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文档简介
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
化学式溶解度/g化学式溶解度/gAgCl1.5×10-4Ba(OH)23.89AgNO3222BaSO42.4×10-4AgI3.0×10-7Ca(OH)20.165Ag2SO40.796CaSO40.21Ag2S1.3×10-16Mg(OH)29×10-4BaCl235.7Fe(OH)33×10-9几种电解质的溶解度(20℃)资料物质在水中“溶”与“不溶”是相对的,“不溶”是指难溶,没有绝对不溶的物质。
习惯上,将溶解度小于0.01克的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0,没有绝对不溶的物质。
难溶微溶可溶易溶0.01110(Sg/100g水)
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时,沉淀达到完全。
溶解
AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)
沉淀
Ag+Cl-AgCl在水中溶解平衡尽管AgCl固体难溶于水,但仍有部分Ag+和Cl-离开固体表面进入溶液,同时进入溶液的Ag+和
Cl-又会在固体表面沉淀下来,当这两个过程速率相等时,Ag+和Cl-的沉淀与AgCl固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态.固体AgCl在水中的沉淀溶解平衡可表示为:一、沉淀溶解平衡练:书写碳酸钙溶解平衡的表达式
一定温度下,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,达到平衡状态,我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。
2、表达式:1、概念:Mg(OH)2
(s)Mg2+
(aq)+2OH-
(aq)
CaCO3(s)Ca2+(aq)
+CO32-(aq)
动:动态平衡,溶解和沉淀仍在进行
等:V溶解V沉淀==定:溶液中各离子浓度保持不变
变: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、动、等、定、变3、特征: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、影响难溶电解质溶解平衡的因素b、浓度:①加水,平衡向溶解方向移动。a、温度:升温,多数平衡向溶解方向移动。②同离子效应:增加与难溶电解质相同的离子,
平衡向沉淀方向移动。③化学反应:反应消耗难溶电解质的离子,平衡向溶解方向移动。②外因:MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)沉淀溶解①内因:电解质本身的性质
绝大多数固体的溶解度随温度的升高而增大,但Ca(OH)2的溶解度随着温度的升高而减小特别提醒讨论:在AgCl饱和溶液中,尚有AgCl固体存在,当分别向溶液中加入下列物质,将如何变化?【AgCl(S)Ag+(aq)+Cl-(aq)】改变条件平衡移动方向C(Ag+)C(Cl-)升温加水加AgCl(s)加NaI(s)加AgNO3(s)→↑↑→不变不变不移动不变不变→↓↑←↑↓练一练1、下列有关AgCl的说法正确的是()
A.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl—B.在AgCl饱和溶液中,AgCl没有再溶解了
C.AgCl是一种难溶物,所以是弱电解质
D.在AgCl饱和溶液中,AgCl生成和溶解不断进行,但速率相等。D2、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,为使氢氧化钙固体的量减少,需加入少量的(双选)()
ANH4NO3BNaOHCCaCl2DNaHSO4ADCaCO3(s)
Ca2+
(aq)
+CO3
2–(aq)
试模仿化学平衡常数写出该反应的平衡常数表达式。3、写出饱和CaCO3溶液中的溶解平衡表达式(独立完成后展示。)1、定义:在一定温度下,难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时(饱和溶液)。其离子浓度幂的乘积为一个常数,称之为溶度积常数,简称溶度积,用Ksp表示。二、溶度积常数(Ksp)注意:书写溶度积表达式时不考虑固体的浓度通式:AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)
则Ksp(AnBm)=Cn(Am+)
·Cm(Bn-)QCKsp=QCKsp>QCKsp<溶液过饱和,有沉淀析出溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态溶液未饱和,可继续溶解该难溶电解质溶液中有关离子浓度幂的乘积—离子积QC2、溶度积规则溶液过饱和,有沉淀生成处于沉淀溶解平衡
溶液不饱和,若加入固体将溶解3、影响Ksp的因素(1)难溶电解质本身的性质(2)温度:升温,多数平衡向溶解方向移动,
Ksp
增大。注意Ca(OH)2难溶物Ksp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(25℃)溶解度(g)1.8×10-101.8×10-45.0×10-13
8.4×10-68.3×10-17
2.1×10-75.6×10-12
6.5×10-32.2×10-20
1.7×10-5
写出下列难溶物的溶度积表达式
4、溶度积Ksp的物理意义1.一定的温度下,相同类型的难溶的Ksp越小,溶解度越小,越难溶解。
2.不同类型的物质,
Ksp差距不大时不
