新人教版化學選必1第三章

水溶液中的離子反應與平衡第四節(jié)

沉淀溶解平衡第1課時

難溶電解質的

沉淀溶解平衡腎結石為泌尿系常見病、多發(fā)病，人群發(fā)病率1/20。病因是尿液中成石物質濃度升高或溶解度降低，析出晶體并局部生長聚積形成結石。為什么多喝水能有效緩解腎結石？1.飽和溶液

在一定溫度下，在一定量的溶劑里，能夠繼續(xù)溶解某種溶質的溶液，叫做這種溶質的不飽和溶液；不能再溶解某種溶質的溶液，叫做這種溶質的飽和溶液。Q1：什么是飽和溶液？什么是不飽和溶液？Q2：什么是溶解度？2.溶解度

在一定溫度下，某固態(tài)物質在100克溶劑里達到飽和狀態(tài)時所溶解的質量叫做這種物質在這種溶劑里的溶解度（s）。根據(jù)物質溶解度的大小，將物質分為易溶物、可溶物、微溶物和難溶物。溶解性難溶微溶可溶易溶S的范圍S<0.01g0.01g<S<1g1g<S<10gS>10g根據(jù)表3-3所提供的溶解度數(shù)據(jù)，以及你對化學反應限度、化學平衡原理的認識，討論以下問題：(1)通常我們所說的難溶物在水中是否完全不能溶解？幾種電解質的溶解度（20℃）化學式溶解度/gAgCl1.5×10-4AgNO3211AgBr8.4×10-6Ag2SO40.786Ag2S1.3×10-16BaCl235.7Ba(OH)23.89BaSO43.1×10-4Ca(OH)20.160CaSO40.202Mg(OH)26.9×10-4Fe(OH)33×10-9【實驗證實】向AgNO3與NaCl完全反應后的溶液中加入Na2S溶液，觀察現(xiàn)象?！窘Y論】不存在絕對不溶解的電解質，難溶電解質也存在微量的溶解。AgCl(s)?Ag+(aq)+Cl-(aq)

Ag++Cl-=AgCl↓即使Cl-過量，溶液中依然有Ag+。根據(jù)表3-3所提供的溶解度數(shù)據(jù)，以及你對化學反應限度、化學平衡原理的認識，討論以下問題：(1)通常我們所說的難溶物在水中是否完全不能溶解？幾種電解質的溶解度（20℃）化學式溶解度/gAgCl1.5×10-4AgNO3211AgBr8.4×10-6Ag2SO40.786Ag2S1.3×10-16BaCl235.7Ba(OH)23.89BaSO43.1×10-4Ca(OH)20.160CaSO40.202Mg(OH)26.9×10-4Fe(OH)33×10-9難溶≠絕對不溶AgNO3BaCl2Ba(OH)2Ag2SO4Ca(OH)2CaSO4AgClAgBrAg2SBaSO4Mg(OH)2Fe(OH)310g1g0.01g易溶可溶微溶難溶盡管難溶電解質的溶解度很小，但在水中并不是絕對不溶。生成AgCl沉淀后，有三種粒子在反應體系中共存：AgCl(s)、Ag+(aq)、Cl-(aq)即使過量的NaCl也無法完全沉淀溶液中的Ag+。習慣上將溶解度小于0.01g的電解質稱為難溶電解質。AgCl沉淀在水中的溶解過程是否存在限度呢？?特別提醒：大多數(shù)電解質的溶解度隨溫度升高而增大，但也有例外，如Ca(OH)2，溫度越高，溶解度越小。(2)生成AgCl沉淀的離子反應完成后，溶液中是否還有Ag+和Cl-?一、難溶電解質的沉淀溶解平衡1.沉淀溶解平衡的建立(以AgCl為例分析)當v溶解＝v沉淀時，得到飽和AgCl溶液，建立沉淀溶解平衡。在水分子作用下，少量Ag＋與Cl－脫離AgCl的表面進入水中。溶液中的Ag＋和Cl－受AgCl表面陰、陽離子的吸引，回到AgCl的表面析出。溶解：沉淀：平衡狀態(tài)：

【思考】物質中是否存在溶解與沉淀的可逆過程？動畫演示：AgCl在水中溶解平衡Ag+Cl-

溶解

AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)

沉淀一、難溶電解質的沉淀溶解平衡2.沉淀溶解平衡的概念一定溫度下，當沉淀溶解速率等于沉淀生成速率時，固體量和各離子濃度不變，此時沉淀達到最大溶解，形成電解質的飽和溶液。同時也達到溶解平衡狀態(tài)，把這種平衡稱為沉淀溶解平衡。速率0時間v(沉淀)v(溶解)v(溶解)=v(沉淀)得到飽和AgCl溶液，建立沉淀溶解平衡t

