第三章第三章 水溶液中的离水溶液中的离子平衡子平衡8 8/ / 1 11 1/ / 2 20 02 24 4 第四节第四节 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡一、一、AgAg+ +和和ClCl- -的反应真能进行到底的反应真能进行到底吗？吗？阅读课本阅读课本P61 -62P61 -62思考与交流思考与交流大于大于10g10g，易溶，易溶1g1g10g10g，可溶，可溶0.01g0.01g1g1g，微溶，微溶小于小于0.01g,0.01g,难溶难溶2020时，溶解度：时，溶解度：2 2、根据对溶解度及反应限度、化学平衡原、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理的认识，说明生成沉淀的离子反应是否能真正进行到底。真正进行到底。1 1、谈谈对部分酸、碱和盐的溶解度表中、谈谈对部分酸、碱和盐的溶解度表中“溶溶”与与”不溶不溶“的理解。的理解。不能进行到底不能进行到底一、一、 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡（一）沉淀溶解平衡：（一）沉淀溶解平衡：1 1、概念：、概念：在一定条件下的难溶电解质溶液中，沉淀在一定条件下的难溶电解质溶液中，沉淀溶溶解速率和生成速率解速率和生成速率相等时，形成该物质的饱和溶液相等时，形成该物质的饱和溶液时的状态叫该难溶电解质的溶解平衡，也叫沉淀溶时的状态叫该难溶电解质的溶解平衡，也叫沉淀溶解平衡。解平衡。2 2、特征：、特征：逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变3 3 3 3、过程表示：、过程表示：、过程表示：、过程表示： 例如：例如：例如：例如：A AgCl(sgCl(s） AgAg+ +(aq(aq) + ) + ClCl- -(aq(aq) )4 4、影响因素：、影响因素：内因（难溶电解质本身的性质）、内因（难溶电解质本身的性质）、 外因（浓度、温度等，遵循勒夏特列原理）外因（浓度、温度等，遵循勒夏特列原理）（1 1）浓度：加水，平衡向溶解方向移动）浓度：加水，平衡向溶解方向移动（2 2）温度：升温，多数平衡向溶解的方向移动；）温度：升温，多数平衡向溶解的方向移动；少数平衡向生成沉淀的方向移动，如少数平衡向生成沉淀的方向移动，如Ca(OH)2的溶的溶解平衡。解平衡。（3 3）同离子效应：向沉淀溶解平衡体系中加入相）同离子效应：向沉淀溶解平衡体系中加入相同的离子，使平衡向沉淀方向移动。同的离子，使平衡向沉淀方向移动。（4 4）其他：向沉淀溶解平衡体系中加入可与体系）其他：向沉淀溶解平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或气体的离子，使中某些离子反应生成更难溶物质或气体的离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动。平衡向沉淀溶解的方向移动。 生成沉淀的离子反应之所以能够发生，在于生成沉淀的离子反应之所以能够发生，在于生成物的溶解度小。生成物的溶解度小。 例如，例如，AgClAgCl 20 20时在时在100g100g水中仅能溶解水中仅能溶解1.5101.510-4-4g g。尽管。尽管AgClAgCl溶解很小，但并不是绝对不溶解很小，但并不是绝对不溶（溶（溶解是绝对的溶解是绝对的），生成的），生成的AgClAgCl沉淀会有少量沉淀会有少量溶解。因此，生成溶解。因此，生成AgClAgCl沉淀后的溶液中三种有关沉淀后的溶液中三种有关反应的粒子在反应体系中共存。难溶电解质的溶反应的粒子在反应体系中共存。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于解度尽管很小，但不会等于0 0。 化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于于110110-5 -5 mol/Lmol/L，沉淀就达完全。，沉淀就达完全。1 1、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（ ） A.A.不溶于水的物质溶解度为不溶于水的物质溶解度为0 0 B. B.绝对不溶解的物质是不存在的绝对不溶解的物质是不存在的 C.C.某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0 0 D. D.