能直接作为比较
依据。溶度积Ksp的物理意义Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力.2023/7/5三、沉淀溶解平衡的应用沉淀的溶解平衡是动态平衡,因此我们可以通过改变条件使平衡发生移动。进而实现溶液中的离子转化为沉淀或者使沉淀转化为溶液中的离子。1、沉淀的生成(1)原则:生成沉淀的反应能发生,且进行得越完全越好。
Qc>Ksp,生成沉淀氢氧化物开始沉淀时的pH值(0.1mol/L)沉淀完全时的pH值
(<10-5mol/L)Cu(OH)24.676.67Fe(OH)31.482.81已知:例:根据上表的数据,CuCl2中混有少量Fe3+如何除去?①调pH(2)方法如何控制pH值?(讨论)加入氢氧化铜或碱式碳酸铜或氧化铜,调节PH至3~4,铁离子全部转化为氢氧化铁沉淀除去②、加沉淀剂:如沉淀Cu2+、Hg2+等,以Na2S、H2S做沉淀剂Cu2++S2-=CuS↓Hg2++S2-=HgS↓
③同离子效应法例如硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小硫酸中硫酸根浓度大,使平衡左移有利于沉淀生成。BaSO4(s)Ba2
+(aq)+SO42-
(aq)
(3)应用: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除杂或提纯物质的重要方法之一。(1)实质:沉淀溶解平衡的移动例:CaCO3易溶于H2CO3,易溶于HCl①酸(碱)溶解法例:Al(OH)3既溶于HCl,又溶于NaOHQc<Ksp(2)方法2023/7/5CaCO3Ca2++CO32-+H+HCO3-H2CO3
→H2O+CO2↑2、沉淀的溶解在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡:
Mg(OH)2(s)⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)1、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2、加入NH4Cl时,NH4+直接结合OH-,使c(OH-)减小,平衡右移,从而使Mg(OH)2溶解②难溶于水的电解质溶于某些盐溶液例:Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液BaCO3Ba2+
+CO32-+2H+H2O+CO2化学与生活医院中进行钡餐透视时,用BaSO4做内服造影剂,为什么不用BaCO3做内服造影剂?1.Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2·L-2;Ksp(BaCO3)=5.1×10-9mol2·L-22.Ba2+有剧毒,;3.胃酸的酸性很强,pH约为0.9~1.5
H+和SO42-不反应,不影响BaSO4的沉淀溶解平衡,Ba2+浓度保持在安全浓度标准下,所以用BaSO4
作“钡餐”实验一:取一支试管,向其中滴加2ml氯化钠溶液,然后向其中逐滴加入硝酸银溶液,观察现象并记录。实验二:向实验1的试管里滴加碘化钾溶液,观测现象并纪录。实验三:向实验2的试管中滴加硫化钠溶液。实验现象离子方程式实验1实验2实验3产生白色沉淀Ag++Cl-=AgCl↓白色沉淀→黄色沉淀AgCl+I-AgI+Cl-黄色沉淀→黑色沉淀2AgI+S2-Ag2S+2I-3.沉淀的转化AgCl
Ag+
+Cl-+KI==I-+K+AgI2AgI
2Ag+
+2I-Na2S==S2-+2Na++Ag2S2023/7/5
3、沉淀的转化
对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀.(2)一般规律:溶解度大的物质转化为溶解度小的物质(1)实质:沉淀溶解平衡的移动
锅炉中水垢中含有CaSO4
,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。化学与生产CaSO4
SO42-+
Ca2+
+CO32-CaCO3化学与生活龋齿的形成(1)牙齿表面由一层硬的组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡:Ca5(PO4)3OH
5Ca2+(aq)+3PO43-
(aq)+OH-(aq)KSP=2.5×10-59mol9•L-9(2)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:
生成的有机酸能中和OH-,使平衡向脱矿方向移动,羟基磷灰石溶解,加速腐蚀牙齿化学与生活牙齿的保护3、已知Ca5(PO4)3F的KSP=2.8×10-61mol9•L-9,比Ca5(PO4)3OH质地___。请用离子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因:更坚固5Ca2++3PO43-+F-=Ca5(PO4)3F溶洞中美丽的石笋、钟乳石和石柱是大自然创造的奇迹。石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为微溶性的碳酸氢钙。溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向溶洞底滴落时,水分蒸发,二氧化碳压强减小以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚,渐渐形成了钟乳石、石笋等。化学与自然CaCO3Ca2++CO32-2HCO3-+H2O+CO2溶洞的形成:熟记核心要点一、牢记沉淀溶解平衡的2个特征(1)V(溶解)=v(沉淀)≠0(2)固体质量或离子浓
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