第三章第四节(难溶电解质的溶解平衡)

1、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 固体物质的溶解度固体物质的溶解度定义：在一定温度下，某固态物质在定义：在一定温度下，某固态物质在100100克溶剂克溶剂 里达到饱和状态时所溶解的质量。叫做这里达到饱和状态时所溶解的质量。叫做这 种物质种物质在这种溶剂里的在这种溶剂里的溶解度。溶解度。注意：注意： 条件：一定温度条件：一定温度 标准：标准：100100克溶剂克溶剂状态：饱和状态状态：饱和状态 单位：克单位：克 任何物质的溶解是有条件的，在一定的条任何物质的溶解是有条件的，在一定的条 件下某物质的溶解量一般是件下某物质的溶解量一般是有限的。有限的。溶解度的简单计算：溶解度的

2、简单计算：溶解度与溶解性的关系：溶解度与溶解性的关系：2010易溶易溶可溶可溶1 微溶微溶0.01难溶难溶S /g（1）NaCl在水溶液里达到溶解平衡状态在水溶液里达到溶解平衡状态时有何特征？时有何特征？ （2）要使）要使NaCl饱和溶液中析出饱和溶液中析出NaCl固体，固体，可采取什么措施？可采取什么措施？蒸发蒸发（减溶剂）（减溶剂）降温降温 NaCl的溶解速率与结晶速率相等；并且的溶解速率与结晶速率相等；并且只要溶解平衡的条件不变，该溶液中溶解的只要溶解平衡的条件不变，该溶液中溶解的NaCl的量就是一个恒定值。的量就是一个恒定值。加入浓盐酸加入浓盐酸？在饱和在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸溶

3、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)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,因而有因而有 NaCl晶体析出晶体析出.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？实验探究实验探究难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡1、问题讨论：、问题讨论： Ag和和Cl的反应能进行到的反应能进行到底吗？底吗？【实验

4、】【实验】向盛有向盛有2 mL 0.1mol/LAgNO3溶液的试溶液的试管中加入管中加入2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液。溶液。有黄色沉淀生成，说明溶液中依然有有黄色沉淀生成，说明溶液中依然有Ag+、 Cl-存在，即存在，即AgAg和和ClCl的反应不能进行到底。的反应不能进行到底。（1）、恰好反应没有？）、恰好反应没有？（2）、溶液中还含有）、溶液中还含有Ag+和和Cl-？【继续试验】【继续试验】取上层清液，滴加取上层清液，滴加KI溶液，溶液， 有何现象？说明了什么？有何现象？说明了什么？资料：化学上通常认资料：化学上通常认为残留在溶液中的离为残留在溶液中的离子浓度子浓度小于小于

5、10-5 mol/L时，沉淀达到完全。时，沉淀达到完全。沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，只不过溶解沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，只不过溶解 度很小，难溶物在水中存在溶解平衡。度很小，难溶物在水中存在溶解平衡。1、谈谈对部分酸、碱和盐的溶解度表中、谈谈对部分酸、碱和盐的溶解度表中“溶溶”与与”不溶不溶“的理的理解。解。2、根据对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识，说明生成、根据对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识，说明生成沉淀的离子反应是否能真正进行到底。沉淀的离子反应是否能真正进行到底。3、上表中哪些物质属于易溶物质？可溶？微溶？难溶？难溶物、上表中哪些物质属于易溶物质？可溶？微溶？难溶？难

6、溶物质溶解度差别？质溶解度差别？改变条件改变条件平衡移动方向平衡移动方向 平衡时平衡时c（Ag+ ）平衡时平衡时c（Cl-）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)加加NHNH3 3H2O不移动不移动 不变不变不变不变不变不变不变不变讨论：讨论：对于平衡对于平衡 AgCl AgCl（S S） Ag Ag+ +(aq) + (aq) + ClCl- -(aq)(aq) 若改变条件，对其有何影响？若改变条件，对其有何影响？正反应正反应正反应正反应正反应正反应正反应正反应逆反应逆反应逆反应逆反应增

7、大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大减小减小减小减小减小减小减小减小（1 1）生成沉淀的离子反应能发生的原因）生成沉淀的离子反应能发生的原因生成物的溶解度很小生成物的溶解度很小2、难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡化学上通常认为残留在溶液中的离子浓化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于度小于1010-5-5mol/Lmol/L时时, ,沉淀达到完全。沉淀达到完全。（2）AgCl溶解平衡的建立溶解平衡的建立 当当v v（溶解）（溶解） v v（沉淀）（沉淀）时，时， 得到得到饱和饱和AgCl溶液溶液，建立，建立溶解平衡溶解平衡水合水合Ag+水合水合Cl- 溶解溶解 AgCl(s

