1、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（第一课时）,人教版选修4 化学反应原理,1 . 举例说明学过的“平衡”，它们有哪些特征？,化学平衡 2NO2 N2O4,电离平衡 H2O H+ +OH-,Kw = c（H+ ）.c（OH-）,K,水解平衡 FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl,2.特征:“逆、等、动、定、变”,3.平衡移动原理勒夏特列原理,如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、或压强 等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。,复习,4、什么叫饱和溶液？什么叫不饱和溶液？,一定温度下，不能再溶解某种溶质的溶液叫 该溶质的饱和溶液。还能继续溶解某种溶质的溶
2、液叫该溶质的不饱和溶液。,5、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：在一定温度下，某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。叫做这 种物质在这种溶剂里的溶解度。,注意：条件：一定温度 标准：100克溶剂状态：饱和状态 单位：克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 /
3、g,（1）NaCl在水溶液里达到溶解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,NaCl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NaCl的量就是一个恒定值。,加入浓盐酸？,交流、讨论,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？,表3-4
4、几种电解质的溶解度(20),1、谈谈对部分酸、碱和盐的溶解度表中“溶”与”不溶“的理解。 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？难溶物质溶解度差别？,一、Ag+和Cl-的反应真能进行到底吗？,讨论: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。,一、Ag和Cl的反应能进行到底吗？,【实验】向盛有2 mL 0.1mol/LAgNO3溶液的试管中加入2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液。,1、问题讨论：,有黄色沉淀生成，说明溶液中依然有Ag+、 Cl
5、-存在，即Ag和Cl的反应不能进行到底。,（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？,资料：化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5 mol/L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 度很小，难溶物在水中存在溶解平衡。,（1）生成沉淀的离子反应能发生的原因,生成物的溶解度很小,2、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度小于10-5mol/L时,沉淀达到完全。,（2）AgCl溶解平衡的建立,当v（溶解） v（沉淀）时，得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡,注意写法,在一
6、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，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡）,（4）溶解平衡的特征：,逆、等、动、定、变,（3）溶解平衡的概念：,平衡的共性,几点说明： 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。 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，0.01 g是很小的。当溶液中残留的离子浓度 1 10-5 mol/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。如Ag2S的溶解度为1.310-16 g。 溶解平衡与化学平衡一样，受外界条件的影响而发生移动。,（5）影响难溶电解质溶解平衡
7、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。 c、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可 存在溶解平衡。,内因：电解质本身的性质,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。,练：书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式,特例： Ca(OH)2,C、同离子效应 （1）同离子效应的来源HAc H+ + Ac-加入NaAc，NaAc Na+ + Ac-,溶液中Ac-大大增加，平衡向左移动，降低了HAc的电离度.,（2）同离子效应在沉淀溶解平衡中应用AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq),加入AgNO3，平衡向沉淀方
8、向移动， Cl-减少。,石灰乳中存在下列平衡： Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq),加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（ ） A、Na2CO3溶液 B、AlCl3溶液 C、NaOH溶液 D、CaCl2溶液,AB,课堂练习,容易出错： 一定温度下，一定量的水中,Ca(OH)2悬浊液存在平衡： Ca(OH)2(S) Ca2+(aq) +2 OH-(aq) 。 向此悬浊液中加入少量的CaO粉末，又恢复到原温度时,下列叙述正确的是 ( ) A 溶液中钙离子数目减少 B 溶液中钙离子浓度增大 C 溶液中OH 浓度增大D 溶液pH减小,A,2. 溶度积常数 （1）难溶电解质的溶
9、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 =Ag+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。 （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= Am+n . Bn-m 练习：BaSO4、Ag2CrO4、Mg(OH)2、Fe(OH)3的溶度积,注意：,当难溶物确定时， Ksp只与温度有关，与浓度无关。,沉淀溶解平衡常数-溶度积 Ksp,（3）溶度积与溶解度之间的关系,例1、已知Ksp,AgCl 1.56 10-10，
10、Ksp,Ag2CrO4 9.0 10-12，试求AgCl和Ag2CrO4的溶解度（用g/L表示）,解：（1）设AgCl的浓度为S1（molL),则：AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)平衡 S1 S1, 1.56 10-10,（3）溶度积与溶解度之间的关系,例1、已知Ksp,AgCl 1.56 10-10， Ksp,Ag2CrO4 9.0 10-12，试求AgCl和Ag2CrO4的溶解度（用g/L表示）,(2)设Ag2CrO4的浓度为S2（mol/dm3),则：Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq)平 2S2 S2,在水中：AgCl溶解度小于Ag2CrO
11、4的溶解度,(1), 9.0 10-12, 332g/mol,（4）溶度积规则 离子积,AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq),Q c 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Q c =Ksp ） (2) Q c =Ksp 时，沉淀与饱和溶液的平衡 Q c 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Q c =Ksp ）,Q c= Am+nBn-m Q c称为离子积，其表达式中离子浓度是任意的，为此瞬间溶液中的实际浓度，所以其数值不定，但对一难溶电解质，在一定温度下，Ksp 为一定值。,溶度积规则,例1、下列