物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水2 2、下列各组离子，在水溶液中能以较高浓度大量共存的、下列各组离子，在水溶液中能以较高浓度大量共存的是（是（ ）I ClO NO3 H K NH4 HCO3 OH SO42 SO32- Cl OH Fe3+ Cu2+ SO42 Cl H K AlO2 HSO3 Ca2 Na SO42- CO32- ABCDBB3 3、试利用平衡移动原理解释下列事实：、试利用平衡移动原理解释下列事实：(1)FeS(1)FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中不溶于水，但能溶于稀盐酸中(2)CaCO(2)CaCO3 3难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中(3)(3)分别用等体积的蒸馏水和分别用等体积的蒸馏水和0 0010mol/L010mol/L硫酸硫酸洗涤洗涤BaSOBaSO4 4沉淀，用水洗涤造成沉淀，用水洗涤造成BaSOBaSO4 4的损失的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量量大于用稀硫酸洗涤的损失量（二）、（二）、溶度积常数溶度积常数（K Kspsp） 1 1、定义：定义：在一定温度下在一定温度下, ,在难溶电解质的饱和溶在难溶电解质的饱和溶液中液中, ,各离子浓度幂之乘积为一常数各离子浓度幂之乘积为一常数，该常数称，该常数称为为难溶电解质的难溶电解质的溶度积常数，溶度积常数，简称溶度积。简称溶度积。 2 2、表达式表达式： M Mm mA An n(s(s) ) mMmMn+n+(aq(aq) + ) + nAnAm-m-(aq(aq) ) 则则K Kspsp=c(Mc(Mn+n+)m m c(Ac(Am-m-)n n 练习：练习：写出写出BaSOBaSO4 4、AgAg2 2CrOCrO4 4、Mg(OH)Mg(OH)2 2、Fe(OH)Fe(OH)3 3的溶度积的溶度积的表达式的表达式3 3、意义意义：溶度积的大小与溶解度有关，它反应了物质：溶度积的大小与溶解度有关，它反应了物质的溶解能力。对于同类型的难溶电解质，如的溶解能力。对于同类型的难溶电解质，如AgClAgCl、AgBrAgBr、AgIAgI等，在相同温度下，等，在相同温度下，K Kspsp越大，溶解度就越大，越大，溶解度就越大，K Kspsp越小，溶解度就越小。越小，溶解度就越小。 MmAn(sMmAn(s) ) mMmMn+n+(aq(aq) + ) + nAnAm-m-(aq(aq) )4 4 4 4、溶度积规则溶度积规则Q Qc=c(c=c(M Mn+n+) )m m . .c(Ac(Am-m-) )n n QcQc称为离子积，其表达式中离子浓度是任意的称为离子积，其表达式中离子浓度是任意的, ,其数值不定。其数值不定。当当Q Qc c K Kspsp时，时，溶液处于过饱和状态，会生成溶液处于过饱和状态，会生成沉淀。沉淀。当当Q Qc c= =K Kspsp时，时，沉淀和溶解达到平衡沉淀和溶解达到平衡, ,溶液为饱溶液为饱和溶液。和溶液。当当Q Qc c K Kspsp时时，溶液未饱和，若体系中有沉淀，溶液未饱和，若体系中有沉淀，则沉淀会溶解直至达到平衡。则沉淀会溶解直至达到平衡。例：下列情况下，有无例：下列情况下，有无CaCOCaCO3 3沉淀生成？已知沉淀生成？已知K Kspsp, ,CaCOCaCO3 3=4.96 =4.96 1010-9-9（1 1）往盛有往盛有1.0 L1.0 L纯水中加入纯水中加入0.1 0.1 mLmL浓度为浓度为0.01 mol 0.01 mol /L /L 的的CaClCaCl2 2和和NaNa2 2COCO3 3；（2 2）改变改变CaClCaCl2 2和和NaNa2 2COCO3 3的浓度为的浓度为1.0 mol /L 1.0 mol /L 呢？呢？ CaCa2+2+ =CO =CO3 32-2- = 0.1 = 0.1 1010-3-3 0.01/1.0 = 100.01/1.0 = 10-6-6 mol /Lmol /L Q Qc c = = CaCa2+2+ COCO3 32-2- = 10 = 10-12-12 K Kspsp,CaCO3,CaCO3 因此有因此有CaCOCaCO3 3沉淀生成。沉淀生成。二、沉淀溶解平衡的应用二、沉淀溶解平衡的应用1 1、沉淀的生成、沉淀的生成 在在涉涉及及无无机机制制备备、提提纯纯工工艺艺的的生生产产、科科研研、废废水水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离的目的。处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离的目的。调节调节pHpH法：法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节溶解于水，再加入氨水调节pHpH至至7 7 8 8，可使，可使FeFe3+3+转变为转变为Fe(OH)Fe(OH)3 3沉淀而除去。沉淀而除去。加沉淀剂法：如加沉淀剂法：如以以NaNa2 2S S、H H2 2S S等作沉淀剂，使某些金属等作沉淀剂，使某些金属阳离子如阳离子如CuCu2+2+、HgHg2+2+等生成极难溶的硫化物等生成极难溶的硫化物CuSCuS、HgSHgS等等沉淀沉淀，也是分离、除杂常用的方法。