在一般情況下，當溶液中剩余離子的濃度小于1×10-5mol/L時，化學上通常認為生成沉淀的反應就進行完全了。AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

溶解沉淀一、難溶電解質的沉淀溶解平衡3.沉淀溶解平衡的表達式沉淀溶解平衡雖然也用電離方程式表示，但①須標明狀態(tài)固體(s)、溶液(aq)②一律用“?”③要與電離方程式區(qū)分開Al(OH)3(s)?Al3＋(aq)＋3OH－(aq)

(沉淀溶解平衡)Al(OH)3

?

Al3＋＋3OH－

(電離平衡)難溶電解質的溶解平衡和電解質的電離平衡的區(qū)別A.變化過程(1)沉淀溶解平衡表示已溶溶質的離子與未溶溶質之間的平衡關系，是可逆過程，包含了沉淀的溶解和溶解后電解質的電離兩個過程.(2)難溶電解質的電離僅僅是沉淀溶解平衡的后一個過程。如，BaSO4(s)?Ba2＋(aq)＋SO42－(aq)BaSO4(s)?BaSO4(aq)BaSO4(aq)=Ba2＋(aq)＋SO42－(aq)說明：B.物質類別(1)難溶電解質可以是強電解質也可以是弱電解質。(2)難電離物質只能是弱電解質。如，BaSO4是強電解質，而Al(OH)3是弱電解質C.表示方法沉淀溶解平衡也用電離方程式表示，但①須標明狀態(tài)(s)、(aq)，②一律用“?”。Al(OH)3(s)?Al3＋(aq)＋3OH－(aq)

(沉淀溶解平衡)Al(OH)3?

Al3＋＋3OH－

(電離平衡)【例1】寫出BaSO4、Ag2S、Fe(OH)3的沉淀溶解平衡表達式變式：寫出Cu(OH)2、Fe(OH)3的沉淀溶解平衡表達式和電離方程式Fe(OH)3(s)?

Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)

(沉淀溶解平衡)Fe(OH)3

?

Fe3＋＋3OH－

(電離平衡)一、難溶電解質的沉淀溶解平衡4.沉淀溶解平衡的特征逆：沉淀溶解平衡是可逆的過程等：V溶解=V結合>0是一個動態(tài)平衡動：動態(tài)平衡定：沉淀質量、離子濃度保持恒定變：條件改變，沉淀溶解平衡發(fā)生移動化學平衡移動的規(guī)律符合勒夏特列原理Q：如何衡量沉淀溶解平衡的限度？溶度積常數(shù)1.定義：

在一定溫度下，在難溶電解質的飽和溶液中，各離子濃度冪之積為一常數(shù)，叫做溶度積常數(shù)，簡稱溶度積，用Ksp表示。AgCl(s)Ag+(aq)+Cl－(aq)Ksp=c(Ag+).c(Cl-)對AmBn(s)AmBn(s)mAn+(aq)＋nBm－(aq)2.表達式：Ksp＝cm(An+)×cn(Bm－)BaSO4Fe(OH)3Ag2CrO4

練習：寫出下列物質的溶度積常數(shù)表達式：沉淀溶解平衡的特征——定：溶液達到平衡狀態(tài)時，離子濃度保持恒定常見難溶電解質的溶度積常數(shù)表(25℃)查閱課本P126附錄III，說一說溶度積常數(shù)有什么規(guī)律特點？難溶物Ksp溶解度/gAgCl1.8×10-101.5×10-4AgBr5.4×10-138.4×10-6AgI8.5×10-172.1×10-7Ag2S6.3×10-501.3×10-16Ag2SO41.2×10-50.786BaSO41.1×10-103.1×10-4CaCO35.0×10-97.1×10-4Fe(OH)32.6×10-393×10-9Mg(OH)26.9×10-46.9×10-4難溶微溶Ksp只與物質本身性質和溫度有關。其它條件一定時，一般溫度越高，Ksp越大，但[Ca(OH)2

相反]

Ksp反映了難溶電解質在水中的溶解能力。3.影響因素4.意義簡單地說，相同類型的難溶電解質，在同溫度下，Ksp越大，溶解度越大；不同類型的難溶電解質，應通過計算才能進行比較?！纠柯然y在25℃時溶解度為0.000192g，求它的溶度積常數(shù)。解：因為AgCl飽和溶液極稀，可以認為1gH2O的體積和質量與1mLAgCl溶液體積和質量相同，所以在lLAgCl飽和溶液中含有AgCl0.00192g，溶解的AgCl完全電離，故：c(Ag+)=c(Cl-)＝0.00192g/143.5g·mol-1

