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- 2021-07-02 发布
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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
大于10g, 易溶
1g~10g, 可溶
0.01g~1g, 微溶
小于0.01g, 难溶
物质在水中的溶解性
固体的溶解性:
t
℃
时
100
克水溶解溶质的质量
气体的溶解性:常温常压时
1
体积水溶解气体的体积
大于
100体积 极易溶
大于
10
体积
易溶
大于
1
体积
可溶
小于
1
体积
难溶
可
难
难
难
难
难
难
微
微
微
易
易
根据溶解度判断并理解电解质是
“
溶
”
还是
“
难溶
”
?
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(难溶物或微溶物)
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
溶解
AgCl(s) Ag
+
(aq) + Cl
-
(aq)
沉淀
一、
Ag
+
和
Cl
-
的反应真能进行到底吗?
3
、溶解平衡的特征
逆、等、动、定、变
4
、生成难溶电解质的离子反应的限度
难溶电解质的
溶解度小于
0.01g
,离子反应生成难溶电解质,
离子浓度小于
1×10
-5
mol/L
时,认为沉淀反应完全,
但溶液中还有相应的离子。
石灰乳中存在下列平衡:
Ca(OH)
2
(s)
Ca
2+
(aq)+2OH
-
(aq),加入下列溶液,可使Ca(OH)
2
减少的是( )
A、Na
2
CO
3
溶液 B、AlCl
3
溶液
C、NaOH溶液 D、CaCl
2
溶液
AB
练习
二、沉淀反应的应用
1
、沉淀的生成
(
1
)应用:
生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
)方法
a
、
调
pH
值
如:工业原料氯化铵中混有氯化铁,
加氨水调
pH
值至
7
-
8
Fe
3
+
+ 3NH
3
•H
2
O=Fe(OH)
3
↓+3NH
4
+
b
、
加沉淀剂
:
如沉淀
Cu
2+
、
Hg
2+
等,以
Na
2
S
、
H
2
S
做沉淀剂
Cu
2
+
+S
2
-
=CuS↓ Hg
2
+
+S
2
-
=
HgS↓
2
、沉淀的溶解
(
1
)原理
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
(
2
)举例
a
、
难溶于水的盐溶于酸中
如:
CaCO
3
溶于盐酸,
FeS
、
Al(OH)
3
、
Cu(OH)
2
溶于强酸
沉淀不溶解
沉淀溶解
沉淀溶解
Mg(OH)
2
+2HCl = MgCl
2
+2H
2
O
Mg
(
OH
)
2
+2NH
4
Cl = MgCl
2
+2NH
3
+
2H
2
O
b
、
难溶于水的电解质溶于某些盐溶液
如:
Mg(OH)
2
溶于
NH
4
Cl
溶液
思考与交流
用平衡移动的原理分析
Mg(OH)
2
溶于盐酸和
NH
4
Cl
溶液的原因
Mg
(
OH
)
2
+2NH
4
Cl = MgCl
2
+2NH
3
+
2H
2
O
Mg(OH)
2(s)
Mg² + 2OH
ˉ
+
2NH
4
+2H
2
O 2NH
3
·
H
2
O+2H
+
+
2H
2
O
+
可能原因②
Mg(OH)
2(s)
Mg²
+ 2OHˉ
2NH
4
Cl = 2Clˉ + 2NH
4
2NH
3
·
H
2
O
+
+
+
可能原因①
2AgI(s)
2
Ag
+ 2Iˉ
S
²
ˉ
Ag
2
S↓
+
+
产生白色沉淀
白色沉淀变黄色
黄色沉淀变黑色
AgNO
3
+NaCl = AgCl↓
(
白色
)
+NaNO
3
AgCl+KI = AgI↓(
黄色
)+KCl
2AgI+Na
2
S
= Ag
2
S↓(
黑色
)+2NaI
AgCl(s) Ag
+ Clˉ
I
ˉ
AgI↓
+
+
产生白色沉淀
白色沉淀变红褐色
出现红褐色沉淀
MgCl
2
+2NaOH = Mg
(
OH
)
2
↓
(
白色
)
+2NaCl
3Mg
(
OH
)
2
+2FeCl
3
=2Fe
(
OH
)
3
↓
(
红褐色
)
+3MgCl
2
3Mg(OH)
2
3
Mg²
+6OHˉ
2Fe
³
2Fe(OH)
3
↓
+
+
+
牙齿表面由一层硬的、组成为Ca
5
(PO
4
