难溶电解质的溶解平衡

第四节难溶电解质的溶解平衡情景引入当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗？伦敦生化学展上展出的肾结石图片肾结石的病因肾结石的主要成分：难溶的CaC2O4和Ca3(PO4)2饱和溶液：在一定的温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解某种物质的溶液叫做这种溶质的饱和溶液在一杯饱和食盐溶液里“放入一粒打掉了一角的食盐晶体”放置一定时间后,就会发现缺了角的那粒食盐晶体又自动又长出一个角来变成了一块规则的食盐晶体了仔细观察我们就会发现“长了角’的新晶体比原来的晶体小了一点。如果事先把缺角晶体称量其质量为m1再称一下长了角’的新晶体其质量为m2则会发现m1=m2原因“在饱和溶液里没有溶解的食盐晶体并不是静止,而是时时刻刻在不断地溶解”溶液中的食盐又时时刻刻在晶体上析出“每一时刻溶解的量和结晶的量相等”在这个溶解==结晶的反复过程中“一粒完整的食盐立方体就形成了”但新的食盐立方体的质量却不会发生改变总之晶体长角’是由于物质处于溶解平衡之中难溶微溶可溶易溶0.01110（Sg/100g水）实验探究如何设计实验验证难溶电解质PbI2在水中存在部分溶解？资料在线实验探究方案设计（1）将少量的PbI2固体加到盛有一定量水的试管中，振荡，静置一段时间。（2）取上层清液1~2ml于试管中，逐滴加入AgNO3溶液，振荡，观察实验现象。方案一另取上层清液1~2ml于试管中，逐滴加入KI溶液，有何现象？方案二PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)溶解沉淀学生实验探究有黄色沉淀生成I－+Ag+=AgI↓2I－+Pb2+=PbI2↓探究本质难溶电解质在水中存在溶解沉淀平衡探究结论一、难溶电解质的溶解平衡一定温度下，沉淀溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，形成饱和溶液，固体量和溶液中各离子的浓度保持不变的状态。例如：AgCl(s)Ag++Cl-溶解沉淀等、动、定、变1、定义：2、表达式：3、特征：“动”——动态平衡，溶解的速率和生成沉淀的速率不为0。“等”——v溶解＝v沉淀“定”——达到平衡时，溶液中离子的浓度保持不变。“变”——当改变外界条件时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。=c(Ag+)c(Cl—)Ksp4、溶度积常数：在一定温度下，难溶电解质形成沉淀溶解平衡状态时，饱和溶液中各离子浓度化学计量数次方的乘积。Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关，与浓度无关。一、难溶电解质的溶解平衡试一试写出难溶物Ag2CrO4、Fe(OH)3的溶度积表达式问题探究溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能力，请根据下表分析，溶度积与溶解度有什么关系？难溶物Ksp溶解度（g）AgCl1.8X10-101.8X10-4AgBr5.4X10-138.4X10-6AgI8.5X10-172.1X10-7Ag2CrO41.1X10-122.2X10-3（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）解：（1）设AgCl的浓度为S1（mol／L),则：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡S1S121SKspLgLmolS/5.1431025.1/1025.1551322224)2(SSSKspLmolS/1031.142(2)设Ag2CrO4的浓度为S2（mol/dm3),则：Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)平2S2S2在水中：AgCl溶解度小于Ag2CrO4的溶解度例2、把足量的AgCl放入1L1.0mol／L的盐酸溶液中溶解度是多少？（g/L）解：设AgCl的溶解度为S（mol／L),AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平SS＋11LmolSKsp/1056.110AgCl在盐酸溶液中溶解度比在水中的小。AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)溶解沉淀Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)溶度积常数c(Cl-)c(Ag+)Qc=c(Ag+)·c(Cl-)离子积溶解沉淀平衡时任何时刻①Qc=Ksp③QcKsp②QcKsp溶液过饱和，有沉淀析出溶液饱和溶液不饱和当QcKsp(2)溶度积规则溶液不饱和，无沉淀析出。当Qc=Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。当QcKsp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。三、沉淀反应的应用1．沉淀的生成——即将溶液中的部分离子转化为沉淀，其方法有：(1)调节pH法；(2)加沉淀剂法。2．沉淀的溶解—。3．沉淀的转化(1)沉淀转化的实质。(2)沉淀转化的特点①一般说来，溶解度小的沉淀易转化为溶解度的沉淀。②沉淀的溶解度差别，越容易转化。根据平衡移动原理，减少溶解平衡体系中的某种离子，会使平衡向沉淀溶解方向移动，沉淀逐渐溶解。沉淀溶解平衡的移动。