难溶电解质的溶解平衡(2014.5.5)

泡沫灭火器内装有NaHCO3饱和溶液，该溶液呈碱性的原因是：_______________________________________;灭火器内另有一容器中装有Al2(SO4)3溶液，该溶液呈酸性的原因是：_________________________________;当意外失火时候，使泡沫灭火器倒过来即可使药液混合，喷出CO2和Al(OH)3，阻止火势蔓延。其相关的离子方程式是:___________________________________HCO3-+H2OH2CO3+OH-Al3++3H2OAl(OH)3+3H+难溶电解质的溶解平衡第三章

第四节复习

1、什么叫饱和溶液？什么叫不饱和溶液？

一定温度下，不能再溶解溶质的溶液叫饱和溶液。能继续溶解溶质的溶液叫不饱和溶液。2、溶解性是指：___________________________

溶解性是物质的_______性质。溶解性大小跟

___________________有关。一种物质溶解在另一种物质中的能力物理溶质、溶剂的性质

物质的溶解性只能粗略表示物质的溶解能力的强弱，为了精确表示物质的溶解能力，化学上引入了“溶解度”的概念。固体物质的溶解度定义：一定温度下，某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。单位：克（g）任何物质的溶解是有条件的，在一定条件下，某物质的溶解量一般是有限的。．．．．．．．．．．．．．溶解度与溶解性的关系：20℃10易溶可溶1微溶0.01难溶S/g（1）NaCl在水溶液里达到溶液平衡状态时有何特征？

（2）要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体，可采取什么措施？蒸发（减溶剂）降温只要溶解平衡的条件不变，该饱和溶液中溶解的NaCl的量就是一个恒定值。加入浓盐酸？交流、讨论固体溶质溶液中的溶质在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸现象:解释:

在NaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡

NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)加浓盐酸会使c(Cl-)增加,平衡向左移动,因而有

NaCl晶体析出.NaCl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，难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？实验探究一、Ag＋和Cl－的反应能进行到底吗？【实验】向盛有2mL0.1mol/LAgNO3溶液的试管中加入2mL0.1mol/LNaCl溶液。问题讨论：溶液中依然有Ag+、Cl-存在1.恰好反应没有？2.溶液中还含有Ag+和Cl-？【继续试验】取上层清液，滴加KI溶液，有何现象？说明了什么？

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。难溶电解质溶解平衡的建立（以AgCl为例）当v（溶解）＝v（沉淀）时，得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡

AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)

溶解沉淀Ag+

Cl-注意写法一定条件下，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，饱和溶液中各离子的浓度保持不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡）溶解平衡的特征：逆、等、动、定、变溶解平衡的概念：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。当溶液中残留的离子浓度<1×10-5mol/L时，沉淀就达到完全。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0。在电解质的饱和溶液中，不管是易溶的、微溶的还是难溶的，都存在着溶解平衡。饱和溶液中析出晶体的过程即为沉淀过程溶解平衡与化学平衡一样，受外界条件的影响而发生移动。几点说明：影响难溶电解质溶解平衡的因素：a.绝对不溶的电解质是没有的。b.同是难溶电解质，溶解度差别也很大。①内因：电解质本身的性质②外因：a.浓度：加水，平衡向溶解方向移动。b.温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。特例：Ca(OH)2c.引入离子例题：当氢氧化钙固体在水中达到溶解平衡Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)时，为使Ca(OH)2固体的量减少，需要加入少量的（）

NH4NO3B.NaOHC.CaCl2D.NaHSO4AD如果在该溶解平衡中加入氢氧化钙固体，平衡会不会移动？如何移动？不移动二.溶度积常数（Ksp）

①定义一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之乘积为一常数。②表达式（以Mg(OH)2为例）Ksp=c(Mg2+)×[c(OH-)]2③影响因素：温度一般情况下，温度升高，Ksp增大，但Ca(OH)2例外例题：将等体积浓度为1×10-5mol/LAg+和Cl-混合，是否有沉淀生成？（25℃时，Ksp(AgCl)=1.8×10-10

）解：Qc=c(Ag+)×c(Cl-)=0.5×10-5×0.5×10-5=2.5×10-11Qc＜Ksp，溶液没有达到饱和，无沉淀析出。※可以用溶度积来判断能否生成沉淀Qc＜Ksp，溶液未达饱和，无沉淀析出，若加入过量的难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。Qc=Ksp，溶液达到饱和，沉淀与溶解处于平衡状态，无沉淀析出。Qc＞Ksp，溶液达到过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。④意义※可以用溶度积来计算平衡时的pH

【例题】计算25℃时饱和氢氧化镁溶液的pH，氢氧化镁的溶度积为1.8×10-11。

Ksp=c(Mg2+)×[c(OH-)]2=1/2×[c(OH-)]3

=1.8×10-11

c(OH-)=3.4×10-4mol/L

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)c(H+)≈3.33×10-11mol/LpH≈10.48解：※用溶度积来比较溶解性的大小，相同类型的电解质，溶度积越大，其在水中的溶解能力就越大。例题：请比较25℃时饱和