12、情况下，有无CaCO3沉淀生成？ （1）往盛有1.0 L纯水中加入0.1 mL浓度为0.01 mol /L 的CaCl2和Na2CO3；（2）改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0 mol /L 呢？,Ca2+ = CO32- = 0.110-3 0.01/1.0 = 10-6 mol /L Qc = Ca2+CO32- = 10-12 Ksp,CaCO3=4.96 10-9因此无 CaCO3沉淀生成。,Ca2+CO32- = 10-4 mol /L Qc = Ca2+CO32- = 10-8 Ksp,CaCO3因此有CaCO3沉淀生成。,二、沉淀反应的应用,1、沉淀的生成,（1）应用：生
13、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。,（2）沉淀的方法, 调pH值,如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，使其溶解于水，再加氨水调 pH值至78，可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。,Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4, 加沉淀剂如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂,Cu2+S2= CuS Hg2+S2= HgS,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
14、否生成可从哪些方面考虑？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。,从溶解度方面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。,2. 沉淀的溶解 原理：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，就达到使沉淀溶解的目的。 例：CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq),HCO3-,+H+,+H+,H2CO3,H2O + CO2,强酸是常用的溶解难溶电解质的试剂。如可溶解难溶氢氧化物，难溶碳酸盐、某些难溶硫化物等。除酸外，某些盐溶液也可用来溶解沉淀。,思考：写出氢氧化镁沉淀溶解平衡的表达式.,
15、1、若使氢氧化镁沉淀溶解，可以采取什么方法？所依据的原理是什么？2、现提供以下试剂，请你设计可行的实验方案。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),讨论,溶解,沉淀,根据勒夏特列原理，使沉淀溶解平衡向溶解方向移动,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 + 2H2O,Mg(OH)2 + 2NH4Cl MgCl2 + 2NH3H2O,完成实验,记录现象,写出反应的化学方程式。,有红褐色沉淀生成,说明溶解,实验方案：分别向氢氧化镁沉
16、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NH3H2O（它在水中比Mg（OH）2更难电离出OH-），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】,思考：白色的氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后， 为什么会有红褐色沉淀生成？,Mg(OH)2(
17、s) Mg2(aq)+2OH(aq)，,3、沉淀的转化,【实验3-4】,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,AgCl,AgI,Ag2S,向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液,生成白色沉淀,向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液,白色沉淀转变为红褐色,静置,红褐色沉淀析出，溶液变无色,【实验3-5】,（实验34、35 沉淀转化）,AgCl,AgI,Ag2S,Mg(OH)2,Fe(OH)3,讨论:从实验中可以得到什么结论？,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。 沉淀一般从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。,沉淀的转化示意图,KI = I
18、- + K+,+,AgI(s),s(AgCl)=1.510-4g,s(AgI)=3.710-7g,s(Ag2S)=1.310-16g,沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。,思考与交流,1.根据你所观察到的现象，写出所发生的反应。2.如果将上述两个实验中的沉淀生成和转化的步骤颠倒顺序，会产生什么结果？试用平衡移动原理和两种沉淀溶解度上的差别加以解释，找出这类反应发生的特点。,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀。两者差别越大，转化越容易。,AgCl+I-=AgI+Cl-,2AgI+S2-=Ag2S+2I-,3Mg(OH)2+2Fe3+=2Fe(OH)3+3Mg2+,转化不会发生,沉淀转化的实
19、质 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。 沉淀转化的应用 沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。,CaSO4 SO42 + Ca2,+ CO32,CaCO3,应用1：锅炉除水垢：P64 锅炉的水垢中含有CaSO4 ，可先用Na2CO3溶液处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。,化学法除锅炉水垢的流程图,CaSO4+CO32- CaCO3+SO42- CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2O Mg(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CaCO3
20、 Mg(OH)2,写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式,用盐酸或 饱氯化铵液,除去水垢,应用2：一些自然现象的解释,CaCO3 Ca2+ + CO32-,2HCO3-,各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用 后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透， 遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)， 便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。,ZnS沉淀转化为CuS沉淀,(1).在1试管中加入ZnSO4溶液，再滴入Na2S溶液，观察现象。 (2).静置后倾去上层清液，蒸馏水洗涤沉淀2-3次。 (3).向沉淀中滴加适量的CuSO4溶液，观察现象。,实验现象：有白色沉淀出现，白色沉淀转化成为黑色沉淀。,为什么白色
21、的ZnS沉淀会转化成为黑色的CuS沉淀？,ZnS沉淀转化为CuS沉淀的总反应：,ZnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Zn2+,ZnS与CuS是同类难溶物，CuS的溶解度远小于ZnS的溶解度。,应用3：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”?,由于人体内胃酸的酸性较强(pH=0.91.5)，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。,所以，不能用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”。,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”。,思考：如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应尽快用5.0的Na2SO4溶液给患者洗胃，为什么？能用Na2CO3溶液吗？,【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： 浓度：加水，平衡向溶解方向移动。 温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。 加入相同离子，平衡向沉淀方向移动。 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。,