8、) Ag(aq) + Cl(aq) 沉淀沉淀注注意意写写法法 在一定条件下，难溶电解质溶解成离子在一定条件下，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保持不变的状态。（也叫液中各离子的浓度保持不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡）沉淀溶解平衡）（4）溶解平衡的特征：）溶解平衡的特征：逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变（3）溶解平衡的概念：）溶解平衡的概念：平衡的共性平衡的共性 几点说明：几点说明： 溶解平衡的存在，决定了生成难溶电解溶解平衡的存在，决定了生成难溶电解质的反应不能进行到底。质的反应不能进行到底。 习惯上将生成难溶

9、电解质的反应，认为习惯上将生成难溶电解质的反应，认为反应完全了，因对于常量的反应来说，反应完全了，因对于常量的反应来说，0.01 g0.01 g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离子浓度度 1 QCKSP(4)(2)(3)1311100 . 15 . 05 . 05 . 0201. 05 . 02011. 0LmolLLLLmolLLmol解析：解析： OH- Ba2+=510-4mol L-1H+=1.010-11 mol L-1 溶液溶液PH=11设沉淀后设沉淀后SO42-浓度为浓度为x, 则有：则有： BaSO4 Ba2+ + SO42- 510-4xKsp(BaSO

10、4)= 510-4 x= 1.110-10 mol2 L-2X=2.2 x10-7 mol L-1三、溶度积常数三、溶度积常数KSP及其应用及其应用三、溶度积常数三、溶度积常数KSP及其应用及其应用1 1、定义、定义在一定条件下，难溶性电解质形成在一定条件下，难溶性电解质形成饱和溶液饱和溶液，达到溶解，达到溶解平衡，其平衡，其溶解溶解平衡常数平衡常数叫做叫做溶度积常数溶度积常数或简称或简称溶度积溶度积. .表达式表达式: :A Am mB Bn n(s) mA(s) mAn+n+(aq)+nB(aq)+nBm-m-(aq)(aq)例：例：写出下列难溶电解质的写出下列难溶电解质的溶解平衡关系式和

11、溶解平衡关系式和溶度溶度积表达式。积表达式。AgBr Ag+ + Br-Ksp = c(Ag+) . c(Br-)Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH-Ksp = c(Fe3+) . c3(OH-)Ksp, AnBm= An+m . Bm-n Ksp 只与温度有关与浓度无关！只与温度有关与浓度无关！3.Ksp的意义的意义 Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。反映了难溶电解质在水中的溶解能力。对于同类型物质对于同类型物质，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能越数值越大，难溶电解质在水中的溶解能越 强。如由强。如由Ksp数值可知数值可知(p61)，溶解能力：，溶解能力：AgClAgBrAg

12、I，Cu(OH)2Ksp 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），体系中不断体系中不断析出沉淀析出沉淀，直至达到平衡（此时，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，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，难溶电解质会难溶电解质会溶解溶解直至达到平衡（此时直至达到平衡（此时Q c =Ksp ）例例1：下列情况下，有无：下列情况下，有无CaCO3沉淀生成？已知沉淀生成？已知Ksp,CaCO3=4.96 10-9（1

13、）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 /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。5 5、溶度积的应用、溶度积的应用（1）判断有无沉淀的生成）判断有无沉淀的生成（离子能否共存）（离子能否共存）例例1 1：在在100mL 0.01mol/LKCl 100mL 0.01mo

14、l/LKCl 溶液中，溶液中，加入加入 1mL 0.01mol/L AgNO 1mL 0.01mol/L AgNO3 3溶液，下列溶液，下列说法正确的是说法正确的是(AgCl K(AgCl Kspsp=1.8=1.81010-10-10) ) （ ） A. A.有有AgClAgCl沉淀析出沉淀析出 B. B.无无AgClAgCl沉淀沉淀 C. C.无法确定无法确定 D. D.有沉淀但不是有沉淀但不是AgClAgClAc(Cl-)=(O.O10.1) 0.101=9.910-3mol/Lc(Ag+)=(O.O10.001) 0.101=9.910-5mol/LQC =9.910-39.99.91

15、010-5-5=9.8=9.81010-7-7KKSPSP例例2 2： 在在1L1L含含1.01.01010-3-3molmol L L-1-1 的的SOSO4 42-2-溶溶液中，注入液中，注入0.01mol BaCl0.01mol BaCl2 2溶液（假设溶溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去液体积不变）能否有效除去SOSO4 42-2-? ?已已知知:K:Kspsp(BaSO(BaSO4 4)= 1.1)= 1.11010-10-10 mol mol2 2 L L-2-2解：解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成生成BaSO4沉沉淀后，淀后，

16、Ba2+过量，剩余的即过量，剩余的即Ba2+=0.01-0.001=0.009mol/L. SO42-=Ksp/Ba2+= 1.110-10/9.010-3=1.210-8(mol/L) 因为，剩余的即因为，剩余的即SO42-=1.210-8mol/L1.010-5mol/L 所以，所以， SO42-已沉淀完全，即有效除去了已沉淀完全，即有效除去了SO42-。注意注意：当剩余离子即平衡离子浓度：当剩余离子即平衡离子浓度10-5mol/L时，认为离时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。子已沉淀完全或离子已有效除去。例例3：若某溶液中若某溶液中Fe3+和和Mg2+的浓度均为的浓度均为0.10 m

