难溶电解质的沉淀溶解平衡

1、 第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡第四节第四节 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡 （第一课时）（第一课时）人教版选修人教版选修4 4 化学反应原理化学反应原理思考思考在饱和在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸有何现溶液中加入浓盐酸有何现象？象？在饱和在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸溶液中加入浓盐酸现象现象:解释解释: 在在NaCl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) Na+(aq) + Cl-(aq)NaCl饱和溶液中有固体析出饱和溶液中有固体析出可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，难溶的电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

2、在溶解平衡呢？解质在水中是否也存在溶解平衡呢？实验探究实验探究加浓盐酸会使加浓盐酸会使c(Cl- )增加增加,平衡向左移动平衡向左移动,因因而有而有 NaCl晶体析出晶体析出.化学式化学式溶解度溶解度/g化学式化学式溶解度溶解度/gAgCl1.510-4Ba(OH)23.89AgNO3222BaSO42.410-4AgBr8.410-6Ca(OH)20.165Ag2SO40.796CaSO40.21Ag2S1.310-16Mg(OH)2910-4BaCl235.7Fe(OH)3310-9几种电解质的溶解度（几种电解质的溶解度（20)物质在水中物质在水中“溶溶”与与“不溶不溶”是相对的是相对的，

3、 “不溶不溶”是指难溶，是指难溶，没有绝对不溶的物质没有绝对不溶的物质。 习惯上习惯上, ,将溶解度小于将溶解度小于0.010.01克的克的电解质称为难溶电解质。难溶电解电解质称为难溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于质的溶解度尽管很小，但不会等于0 0 ，没有绝对不溶的物质。，没有绝对不溶的物质。 难溶难溶 微溶微溶 可溶可溶 易溶易溶0.01 1 10 (Sg/100g水水)化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于于10-5mol/L时时,沉淀达到完全。沉淀达到完全。 溶解溶解 AgCl(s) Ag(aq) + Cl-（aq) 沉淀沉淀 A

4、g+ Cl-AgCl在水中溶解平衡在水中溶解平衡尽管尽管AgCl固体难溶于固体难溶于水，但仍有部分水，但仍有部分Ag和和 ClCl- -离开固体表面进离开固体表面进入溶液，入溶液， 同时进入溶同时进入溶液的液的Ag和和 ClCl- -又会在又会在固体表面沉淀下来，固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相当这两个过程速率相等时，等时，Ag和和 ClCl- -的沉的沉淀与淀与AgCl固体的溶解固体的溶解达到平衡状态即达到达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态沉淀溶解平衡状态. . AgCl固体在水中的沉固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为：淀溶解平衡可表示为：一、一、沉淀沉淀溶解平衡溶解平衡练：书写碳酸钙溶解

5、平衡的表达式练：书写碳酸钙溶解平衡的表达式 一定一定温度温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的下，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 。 Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) +2OH- (aq) CaCO3 (s) Ca2+ (aq) +CO32- (aq) 沉淀溶解平衡表达式：沉淀溶解平衡表达式： PbI2(s)Pb2+(aq) + 2I-(aq) AgCl(s)Ag+(aq) + Cl-(aq)Cu(OH)2(s)Cu2+(aq) +

6、2OH-(aq)对比电离方程式：对比电离方程式： PbI2Pb2+ 2I- AgClAg+ Cl-Cu(OH)2Cu2+ + 2OH-PbI2:AgCl:Cu(OH)2: 动：动态平衡，溶解和沉淀仍在进行动：动态平衡，溶解和沉淀仍在进行 等：等：V V溶解溶解V V沉淀沉淀=定：溶液中各离子浓度保持不变定：溶液中各离子浓度保持不变 变：变：当条件改变时，溶解平衡将发生移动当条件改变时，溶解平衡将发生移动逆：溶解和沉淀互为可逆过程逆：溶解和沉淀互为可逆过程 逆、动、等、定、变逆、动、等、定、变沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，符合平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。 4、影响难溶电解质溶

7、解平衡的因素、影响难溶电解质溶解平衡的因素a、浓度：、浓度：加水，平衡向溶解方向移动。加水，平衡向溶解方向移动。b、温度：、温度：升温，升温，多数多数平衡向溶解方向移动。平衡向溶解方向移动。c、同离子效应：、同离子效应：增加与难溶电解质相同的离子，平衡增加与难溶电解质相同的离子，平衡向沉淀方向移动。向沉淀方向移动。d、化学反应：、化学反应：反应消耗难溶电解质的离子，平衡向溶反应消耗难溶电解质的离子，平衡向溶解方向移动。解方向移动。外因：外因： MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq)沉淀沉淀溶解溶解内因：内因：电解质本身的性质电解质本身的性质 讨论：在讨论：在AgClAgCl饱和溶液

