1、第四节第四节 难溶电解质溶解平衡难溶电解质溶解平衡 一、学习点拨 1目标要求 （1）了解难溶电解质在水中的溶解情况。 （2）理解难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，正确理解和 掌握溶度积 KSP的概念。 （3）掌握运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉 淀的转化。 （4） 掌握简单的利用 KSP的表达式， 计算溶液中相关离子的浓度。 2知识要点 （1）难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，运用溶度积 KSP 简单计算溶液中相关离子的浓度 （2）运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的 转化。 3学习方法 难溶电解质在水中也会建立一种动态平衡， 这种动态平衡和化学 平衡、 电离平
2、衡一样合乎平衡的基本特征、 满足平衡的变化基本规律。 难溶电解质溶解程度大小可以用沉淀溶解平衡常数-溶度积 KSP来进 行判断， 因此我们就可以运用溶度积 KSP计算溶液中相关离子的浓度。 对难溶电解质的溶解平衡常数的正确的理解， 一方面要运用前面的影 响化学平衡、 电离平衡的因素知识进行牵移和类比以达到强化和内化 的目标；另一方面要用溶度积 KSP知识来分析沉淀的溶解、生成和沉 淀的转化。本节内容的核心知识点就是溶度积 KSP 二、学习训练材料 第一课时 知识技能 1 一些电解质如 BaSO4在水中只能溶解很少、 可以说是难以溶解， 所以称为_。尽管这些电解质难以溶解于水中，但在水 中也会建
3、立一种_ _。 2难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一 样， 合乎平衡的基本特征、 满足平衡的变化基本规律， 其基本特征为： （1）_ _（2）_ _ _ （3）_ _（4）_ _ 3难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常数称为 _ _，简称_ _。请写出 PbI2 Cu(OH)2 BaSO4 CaCO3 Al(OH)3 CuS 的沉淀溶解平衡与溶度积 KSP表达式 4溶度积 KSP反映了难溶电解质在水中的_ _ _， KSP的大小和溶质的溶解度不同，它只与_ _ 有关，与_ _ 无关。利用溶度积 KSP可以判断_ _ _、_ _ _以及_ _ _ _。 5沉淀的转化是_
4、_ _ _ 的过程，其实质是_ _ _ _。 当Qc 大 于 Ksp时 ， 情 况 为 ： _ _ _ _ 当Qc 等 于 Ksp时 ， 情 况 为 ： _ _ _ _ 当Qc 小 于 Ksp时 ， 情 况 为 ： _ _ _ _ 6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： _ _ _ 7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
5、确定各溶液中 Ba 2+的浓度由大到小的顺序为： _ 8已知在室温时，Cu(OH)2的溶度积 Ksp=2.210 20 mol3L3， 求室温下 Cu(OH)2饱和溶液中 Cu 2+和 OH-的物质的量浓度。 能力方法 1铝和镓的性质相似，如 M(OH)3都是难溶的两性氢氧化物。在 自然界镓常以极少量分散于铝矿，如 Al2O3中。用 NaOH 溶液处理铝矿 （Al2O3）时，生成 NaAlO2、NaGaO2；而后通入适量 CO2，得 Al(OH)3 沉淀，而 NaGaO2留在溶液中（循环多次后成为提取镓的原料） 。发生 后一步反应是因为 A、镓酸酸性强于铝酸 B、铝酸酸性强于 镓酸 C、镓浓度
6、小，所以不沉淀 D、Al(OH)3是难溶物 2 己 知 碳 酸 钙 和 氢 氧 化 钙 在 水 中 存 在 下 列 溶 解 平 衡 Ca(OH)2(固)Ca 2+2OH，CaCO 3(固) Ca 2+CO 3 2。在火力发电 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，常常见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）写山上述两个反应的化学方程式： S02与 CaCO3悬浊液反应 S02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 3以 BaS 为原料制备 Ba(OH)2 8H2O 的过程是
7、： 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)2 8H2O 晶体。 据最新报道， 生产效率高、 成本低的 Ba(OH)2 8H2O 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该反应反应物 CuO 是不溶物，为什么该反应还能进行： 3简述新方法生产效率高、成本低的原因。 4牙齿表面由一层硬的、组成为 Ca5(PO4)3OH 的物质保护着，它 在唾液中存在下列平衡： Ca5(PO4)3OH(固) 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