＝1.34×10-5mol·L-1

Ksp(AgCl)＝c(Ag+)·c(Cl-)=(1.34×l0-5)2＝1.8×10-10

結論：容度積和溶解度都可以表示物質的溶解性，兩者可以互相換算。換算時都需要先求出物質的量濃度。3.離子積 Q在一定溫度下，在難溶電解質的溶液中，任意時刻各離子濃度冪之積叫做離子積常數(shù)，簡稱離子積，符號為Q(2)表達式AmBn(s)mAn+(aq)

+nBm-(aq)任意時刻Q＝cm(An＋)·cn(Bm－)(1)概念沉淀溶解平衡的判斷Q＞Ksp，溶液過飽和，平衡向生成沉淀方向移動，有沉淀析出Q=

Ksp，溶液飽和，沉淀與溶解平衡Q＜Ksp，溶液未飽和，無沉淀析出，若加入過量難溶電解質，可以繼續(xù)溶解直至飽和溶度積規(guī)則：(3)應用根據(jù)某溫度下溶度積Ksp與溶液中離子積Q的相對大小，可以判斷難溶電解質的沉淀或溶解情況。A.計算離子濃度溶度積的應用化合物Mg(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值1.0×10-1110-1710-39例：化合物BaCO3CaCO3MgCO3Ksp近似值2.6×10-92.8×10-96.8×10-6(1)0.2mol/L的BaCl2與0.2mol/LNa2CO3等體積混合后，c(Ba2+)=?0.2mol/L的BaCl2與0.4mol/LNa2CO3等體積混合后，c(Ba2+)=?(2)0.2mol/L的MgCl2與0.2mol/LNa2CO3等體積混合后，c(Mg2+)=?0.2mol/L的MgCl2與0.4mol/LNaOH等體積混合后，c(Mg2+)=?B.判斷沉淀能否生成（利用Q和Ksp的關系）例：將濃度均為4×10-3mol/L的AgNO3溶液與K2CrO4溶液等體積混合，是否能析出Ag2CrO4沉淀？[已知：Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12]【例】在1L含

0.001mol/LSO42-的溶液中，注入等體積0.01mol/LBaCl2，能否使SO42-沉淀完全？[Ksp(BaSO4)=1.08×10-10]

Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO42-)=1.08×10-10沉淀完全0.01mol0.001mol剩余的n(Ba2+)=0.009molc(Ba2+)=4.5×10-3mol/L<1.0×10-5mol/L解：

Ba2++SO42-=BaSO4↓c(SO42-)=2.4×10-8mol/L

C.判斷溶液中離子能否沉淀完全【例】已知某溫度下，Ksp(AgCl)=1.56×10-10，Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12試分別計算溶解度(g/L)。解：設平衡時AgCl、Ag2CrO4的濃度分別為S1、S2mol/LAgCl(s)

?

Ag+

(aq)+Cl-(aq)平衡S1S1Ksp=S12=1.56×10-10得：S1=1.25×10-5mol/L所以：AgCl的溶解度為：1.25×10-5mol/L×143.5g/mol=1.79×10-3g/LAg2CrO4(s)

?

2Ag+(aq)+CrO42-(aq)平衡2S2S2Ksp=(2S2)2·S2=4S23=9.0×10-12得：S2=1.31×10-4mol/L所以：Ag2CrO4的溶解度為：1.31×10-4mol/L×432g/mol=5.66×10-2g/L

D.根據(jù)Ksp計算溶解度(g/L)例.已知Cu(OH)2

的Ksp=2×10-20，某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.02mol·L-1，如要生成Cu(OH)2

沉淀，應調整溶液的pH值大于多少？Cu(OH)2Cu2++2OH–Qc=c(Cu2+)·c2(OH–)>2×10-20

E.調pH生成沉淀及分步沉淀(除雜)化合物Mg(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值1.0×10-1110-1710-39變式：化合物BaCO3CaCO3MgCO3Ksp近似值2.6×10-92.8×10-96.8×10-6(1)溶液中有等濃度的BaCl2與CaCl2，能否用Na2CO3將其分步沉淀？(2)濃度均為0.1mol/L的MgCl2、FeCl2、FeCl3溶液，開始沉淀和完全沉淀所需pH分別為多少？F.判斷沉淀先后順序例：大量碘富集在海藻中，用水浸取后濃縮，濃縮液中主要含I-、Cl-等離子，某濃縮液中含有等濃度0.001mol/L的I-、Cl-。取一定量該濃縮液，向其中滴加AgNO3溶