AgCl

溶液中离子浓度和饱和

Mg(OH)2中离子浓度。（25℃

时，

Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11

）解：饱和AgCl溶液中c(Ag+)=c(Cl-)=1.3×10-5mol/LKsp

=c(Mg2+)×[c(OH-)]2=a×(2a)2=4a3=1.8×10-11Mg(OH)2(s)

Mg2+(aq)+2OH-(aq)a2aa=1.7×10-4c(Mg2+)=1.7×10-4

mol/Lc(OH-)=3.4×10-4mol/L

Mg(OH)2中离子浓度大于AgCl溶液中离子浓度课堂小结text1text1难溶电解质的溶解平衡溶度积常数1、概念2、建立过程3、特征4、影响因素1、定义2、表达式3、影响因素4、意义①调pH值如:工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调pH值至7~8Fe3＋

+3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋

②加沉淀剂

如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂Cu2＋+S2－=CuS↓Hg2＋+S2－=HgS↓二、沉淀反应的应用1.沉淀的生成方法思考与交流1.如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加入钡盐还是钙盐？为什么？加入钡盐，因为BaSO4比CaSO4更难溶，使用钡盐可使SO42-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。从溶度积KSP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，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。[思考]：写出氢氧化镁沉淀溶解平衡的表达式.现提供以下试剂，请你设计可行的实验方案使氢氧化镁沉淀溶解。试剂：蒸馏水、盐酸、饱和NH4Cl溶液、NaOH溶液、NaCl溶液、Na2CO3溶液、FeCl3溶液Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)+2OH－(aq)溶解沉淀2.沉淀的溶解原理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试管编号①②③对应试剂少许Mg(OH)2少许Mg(OH)2少许Mg(OH)2滴加试剂2ml蒸馏水，滴加酚酞溶液2ml盐酸3ml饱和NH4Cl溶液

现象固体无明显溶解现象，溶液变浅红迅速溶解逐渐溶解Mg(OH)2+2HCl＝MgCl2+2H2OMg(OH)2+2NH4Cl＝MgCl2+2NH3·H2O说明溶解实验方案：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。在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：

Mg(OH)2(s)⇌Mg2＋(aq)+2OH－(aq)加入盐酸时，H＋中和OH－，使c(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解。加入NH4Cl时，NH4＋与OH－结合，生成弱电解质NH3·H2O，使c(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。【思考与交流】：

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。【解释】【实验3-4】步骤1mLNaCl和10滴AgNO3溶液混合向所得固液混合物中滴加10滴KI溶液向新得固液混合物中滴加10滴Na2S溶液现象有白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色黄色沉淀转化为黑色AgClAgIAg2SKINa2S3.沉淀的转换实验说明：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。物质溶解度/g溶度积AgCl1.5×10-41.8×10-10AgI

9.6×10-98.3×10-17Ag2S1.3×10-166.3×10-50KI=I-+K+AgCl(s)Ag++Cl-+AgI(s)AgCl(s)+I-

AgI(s)+Cl-沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O水垢成分CaCO3

Mg(OH)2

CaSO4

用饱和Na2CO3溶液浸泡数天疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2用盐酸或饱氯化铵液除去水垢应用1：锅炉除水垢：P64CaSO4

Ca2＋

+

SO42－+CO32－CaCO3应用2：一些自然现象的解释—奇形异状的溶洞CaCO3Ca2++CO32-2HCO3-+H2O+CO2龋齿应用3：龋齿的形成原因及防治方法①牙齿表面由一层硬的组成为Ca5(PO4)3OH的难溶物质保护着，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，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OH-，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿

②已知Ca5(PO4)3F的溶解度比Ca5(PO4)3OH更小，牙膏里的氟离子会与Ca5(PO4)3OH反应。请用离子方程式表示使用含氟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4：为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”?

BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：

BaSO4Ba2＋＋SO42－

Ksp=1.1×10－10s=2.4×10－4BaCO3Ba2＋＋CO32－

Ksp=5.1×10－9s=2.2×10－3

由于人体内胃酸的酸性较强(pH=0.9～1.5)，如果服下BaCO3，胃酸会与CO32－反应生成CO2和水，使CO32－浓度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。BaCO3Ba2++CO32-

+

H+CO2↑+H2O而SO42－不与H＋结合生成硫酸，胃酸中的H＋对BaSO4的溶解平衡没有影响，Ba2＋浓度保持在安全浓度标准下，所以用BaSO4作“钡餐”。限用试剂：氧化剂:HNO3、KMnO4、Cl2、O2、H2O2水等调PH:氨水、氢氧化钠、氧化铜、碳酸铜应用5：已知Fe3+、Fe2+、Cu2+沉淀完全的pH如下，如何除去CuCl2酸性溶液中的FeCl2呢？离子Fe3+Cu2+Fe2+沉淀完全时的pH3.76.49.4【小结】沉淀的生成、溶解、转化实质上都是沉淀溶解平衡的移动的过程，其基本依据主要有：①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。③加入相同离子，平衡向沉淀方向移动。④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，使平衡向溶解的方向移动。课堂练习练习1：下列说法中正确的是（）

A.不溶于水的物质溶解度为0B.绝对不溶解的物质是不存在的

C.某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0D.物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水B练习2：在饱和澄清石灰水中加入生石灰反应后，恢复至原来温度下列说法正确的是()A.溶液中