8、原因是 已 知 Ca5(PO4)3F（固）的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。 主动脉用离子方程式表示， 当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿 的原因： 根据以上原理，请你提出一种其它促进矿化的方法： 拓展体验 一定温度下， 难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一 个常数，这个常数称为该难溶电解质的溶度积，用符号 Ksp 表示。 即：AmBn(s)mA n+(aq)nBm(aq) An+mBmn Ksp 已知：某温度时，Ksp(AgCl)=Ag +Cl 1.81010 Ksp(Ag2CrO4)=Ag +2CrO2- 4 1.110 12 试求： （1）此温度下 AgCl 饱和溶液和
9、 Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓 度，并比较两者的大小。 （2） 此温度下， 在 0.010mo1 L -1的 AgNO 3溶液中， AgCl 与 Ag2CrO4 分别能达到的最大物质的量浓度，并比较两者的大小。 学习小结 参考答案 知识技能 1难溶电解质 动态平衡 2 可逆过程 沉积和溶解速率相等 各离子浓度不变 改变 温度、浓度等条件平衡移动 3溶度积常数 溶度积 （略） 4 溶解能力 温度 浓度 沉淀的生成 溶解情况 沉淀 溶解平衡移动方向 5一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质 沉淀溶解平衡 的移动 此时有沉淀析出 直至沉积与溶解达到平衡 沉积与 溶解处于平衡状态 若溶液中存在难溶
10、电解质，则难溶电解质会溶 解，直至沉积与溶解达到平衡状态 6白淡黄黄色 AgCl AgBr AgI 的 Ksp 逐渐减小，白 色 AgCl 沉淀转化成难溶的淡黄色的 AgBr，然后淡黄色的 AgBr 再转 变成更难溶的黄色 AgI 沉淀。 7 8 略 能力方法 1A 2(1)2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4H2O)+2CO2或 2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4H2O)+2CO2 2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2(CaSO42H2O)或 2SO2+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4+2H2O (2) Ca(OH)2微溶于水，石灰水中 C
11、a(OH)2浓度小，不利于吸收 SO2 3 （1）BaSCuO9H2OBa(OH)28H2OCuS也可写 Ba(OH)2 （2）CuS 的溶度积比 CuO 小得多（更难溶） ，有利于该反应正向 进行。 （3）CuS 为难溶物（未反应的 CuO 也不溶） ，过滤后，将滤液浓 缩、冷却，就可在溶液中析出 Ba(OH)28H2O 晶体，故生产效率高； CuS 在空气中焙烧氧化可得 CuO 与 SO2，故 CuO 可反复使用（SO2可用 于制硫的化合物） ，因而成本低。 4 H +OH-=H 2O， 使平衡向脱矿方向移动 5Ca 2+3PO 3 4 +F -=Ca 5 （PO4）3F 加 Ca 2+（
12、或加 PO 3 4 等） 拓展体验 AgCl(s)Ag (aq)Cl(aq) 1510 sp Lmol103 . 1108 . 1)AgCl(K)AgCl( c Ag2CrO4(s) 2Ag(aq)CrO4 2(aq) 2x x (2x) 2x=Ksp 15 312 3 42 42 105 . 6 4 101 . 1 4 )( )( Lmol CrOAgK CrOAgc sp c(AgCl)c(Ag2CrO4) 在 0.010 molL-1 AgNO3溶液中，c(Ag+)=0.010 molL-1 AgCl(s) Ag(aq) Cl(aq) 溶解平衡时： 0.010 x x (0.010 x)x1.810 10 x 很小， 0.010 x 0.010 x1.810 8(molL1) c(AgCl)= 1.810 8(molL1) Ag2CrO4(s) 2Ag(aq) CrO 2 4 (aq) 溶解平衡时： 0.010 x x (0.0102x) 2x1.11012 x 很小， 0.010 2x0.010 x1.110 8(molL1) c(Ag2CrO4) 1.1 10 -8 (molL 1) c(AgCl)c(Ag2CrO4)
