难溶电解质的溶解平衡2

第三章水溶液中的离子平衡第四节难溶电解质的溶解平衡固体物质在水中的溶解度1、溶解度：在一定温度下，某固体物质在100g溶剂（通常为水）里达到饱和状态时所能溶解的质量。20℃时下列物质的溶解度如表中所示：物质溶解度溶质溶剂A%(饱和）NaCl36gNaHCO310gNH4NO3190g36g100g26.5%10g190g100g100g9.1%65.5%2、溶解度曲线0S/g温度/℃KNO3NaClCa(OH)2降温结晶蒸发溶剂大于10g

易溶；1g～10g

可溶0.01g～1g

微溶；小于0.01g

难溶

AgCl20℃时在100g水中仅能溶解1.5×10-4g。尽管AgCl溶解很小，但并不是绝对不溶（溶解是绝对的），生成的AgCl沉淀会有少量溶解。因此，生成AgCl沉淀后的溶液中三种有关反应的粒子在反应体系中共存。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0。化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol/L，沉淀就达完全。Ag++Cl-=AgCl↓可以进行到底吗?一、难溶电解质的溶解平衡1、沉淀溶解平衡：（1）概念：例如：AgCl(s）

Ag+(aq)+Cl-(aq)逆、等、动、定、变内因、外因（浓度、温度）在一定条件下，当难溶电解质的溶解速率与溶液中的有关离子重新生成沉淀的速率相等时，此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡，称为沉淀溶解平衡。溶解平衡时的溶液是饱和溶液。（2）特征：（3）影响因素：（4）过程表示：

（2）难溶电解质的溶度积常数用Ksp表示。

通式：AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)

则Ksp,AnBm=CAm+n.CBn-m2.溶度积常数（1）难溶电解质的溶度积常数的含义

AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)

当溶解与结晶速度相等时，达到平衡状态Ksp，AgCl=C(Ag+)·C(Cl-)

为一常数，该常数称为难溶电解质的溶度积常数，简称溶度积。练习：写出BaSO4、Ag2CrO4、Mg(OH)2、Fe(OH)3的溶度积表达式3、溶度积与溶解度之间的关系例1、已知Ksp,AgCl＝1.5610-10，Ksp,Ag2CrO4＝9.010-12，试求AgCl和Ag2CrO4的溶解度（用g/L表示）在水中：AgCl溶解度小于Ag2CrO4的溶解度既然有溶解度，为什么还要引入溶度积？例2、(1)把足量的AgCl放入1L

1.0mol／L的盐酸(2)把足量的AgCl放入1L

1.0mol／L的AgNO3溶液中求AgCl的溶解度是多少？（g/L）可见固体物质的溶解度在温度一定时,并非是定值.溶度积则只与温度有关，与离子的浓度无关！可以用溶度积的大小来比较溶解度的大小吗？Ag2CrO4

Ksp=9.0×10-12AgCl

Ksp＝1.5610-10不能!溶度积的大小与电解质的"类型"有关.电解质的"类型"相同时,能用

Ksp的大小来比较溶解度的大小吗?虽然由Ksp来比较S的大小时还要考虑摩尔质量,但Ksp一般相差太大,可以用Ksp来比较S的大小.4、溶度积规则

①离子积(浓度商)

AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)

Qc

>Ksp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Qc

=Ksp

）(2)Qc

=Ksp时，沉淀与饱和溶液的平衡Qc

<Ksp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Qc

=Ksp

）②溶度积规则Qc=C(Am+)n·C(Bn-)m

例：下列情况下，有无CaCO3沉淀生成？已知Ksp,CaCO3=4.9610-9（1）往盛有1.0L纯水中分别加入0.1mL浓度为0.01mol/L的CaCl2和Na2CO3；（2）改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0mol/L呢？C(Ca2+)=C(CO32-)=0.110-30.01/1.0=10-6

mol/L

Qc

=C(Ca2+)C(CO32-)=10-12<Ksp,CaCO3=4.9610-9因此无CaCO3沉淀生成。C(Ca2+)=C(CO32-)=10-4

mol/L

Qc=C

(Ca2+)(CO32-)=10-8>Ksp,CaCO3因此有CaCO3沉淀生成。课堂练习25℃时有关物质的溶度积如下：物质Fe(OH)2Cu(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp8.0×10-162.2×10-205.61×10-124.0×10-38现一混合溶液,其中Fe2+Cu2+Mg2+Fe3+H+浓度匀为1mol/L，向其中加入NaOH，分别求四种金属离子开始沉淀及沉淀完全时的pH值（当离子浓度小于1×10-5mol/L，沉淀就达完全。在酸性的CuSO4溶液中,含有少量的