更小越大二、沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的生成在难溶电解质的溶液中，当QcKsp时，就会生成沉淀。据此，加入沉淀剂而析出沉淀，是分离、除杂常用的方法。如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。例1、下列情况下，有无CaCO3沉淀生成？（1）往盛有1.0L纯水中加入0.1mL浓度为0.01mol/L的CaCl2和Na2CO3；（2）改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0mol/L呢？[Ca2+]=[CO32-]=0.110-30.01/1.0=10-6mol/LQc=[Ca2+]×[CO32-]=10-12Ksp,CaCO3=4.9610-9因此无CaCO3沉淀生成。[Ca2+]×[CO32-]=10-4mol/LQc=[Ca2+]×[CO32-]=10-8Ksp,CaCO3因此有CaCO3沉淀生成。2．沉淀的溶解当QcKsp时，就会使沉淀溶解。常用的方法有①酸碱溶解法加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离子反应，降低离子浓度，使平衡向溶解方向移动。如BaCO3溶于盐酸。利用溶解平衡移动原理解释用BaSO4作“钡餐”而不用BaCO3的原因。②发生氧化还原反应使沉淀溶解有些金属硫化物如CuS、HgS等，其溶度积特别小，不溶于非氧化性强酸，只溶于氧化性酸(如硝酸、王水)，S2－被氧化以减小其浓度，而达到沉淀溶解的目的③生成络合物使沉淀溶解向沉淀溶解平衡体系中加入适当的络合剂，使溶液中某种离子生成稳定的配合物，以减小其离子浓度，从而使沉淀溶解。如AgCl溶于氨水生成[Ag(NH3)2]＋。问：为什么AgCl(S)能溶解在NH3中？解：AgCl(S)Ag+(aq)+Cl-(aq)+2NH3[Ag(NH3)2]+CaCO3Ca2++CO32-2HCO3-+H2O+CO2思考交流用难溶电解质溶解平衡原理解释“溶洞”形成的原因。2．沉淀的转化沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。通常一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀，两种难溶物的溶解能力差别越大，这种转化的趋势就越大。(课本P64实验3-43-5)①往ZnS的溶解平衡体系中加入CuSO4溶液可将其转化为更难溶的CuS沉淀。ZnS(s)＋Cu2＋(aq)CuS(s)＋Zn2＋(aq)②可用FeS等难溶物作为沉淀剂除去废水中的重金属离子。FeS(s)＋Hg2＋(aq)HgS(s)＋Fe2＋(aq)。3.分步沉淀溶液中含有几种离子，加入某沉淀剂均可生成沉淀，沉淀生成的先后顺序按离子积大于溶度积的先后顺序沉淀，叫作分步沉淀。对同一类型的沉淀，Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀越完全;如AgCl、AgBr、AgI对不同类型的沉淀，其沉淀先后顺序要通过计算才能确定。如AgCl和Ag2CrO4一般认为沉淀离子浓度小于1.0×10-5mol/L时,则认为已经沉淀完全硬水中的Mg(HCO3)2煮沸时分解为MgCO3，在继续煮沸过程中，MgCO3转化为更难溶的Mg(OH)2已知常温下，AgBr的Ksp＝4.9×10－13、AgI的Ksp＝8.3×10－17。(1)现向含有AgI的饱和溶液中：①加入固体AgNO3，则c(I－)________(填“变大”、“变小”或“不变”，下同)；②若改加更多的AgI，则c(Ag＋)________；③若改加AgBr固体，则c(I－)________；而c(Ag＋)________。(2)有关难溶盐的溶度积及溶解度，有以下叙述，其中正确的是________。C．将难溶电解质放入纯水中，溶解达到平衡时，电解质离子的浓度的乘积就是该物质的溶度积D．溶液中存在两种可以与同一沉淀剂生成沉淀的离子，则Ksp小的一定先生成沉淀E．难溶盐电解质的Ksp和温度有关F．同离子效应(加入与原电解质具有相同离子的物质)，使难溶盐电解质的溶解度变小，也使Ksp变小例1：如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10mol／L,使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么?111353933Lmol105.1101100.4][Fe]OH[spK－pOH=10.8,pH=3.2解:Fe(OH)3Fe3++3OH-Ksp=[Fe3+]×[OH-]3=4.0×10-39Fe3+沉淀完全时的[OH-]为:Mg2＋开始沉淀的pH值为:152111212Lmol103.1)1.0108.1()][Mg(]OH[spK－pOH=4.9,pH=9.1因此,只要控制pH值在3.2~9.1之间即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。自主学习（1）试试看：AgCl的KSP=1.8×10—10，将0.001mol/LNaCl溶液和0.001mol/LAgNO3溶液等体积混合,是否有AgCl沉淀生成?（2）有人认为：盐与盐在溶液中发生复分解反应的条件之一是两种盐均为可溶性盐。请你查阅有关资料验证这一结论是否正确。(七)教学反思:1.如何设计探究性实验帮助学生建立难溶电解质的溶解平衡?2.如何培养学生处理数据、图表等信息的能力？3.如何理解课标和教材,处理溶度积常数教学的度?4.如何帮助学生用微粒观、动态观、定量观认识难溶电解质的溶解平衡以及用难溶电解质溶解平衡深化对化学反应的认识