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第四节 溶解平衡(第1、2课时)【知识要点】一、对“Ag+与Cl的反应不能进行到底”的理解1、不同电解质在中的溶解度差别很大,有的很大,有的很小。在20时电解质的溶解性与溶解度的关系如下:溶解性易溶可溶微溶难溶溶解度物质在水中“溶”与“不溶”是相对的,“不溶”是指“难溶”,绝对不溶的物质是没有的。2、生成沉淀的离子反应之所以能发生,是因为 。3、溶解平衡的建立:尽管AgCl溶解度很小,但并不是绝对不溶,生成的AgCl沉淀会有少量溶解。AgCl因此在生成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。这样,生成沉淀的反应就转化成我们熟悉的固体溶解的问题。从固体溶解的角度来看,AgCl在水中存在两个过程:在水分子的作用下,少量Ag+与Cl脱离AgCl表面溶入水中,溶液中的Ag+与Cl受AgCl表面正、负离子的吸引,回到AgCl表面析出沉淀。在一定温度下,当沉淀溶液和生成的速率相等时,得到AgCl的饱和溶液,即建立下列平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+ Cl(aq)正是这种平衡的存在,决定了Ag+与Cl的反应不能进行到底。(1)定义:在一定条件下,难溶强电解质溶于水,当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时,形成溶质的饱和溶液,达到平衡状态,这种平衡称为沉淀溶解平衡。思考1:将一块形状不规则的NaCl固体放入NaCl饱和溶液中,一昼夜后观察发现,固体变为规则的立方体,而质量却未发生变化,为什么?(2)特征:(与化学平衡相比较) :可逆过程 :v(溶解) v(沉淀) :达到平衡时,溶液中各离子浓度保持不变 :动态平衡,v(溶解) v(沉淀) 0 :当外界条件改变时,溶解平衡将发生移动,达到新的平衡。(3)生成难溶电解质的离子反应的限度 不同电解质在水中的溶解度差别很大,例如AgCl和AgNO3。习惯上将溶解度小于0.01g的称为难溶电解质。对于常量的化学反应来说,0.01g是很小的,所以一般情况下,相当量的离子互相反应生成难溶电解质,就可以认为反应完全了。 化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于 ,沉淀就达完全。(4)影响沉淀溶解平衡的因素(1)内因: (2)外因:遵循 原理浓度:加水,平衡向 方向移动。温度:绝大数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,多数平衡向 方向移动。 少数平衡向生成沉淀的方向移动,如Ca(OH)2的溶解平衡。 同离子效应:向平衡体系中加入相同的离子,使平衡向 的方向移动。例题1:将足量BaCO3分别加入: 30mL 水 10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液 50mL 0.01mol/L 氯化钡溶液 100mL 0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为: _ 二、溶度积 1、概念:在一定温度下,难溶强电解质MmAn溶于水形成饱和溶液时,溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡,这时的离子浓度幂的乘积是一个常数,叫作溶度积常数,简称溶度积。符号为KSP 2、表达式 MmNn(s)mMn+(aq)nNm(aq)Ksp c(Mn+)mc(Nm)n例如:AgCl(s) Ag+(aq)+ Cl(aq) Ksp=c(Ag+)c(Cl)例题2:请写出下列物质的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式。Cu(OH)2 BaSO4 CaCO3 Al(OH)3 CuS例题3:已知:某温度时,Ksp(AgCl)=Ag+Cl 1.81010,Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2CrO2- 4 1.11012,试求:此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液中Ag+的物质的量浓度,并比较两者的大小。3、意义:溶度积Ksp反映了物质在水中的溶解能力。溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能力,所以它们之间可以互相换算。知道溶解度可以求出溶度积,也可以由溶度积求溶解度。例题4:25时,AgCl的溶解度是0.00192gL1,求它的溶度积。4、影响Ksp的因素:温度绝大数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,向 移动。Ksp 。少数盐的溶解是放热过程,升高温度,向生成 移动,Ksp 。如Ca(OH)2。例题5:对于平衡AgCl(s) Ag+ + Cl,若改变下列条件,对其平衡有何影响?平衡条 件平衡移动方向C(Ag+)C(Cl)Ksp溶解度(S)升高温度加 水加NaCl(s)加AgNO3(s)5、判断规则 通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积(离子积)Qc的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。Qc Ksp时: 溶液过饱和,平衡向生成沉淀的方向移动有沉淀生成 Qc Ksp时: 溶液饱和,处于平衡状态Qc Ksp时: 溶液不饱和,平衡向沉淀溶解的方向移动沉淀溶解【巩固练习】1、下列有关离子反应的叙述不正确的是 ()、溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应的发生条件之一、离子反应发生的方向总是向着溶液中离子浓度降低的方向进行、离子反应生成的沉淀的溶解度为0、生成沉淀的离子反应之所以能发生,在于生成物的溶解度更小E、绝对不溶解的物质是不存在的2、在2mL含有物质的量浓度相等的NaCl和NaI的混合溶液中滴入几滴AgNO3溶液,发生的反应为 ( )A、只有AgCl沉淀生成 B、只有AgI沉淀生成C、生成等物质的量的AgCl和AgI沉淀 D、两种沉淀都有,但以AgI为主3、将AgNO3溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都会出现不同颜色的沉淀,沉淀的颜色变化是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。出现这种颜色变化的原因是: _ 4、己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+2OH,CaCO3(s) Ca2+CO32。火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2,CO2等,为了除去有害气体SO2变废为宝,常常用粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气,反应产物为石膏。(1)写出上述两个反应的化学方程式: SO2与CaCO3悬浊液反应 SO2与Ca(OH)2悬浊液反应 (2)试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由 5、试用化学平衡移动的原理分析(1)为何碳酸钙溶于碳酸?(2)为何氢氧化铝既“溶”于强酸又“溶”于强碱?(3)碳酸钙不“溶”于稀硫酸却“溶”于醋酸中(4)用等量的水和稀硫酸洗涤BaSO4沉淀,为何用水洗的沉淀损失要大于用稀硫酸洗时的沉淀损失?6、以BaS为原料制备Ba(OH)28H2O的过程是:BaS与HCl反应,所得溶液在7090C时与过量NaOH溶液作用,除杂,冷却后得到Ba(OH)28H2O晶体。据最新报道,生产效率高、成本低的Ba(OH)28H2O晶体的新方法是使BaS与CuO反应(1)新方法的反应方程式为: (2)该反应的反应物CuO是不溶物,为什么该反应还能进行?
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