用平衡移动原理解释之。试用平衡移动原理解释之。Mg(OH)2(s) M

17、g2(aq)+2OH(aq)，FeCl3静置静置Mg(OH)2Fe(OH)3【实验实验3-4】步骤步骤1mLNaCl和和10滴滴AgNO3溶液溶液混合混合向所得固液混合物向所得固液混合物中滴加中滴加10滴滴KI溶液溶液向新得固液混合物向新得固液混合物中滴加中滴加10滴滴Na2S溶溶液液现象现象有白色沉淀析出有白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄色白色沉淀转化为黄色黄色沉淀转化为黑色黄色沉淀转化为黑色沉淀的转化沉淀的转化AgClAgIAg2SKINa2S步骤步骤1mLNa2S 和和10滴滴AgNO3溶液混合溶液混合向所得固液混合物向所得固液混合物中滴加中滴加10滴滴KI溶液溶液向新得固液混合向新得固液

18、混合物中滴加物中滴加10滴滴NaCl 溶溶现象现象有有黑色黑色沉淀析出沉淀析出黑色沉淀没变化黑色沉淀没变化黑色沉淀没变化黑色沉淀没变化逆向进行，有何现象逆向进行，有何现象？沉淀的转化沉淀的转化思考与交流思考与交流:从实验中可以得到什么结论？从实验中可以得到什么结论？实验说明：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的实验说明：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的方向转化，两者差别越大，转化越容易。方向转化，两者差别越大，转化越容易。沉淀一般从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。沉淀一般从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。物质物质溶解度溶解度/gAgCl1.510-4AgI 9.610-9Ag2S1.310

19、-16沉淀的转化示意图沉淀的转化示意图KI = I- + K+AgCl(s) Ag+ + Cl-+AgI(s)s(AgCl)=1.510-4gs(AgI)=3.710-7gs(Ag2S)=1.310-16g沉淀从溶解度小的向溶沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。解度更小的方向转化。AgCl(s)+I- AgI(s) + Cl-沉淀转化的实质沉淀转化的实质v沉淀转化的实质是沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动沉淀溶解平衡移动。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度一般溶解度小的沉淀转化成溶解度更更小小的沉淀容易实现。的沉淀容易实现。沉淀转化的应用沉淀转化的应用v沉淀的转化在科研和生产中具有重要沉淀的转化

20、在科研和生产中具有重要的应用价值。的应用价值。沉淀的转化沉淀的转化CaSO4 SO42 + Ca2 +CO32CaCO3 应用应用1：锅炉除水垢：锅炉除水垢：P64锅炉中水垢中含有锅炉中水垢中含有CaSO4 ，可先用，可先用Na2CO3溶液溶液处理，使处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。化学法除锅炉水垢的流程图化学法除锅炉水垢的流程图CaSO4+CO32- CaCO3+SO42- CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O水垢成分水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 用用饱和饱和Na2CO3溶液浸泡数天溶液浸泡

21、数天疏松的水疏松的水垢垢CaCO3Mg(OH)2写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式用盐酸用盐酸或或饱氯化铵液饱氯化铵液除去水垢除去水垢应用应用2：一些自然现象的解释一些自然现象的解释CaCO3 Ca2+ + CO32-2HCO3-+H2O+CO2当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石石灰石岩层岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的种奇形异状的溶洞溶洞。你知道它是如何形成的。你知道它是如何形成的吗？

22、吗？龋齿龋齿应用应用3：龋齿的形成原因及防治方法龋齿的形成原因及防治方法牙齿表面由一层硬的组成为牙齿表面由一层硬的组成为Ca5(PO4)3OH的难溶物质保护的难溶物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：着，它在唾液中存在下列平衡： 进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是：这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是： 。Ca5(PO4)3OH（S） 5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq) 发酵生成的有机酸能中和发酵生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿矿方向移动，加速腐蚀牙齿 已知已

23、知Ca5(PO4)3F的溶解度比的溶解度比Ca5(PO4)3OH更小，牙膏里的氟更小，牙膏里的氟离子会与离子会与Ca5(PO4)3OH反应。请用离子方程式表示使用含氟反应。请用离子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因牙膏防止龋齿的原因 5Ca2+ + 3PO43- + F-= Ca5（PO4）3FCa5(PO4)3OH（S） 5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq)应用应用4：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，而不用不用BaCO3作为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

24、：的沉淀溶解平衡分别为： BaSO4 Ba2 SO42 Ksp=1.11010 s=2.4 104 BaCO3 Ba2 CO32 Ksp=5.1109 s=2.2 103 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)，如果服如果服下下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浓度降低，使浓度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，的沉淀溶解平衡向右移动，使体内使体内的的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。浓度增大而引起人体中毒。BaCO3 Ba2+ + CO32- + H+ CO2+H2O所以，不能用所以，不能用BaCO3作为内

25、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”。限用试剂：限用试剂：氧化剂氧化剂:HNO:HNO3 3、KMnOKMnO4 4、ClCl2 2、OO2 2、HH2 2OO2 2水等水等调调PH:氨水、氢氧化钠、氧化铜、碳酸铜氨水、氢氧化钠、氧化铜、碳酸铜 氧化还原法氧化还原法离子离子Fe3+Cu2+Fe2+沉淀完全时的沉淀完全时的pH3.76.49.4【小结小结】：沉淀的生成、溶解、转化沉淀的生成、溶解、转化实质实质上上都是都是沉淀溶解平衡的移动沉淀溶解平衡的移动的过程，其基本依的过程，其基本依据主要有：据主要有：浓度浓度：加水，平衡向：加水，平衡向溶解溶解方向移动。方向移动。温度温度：升温，多数平衡向：升温，多数平衡向溶解溶解方向移动。方向移动。加入相同离子加入相同离子，平衡向，平衡向沉淀沉淀方向移动。方向移动。加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子，使平衡向难电离或气体的离子，使平衡向溶解溶解的方向移动。的方向移动。练习练习1：在饱和澄清石灰水中加入生石灰反应在饱和澄清