)
3
OH的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡: Ca
5
(PO
4
)
3
OH
(
s
)
5Ca
2+
+3PO
4
3-
+OH
-
进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是
。
已知Ca
5
(PO
4
)
3
F
(
s
)
的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原
因
。
生成的有机酸能中和
OH
-
,使平衡向脱矿方向移动,加速腐蚀牙齿
5Ca
2
+
+
3PO
4
3
-
+
F
-
=
Ca
5
(PO
4
)
3
F↓
练习
(
1
)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
,
可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。
(
2
)沉淀转化的实质
沉淀转化的实质是
沉淀溶解平衡移动
。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度
更小
的沉淀容易实现。
(
3
)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。
①锅炉除水垢
二、沉淀反应的应用
3
、沉淀的转化
锅炉中水垢中含有
CaSO
4
,可先用
Na
2
CO
3
溶液处理,使 之转化为疏松、易溶于酸的
CaCO
3
。
CaSO
4
SO
4
2-
+
Ca
2+
+
CO
3
2-
CaCO
3
②对一些自然现象的解释
1、溶度积
(Ksp):
在一定温度下
,
在难溶电解质的饱和溶液中
,
各离子浓度幂之乘积为一常数
.
2、表达式:
(
M
m
A
n
的饱和溶液)
Ksp=[c(M
n+
)]
m
· [c(A
m-
)]
n
3、溶度积规则:
离子积
Qc=c(M
n+
)
m
· c(A
m-
)
n
Qc
>
Ksp,
溶液处于过饱和溶液状态
,
生成沉淀
.
Qc = Ksp,
沉淀和溶解达到平衡
,
溶液为饱和溶液
.
Qc
<
Ksp,
溶液未达饱和
,
沉淀发生溶解
.
三
.
溶度积和溶度积规则
1.
铬酸银
(Ag
2
CrO
4
)
在
298K
时的溶解度为
0.0045g,
求其溶度积
。
2.
在
100mL 0.01mol/LKCl
溶液中,加入
1mL 0.01mol/L AgNO
3
溶液,有沉淀
(
已知
AgCl K
SP
=1.8×10
-10
)
?
Ag
+
沉淀是否完全
?
练习
Qx
=
×
X
=1.8×10
0.01
×100
(100+1)
-10
X =1.8×10
-8
<
1.8×10
-5
所以
Ag+
沉淀完全
c(Ag )=2
c(
CrO
4
ˉ
)=2
×
0.0045/332/0.1=2.7
×10
+
-4
=9.84
×10
ˉ
¹²
K
SP
=
c(Ag )²·c(CrO
4
ˉ)
=
(2.7
×10
)²
×
1.35
×10
-4
-4
+
1
、下列说法中正确的是( )
A.
不溶于水的物质溶解度为
0
B.
绝对不溶解的物质是不存在的
C.
某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为
0
D
.物质的溶解性为难溶,则该物质不溶于水
2
、下列各组离子,在水溶液中能以较高浓度大量共存的是( )
①
I
-
ClO
-
NO
3
-
H
+
②
K
+
NH
4
+
HCO
3
-
OH
-
③
SO
4
2
-
SO
3
2-
Cl
-
OH
-
④
Fe
3+
Cu
2+
SO
4
2
-
Cl
-
⑤
H
+
K
+
AlO
2
-
HSO
3
-
⑥
Ca
2
+
Na
+
SO
4
2-
CO
3
2-
A
.①⑥
B
.③④
C
.②⑤
D
.①④
B
B
练习
小结
第四节 难溶电解质的溶解平衡
一、溶解平衡
二、沉淀反应的应用
①
沉淀的生成
②
沉淀的溶解
③
沉淀的转化
三
.
溶度积和溶度积规则
①
表达式:
(
M
m
A
n
的饱和溶液
)
Ksp=[c(M
n+
)]
m
· [c(A
m-
)]
n
②
溶度积规则
:
离子积
Qc=c(M
n+
)
m
· c(A
m-
)
n
Qc
>
Ksp,
溶液处于过饱和溶液状态
,
生成沉淀
.
Qc = Ksp,
沉淀和溶解达到平衡
,
溶液为饱和溶液
.
Qc
<
Ksp,
溶液未达饱和
,
沉淀发生溶解
.