8、中，尚有饱和溶液中，尚有AgClAgCl固体存在，当分固体存在，当分别向溶液中加入下列物质，将如何变化？别向溶液中加入下列物质，将如何变化？【AgClAgCl（S S） AgAg+ +(aq) + Cl(aq) + Cl- -(aq) (aq) 】改变条件改变条件平衡移动方向平衡移动方向 C C（AgAg+ + ）C C（ClCl- -）升升 温温加加 水水加加AgClAgCl（s s）加加NaClNaCl（s s）加加NaINaI（s s）加加AgNOAgNO3 3(s)(s) 不变不变 不变不变不移动不移动 不变不变 不变不变 当氢氧化钙固体在水中达到溶解平衡当氢氧化钙固体在水中达到溶解平

9、衡Ca(OH)2（S） Ca2+(aq) + 2OH-(aq)时，为使氢氧化钙固体的量减少，需时，为使氢氧化钙固体的量减少，需加入少量的（双选）加入少量的（双选） （）（） A NH4NO3 B NaOH C CaCl2 D NaHSO41 1、定义、定义：在一定：在一定温度温度下，难溶电解质在溶液下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时。中达到沉淀溶解平衡时。其离子浓度幂的乘积其离子浓度幂的乘积为一个常数，称之为为一个常数，称之为溶度积常数溶度积常数, ,简称溶度积，简称溶度积，用用K Kspsp表示。表示。二、溶度积常数二、溶度积常数( K( Ksp sp ) )注意：注意：书写溶度积表达

10、式时不考虑固体的浓度书写溶度积表达式时不考虑固体的浓度溶度积常数有单位溶度积常数有单位通式：通式：A An nB Bm m(s) nA(s) nAm+m+(aq)+ mB(aq)+ mBn-n-(aq)(aq) 则则 K Kspsp(A(An nB Bm m)= C)= Cn n(A(Am+m+) ) C Cm m(B(Bn-n-) )QCKsp=QCKspQCKsp溶液溶液过饱和过饱和，有，有沉淀析出沉淀析出溶液溶液饱和饱和，沉淀与溶解处于，沉淀与溶解处于平衡状态平衡状态溶液溶液未饱和未饱和，可继续溶解可继续溶解该难溶电解质该难溶电解质溶液中有关离子浓度幂的乘积溶液中有关离子浓度幂的乘积离子

11、积离子积QC2、溶度积规则、溶度积规则溶液过饱和溶液过饱和 ，有有沉淀沉淀生成生成处于沉淀处于沉淀溶解平衡溶解平衡 溶液不饱和，若加溶液不饱和，若加入固体将入固体将溶解溶解难溶物难溶物Ksp表达式表达式AgClAgBrAgIMg(OH)2Cu(OH)2Ksp =C(Ag+ )C (Cl- )Ksp =C(Ag+ ) C(Br- )Ksp =C(Ag+ ) C(I- )Ksp =C(Mg2+ ) C2(OH- )Ksp =C(Cu2+ )C2(OH- )Ksp值值（25）溶解度（溶解度（g）1.810-10 mol2L-21.810-45.010-13 mol2L-28.410-68.310-1

12、7 mol2L-22.110-75.610-12 mol3L-36.510-32.210-20 mol3L-3 1.710-5 写出下列难溶物的溶度积表达式写出下列难溶物的溶度积表达式 K Kspsp反映了反映了难溶电解质在水中的溶解能力难溶电解质在水中的溶解能力. .一定一定的温度下，的温度下，相同类型的难溶电解质的相同类型的难溶电解质的K Kspsp越小，越小，溶解度越小，越难溶解溶解度越小，越难溶解 4、溶度积、溶度积K Kspsp的物理意义的物理意义3 3、影响、影响K Kspsp的因素的因素 难溶电解质本身的难溶电解质本身的性质性质和和温度温度温度：温度：升温，升温，多数多数平衡向溶

13、解方向移动，平衡向溶解方向移动， K Kspsp 增大。增大。练习练习 如果溶液中如果溶液中Fe3+和和Mg2+的浓度均为的浓度均为0.10 molL, 使使Fe3+完全沉淀而使完全沉淀而使Mg2+不沉淀的不沉淀的pH条件是什么条件是什么?（沉淀完全是指该离子的浓度降低到（沉淀完全是指该离子的浓度降低到10-5 以下，氢氧化铁以下，氢氧化铁的的Ksp为为 4.0 10-39氢氧化镁的氢氧化镁的KspKsp为为 1.8 1.8 1010-11）因此因此, 只要控制只要控制pH值在值在3.2 9.1之间即可使之间即可使Fe3+定量定量沉淀而使沉淀而使Mg2+不沉淀。不沉淀。沉淀反应应用沉淀反应应用

14、实验3-3: Mg(OH)2的溶解的溶解思考与交流思考与交流 1.写出实验写出实验3-3中有关反应的化学方程式中有关反应的化学方程式 2.用平衡移动原理分析用平衡移动原理分析Mg(OH)2溶于溶于盐酸和盐酸和NH4Cl溶液的原因，并试从中找溶液的原因，并试从中找出使沉淀溶解的规律。出使沉淀溶解的规律。解解释释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和和OH-反应生成水反应生成水,使使c(OH)减小，平衡右移，从而使减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解。溶解。加入加入NH4Cl时，时，NH4