Fe3+,如何控制溶液的pH值,以除去这些杂质离子?加入CuO调节pH=3.1促进

Fe3+水解生成Fe(OH)3如果溶液中同时还含少量Fe2+,该怎样除去?二、沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的生成

加入沉淀剂，应用同离子效应，控制溶液的pH，当时有沉淀生成。①调节pH法：加入氨水调节pH至7~8，可除去氯化铵中的杂质氯化铁。②加沉淀剂法：以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2+、Hg2+等生成极难容的硫化物CuS、HgS沉淀。

H2SFeSFe2++S2-

S+NO+H2O2.沉淀的溶解Qc<Ksp

时,沉淀发生溶解，使Qc减小的方法有：(1)利用氧化还原方法降低某一离子的浓度。

(2)生成弱电解质。如：(3)生成络合物，例银铵溶液的配制3.分步沉淀

溶液中含有几种离子，加入某沉淀剂均可生成沉淀，沉淀生成的先后顺序按离子积大于溶度积的先后顺序沉淀，叫作分步沉淀。

Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀越完全;如AgCl、AgBr、AgI、Ag2S

一般认为沉淀离子浓度小于1.0×10-5mol/L时,则认为已经沉淀完全课堂练习3、以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相关性质是（）

A.具有吸附性

B.溶解度与CuS、PbS、CdS等相同

C.溶解度大于CuS、PbS、CdSD．溶解度小于CuS、PbS、CdSC例1：如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10mol／L,使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么?相应的Ksp查阅教材P65页表格中数据。pH=3.2解:Fe(OH)3Fe3++3OH-

Ksp=[Fe3+]×[OH-]3=4.0×10-39Fe3+

沉淀完全时的[OH-]为:Mg2＋开始沉淀的pH值为:pH=9.1因此,只要控制pH值在3.2~9.1之间即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。例：在盛ZnS沉淀的试管中加入10mL0.001mol/L的CuSO4溶液是否有CuS沉淀生成？已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24

Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2•L-2解：ZnS沉淀中的硫离子浓度为：[S2-]=[Zn2+]=(Ksp)1/2=(1.6×10-24)1/2=1.26×10-12(mol/L)Qc=[Cu2+][S2-]=1.0×10-3mol/L×1.26×10-12mol/L=1.26×10-15mol2•L-2因为：Qc(CuS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀4.沉淀的转化溶解度相对较大的可以转化为溶解度相对较小的讨论：对于平衡AgCl（S）Ag+(aq)+Cl-(aq)

若改变条件，对其有何影响改变条件平衡移动方向C（Ag+）C（Cl-）升温加水加AgCl（s）加NaCl（s）加NaI（s）加AgNO3(s)加NH3·H2O→↑↑→不变不变不移动不变不变←↓↑→↓↑←↑↓→↓↑提示：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO42－(aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2＋)·c(SO42－)，称为溶度积常数。A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B．通过蒸发可以使溶液由

d点变到c点C．d点无BaSO4沉淀生成D．a点对应的Ksp大于c点对应的KspCKsp的应用，读图1.某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是2.已知Ag2SO4的Ksp为2.0×10-3，将适量Ag2SO4固体溶于100mL水中至刚好饱和，该过程中Ag+和SO42－浓度随时间变化关系如右图（饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)＝0.034mol·L-1）。若t1时刻在上述体系中加入100mL0.020mol·L-1Na2SO4溶液，下列示意图中，能正确表示t1时刻后Ag+和SO42－浓度随时间变化关系的是B3、有关Ksp的计算例1、常温下，Cu(OH)2和Fe(OH)3的Ksp分别为2.2×10—20和4.0×10—38

（1）求二者在常温下的溶解度

（2）求二者饱和溶液的pH值

（3）要使0.1mol/L的两种溶液中的金属阳离子开始沉淀和完全沉淀，溶液的pH值分别是多少？

（4）在pH=1.0的盐酸中，两种阳离子的浓度最多可达多少？例2、向50mL浓度为0.018mol/L的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol/L的盐酸，沉淀完全。已知AgCl的Ksp为1.0×10—10，试求：

（1）生成沉淀后溶液中的