，也是分离、除杂常用的方法。例例、向向1.01.01010-3-3 mol mol L L-3-3 的的K K2 2CrOCrO4 4溶液中滴加溶液中滴加AgNOAgNO3 3溶液溶液, ,求开始有求开始有AgAg2 2CrOCrO4 4沉淀生成时的沉淀生成时的AgAg+ + =? CrO=? CrO4 42-2-沉淀完全时沉淀完全时, Ag, Ag+ += ?= ?已知：已知：KspKsp，AgAg2 2CrOCrO4 4=9.0=9.01010-12-12解解: : Ag2CrO4 2Ag+ + CrO42- Ksp = Ag+2 CrO42-CrOCrO4 42-2-沉淀完全时的浓度为沉淀完全时的浓度为1.0 1.0 1010-5-5 mol mol L L-3-3故有故有 根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平果能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，就可以使沉淀溶解。例如衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。例如难溶于水的难溶于水的CaCOCaCO3 3沉淀可以溶于盐酸中：沉淀可以溶于盐酸中： 2 2、沉淀的溶解沉淀的溶解CaCO3 Ca2+ + CO32-+H+HCO3- H2CO3 H2O+CO2+H+（1 1）沉淀转化的方法）沉淀转化的方法 对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀, ,可以先可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。（2 2）沉淀转化的实质）沉淀转化的实质 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动。一般沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动。一般溶解度溶解度小小的的沉淀转化沉淀转化成成溶解度更小溶解度更小的沉淀的沉淀容易实现。容易实现。（3 3）沉淀转化的应用）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。沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。 3 3、沉淀的转化、沉淀的转化锅炉中水垢中含有锅炉中水垢中含有CaSOCaSO4 4 ，可先用，可先用NaNa2 2COCO3 3溶液处理，溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的使之转化为疏松、易溶于酸的CaCOCaCO3 3。CaSO4 SO42- + Ca2+ +CO32-CaCO3资料：氟化物防治龋齿的化学原理资料：氟化物防治龋齿的化学原理 P P6666锅炉除水垢锅炉除水垢 以以MnOMnO2 2为原料制得的为原料制得的MnClMnCl2 2溶液中常含有溶液中常含有CuCu2+2+、PbPb2+2+、CdCd2+2+等金属离子，通过添加过量难溶电解质等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnSMnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括除去包括MnSMnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的纯净的MnClMnCl2 2。根据上述实验事实，可推知。根据上述实验事实，可推知MnSMnS具具有的相关性质是（有的相关性质是（ ） A.A.具有吸附性具有吸附性 B.B.溶解度与溶解度与CuSCuS、PbSPbS、CdSCdS等相同等相同 C.C.溶解度大于溶解度大于CuSCuS、PbSPbS、CdSCdS D D溶解度小于溶解度小于CuSCuS、PbSPbS、CdSCdSC 例例：如如果果溶溶液液中中FeFe3+3+和和MgMg2+2+的的浓浓度度均均为为0.10 0.10 molmolL L, , 使使FeFe3+3+完完全全沉沉淀淀而而使使MgMg2+2+不不沉沉淀淀的的pHpH条条件是什么件是什么? ? 相应的相应的KspKsp查阅教材查阅教材P65P65页表格中数据。页表格中数据。pH = 3.2解解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- Ksp = Fe3+OH-3 = 4.0 10-39 Fe3+ 沉淀完全时的沉淀完全时的OH-为为:MgMg2 2开始沉淀的开始沉淀的pHpH值为值为: :pH =9.1因此因此, , 只要控制只要控制pHpH值在值在3.2 3.2 9.1 9.1之间之间即可使即可使FeFe3+3+定量沉淀而使定量沉淀而使MgMg2+2+不沉淀。不沉淀。