15、水解，使水解，使c(OH)减小，平衡右移，从而使减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解。溶解。沉淀溶解的规律和方法沉淀溶解的规律和方法 规律：规律：根据平衡移动原理，只要不断减小溶根据平衡移动原理，只要不断减小溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉淀溶解解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解。的方向移动，从而使沉淀溶解。方法：方法：(使沉淀溶解平衡向着溶解的方向移动使沉淀溶解平衡向着溶解的方向移动)（2）应用举例）应用举例a .难溶于水的盐、碱溶于酸中难溶于水的盐、碱溶于酸中如：如：CaCO3溶于盐酸，溶于盐酸，FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸溶于强酸

16、b .难溶于水的电解质溶于某些盐溶液难溶于水的电解质溶于某些盐溶液如：如：Mg(OH)2溶于溶于NH4Cl溶液溶液2、沉淀的转化、沉淀的转化实验实验34、35（实验（实验3 34 4、3 35 5沉淀转化）沉淀转化）沉淀的转化沉淀的转化思考与交流：思考与交流： 1. 写出相应的化学方程式。写出相应的化学方程式。 2.根据你观察到的现象根据你观察到的现象,分析所发生的反应分析所发生的反应 3.如果将上述两个实验中沉淀生成和转化的操如果将上述两个实验中沉淀生成和转化的操作步骤颠倒顺序，会产生什么结果？试利用平衡作步骤颠倒顺序，会产生什么结果？试利用平衡移动的原理和两种沉淀溶解度上差异加以解释，移动

17、的原理和两种沉淀溶解度上差异加以解释，并归纳这类反应发生的特点。并归纳这类反应发生的特点。特点：特点： 沉淀一般只能从溶解度小的向溶解度更小沉淀一般只能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。的方向转化，两者差别越大，转化越容易。白色白色黄色黄色黑色黑色AgCl AgI Ag2SI-S2-溶解度溶解度/g1.510-4 310-7 1.310-16原理：原理：AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)+I-(aq)AgI(s)有白色沉淀析出有白色沉淀析出白色沉淀转变为白色沉淀转变为黄色黄色黄色沉淀转变为黄色沉淀转变为黑色黑色（1 1）沉淀转化的）沉淀转化的实质：实质：

18、 沉淀溶解平衡发生移动沉淀溶解平衡发生移动. .一般说，一般说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现沉淀容易实现（2 2）沉淀转化的）沉淀转化的应用：应用： A. 锅炉除水垢锅炉除水垢（把（把CaSO4转化为转化为CaCO3） B. B. 一些自然现象的解释一些自然现象的解释（铜蓝的形成）（铜蓝的形成）锅炉水垢中含锅炉水垢中含CaSO4，可先用，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为溶液处理，使之转化为CaCO3，然后用酸除去，从，然后用酸除去，从CaSO4到到CaCO3的沉淀转化中，存在的沉淀转化中，存在着两个沉淀溶解平衡。着两个沉淀溶解平衡。加入加入

19、Na2CO3溶液后，溶液后，CO32- -与与Ca2结合生成更难溶的结合生成更难溶的CaCO3沉淀，同时溶液中沉淀，同时溶液中Ca2的减少又使的减少又使CaSO4的溶解平衡向右移动，的溶解平衡向右移动，CaSO4逐渐溶解。逐渐溶解。怎样除去锅炉水垢中含有的怎样除去锅炉水垢中含有的CaSOCaSO4 4？CaSO4 SO42- + Ca2+ +CO32-CaCO3自然界中矿物的转化原生铜的硫化物 CuSO4溶液氧化、淋滤渗透、遇闪锌矿（ZnS）和方铅矿（PbS）铜蓝（铜蓝（CuS）【思考与交流】3、在工业废水处理过程中，通常会将FeS固体投入Cu2+，Ag+，Pb2+等重金属离子的废水中，你认为

20、可能的原因是什么？运用了什么原理？ 4、加热可以使硬水中Ca(HCO3)2与Mg(HCO3)2分解为CaCO3与MgCO3沉淀，但实际上锅垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2,而不是CaCO3与MgCO3，Mg(OH)2,的溶解度比MgCO3的溶解度小，试分析其中的原因？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：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业生产、环保工程和科学研究中分离或提纯分离或提纯物质的重要方法之一物质的重要方法之一,但不是唯一方法。但不是唯一方法。（2）方法）方法a 、调、调pH值值如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调加氨水调pH值至值至78Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4b 、加沉淀剂法：如沉淀、加沉淀剂法：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以等，以Na2S、H2S做沉淀剂做沉淀剂Cu2+S2=CuS Hg2+S2HgS 【练习【练习1】：】：为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件