17、olL, 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?( ( Ksp (Fe(OH)Ksp (Fe(OH)3 3)= 4)= 41010-39-39Ksp (Mg(OH)Ksp (Mg(OH)2 2)= 1.8)= 1.81010-11-11) )111353933Lmol105.1101100.4FeOHspKpOH = 10.8 , pH = 3.2解解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH-Fe3+ 沉淀完全时的沉淀完全时的OH-为为:Mg2开始沉淀的开始沉淀的pH值为值为:152111212Lmol103 . 1)1 . 0108 . 1()

18、Mg(OHspKpOH = 4.9, pH =9.1因此因此, 只要控制只要控制pH值在值在3.2 9.1之间即可之间即可使使Fe3+定量沉淀而使定量沉淀而使Mg2+不沉淀。不沉淀。K Kspsp (Mg(OH) (Mg(OH)2 2)= 1.8)= 1.81010-11-11例例4. 向向1.010-3 mol L-3 的的K2CrO4溶液中滴加溶液中滴加AgNO3溶液溶液,求开始有求开始有Ag2CrO4沉淀生成时的沉淀生成时的Ag+ =? CrO42-沉淀完全时沉淀完全时, Ag+= ?已知：已知：Ksp，Ag2CrO4=9.010-12解: Ag2CrO4 2Ag+ + CrO42- K

19、sp = Ag+2 CrO42-12432549.0 10Ag 9.5 10 mol LCrO1.0 10Ksp5324Ag 9.5 10 molCrOspKLCrO42-沉淀完全时的浓度为沉淀完全时的浓度为1.0 10-5 mol L-3故有故有例例1 1：已知已知2525时，时，AgCl的溶解度是的溶解度是1.9210-3g/L，求它的溶度积。求它的溶度积。已知已知AgClAgCl的摩尔质量为的摩尔质量为143.5g/mol143.5g/mol。 解解 ：依题意可知依题意可知25时时AgCl饱和溶液中饱和溶液中 c(Ag+)=c(Cl-)=0.00192/143.5mol/L =1.341

20、0-5mol/L 则则KSP,AgCl=c(Ag+).c(Cl-) =(1.3410-5)2 =1.810-10例例2：已知已知25时时KSP(AgCl)=1.810-10,把足把足 量的量的AgCl放入放入1L 1 .0 mol L的的 盐酸溶液盐酸溶液中溶解度是多少？（中溶解度是多少？（g/L）解：解：设设AgCl 在盐酸中的溶解度为在盐酸中的溶解度为S（molL), AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平衡 S S 1 1LgLgSLgLmolSLmolKSsp/1092. 1/1058. 2/5 .143108 . 1/108 . 1/108 . 1138101010A

21、gCl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。例例3 3：已知已知K Ksp,AgClsp,AgCl1.81.8 1010-10-10， K Ksp,Agsp,Ag2 2CrOCrO4 49.09.0 1010-12-12，试，试 求求AgClAgCl和和AgAg2 2CrOCrO4 4的溶解度（用的溶解度（用g/Lg/L表示）表示）解：解：（1）设）设AgCl的溶解度为的溶解度为S1（molL),则：则： AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平衡平衡 S1 S1 1021108.1 SKspLgLgLmolS/1092.1/5.1431034.1/103

22、4.1355112322221094)2(SSSKspLgLgLmolS/1035.4/3321031.1/1031.12442(2)2)设设AgAg2 2CrOCrO4 4的溶解度为的溶解度为S S2 2（mol/L),mol/L),则：则： Ag Ag2 2CrOCrO4 4(s) 2Ag(s) 2Ag+ +(aq) + CrO(aq) + CrO4 42-2-(aq)(aq) 平平 2S 2S2 2 S S2 2在水中：在水中：AgCl溶解度小于溶解度小于Ag2CrO4的溶解度的溶解度阅读阅读 课本氟化物防治龋齿的化学原理课本氟化物防治龋齿的化学原理+ F-54 3Ca (PO ) F氟

23、磷灰石氟磷灰石难溶物溶解度(25)Ca5(PO4)3(OH) 1.510-10g Ca5(PO4)3F 9.510-11g羟基磷灰石羟基磷灰石2+3-54 34Ca (PO ) (OH) 5Ca 3PO OH 牙齿表面由一层硬的、组成牙齿表面由一层硬的、组成为为Ca5(PO4)3OH的物质保的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：护着，它在唾液中存在下列平衡： Ca5(PO4)3OH（s） 5 Ca2+ +3PO43-+OH- 进食进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是会受到腐蚀，其原因是: 已知已知Ca5(PO4)3F（s）的溶解度比上面的矿化产物更小、的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添