1、 第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡第四节第四节 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡 人教版选修人教版选修4 4 化学反应原理化学反应原理一、一、Ag和和Cl的反应能进行到底吗？的反应能进行到底吗？【实验实验】向盛有向盛有2 mL 0.1mol/LAgNO3溶液的试溶液的试管中加入管中加入2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液。溶液。有黄色沉淀生成，说明溶液中依然有有黄色沉淀生成，说明溶液中依然有Ag+、Cl-存在，即存在，即AgAg和和ClCl的反应不能进行到底。的反应不能进行到底。（1）恰好反应没有？）恰好反应没有？（2）溶液中还含有）溶液中还含有Ag+和和Cl-
2、？【继续试验继续试验】取上层清液，滴加取上层清液，滴加KI溶液，溶液，有何现象？说明了什么？有何现象？说明了什么？沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，只不过溶解沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，只不过溶解 度很小，难溶物在水中存在溶解平衡。度很小，难溶物在水中存在溶解平衡。（2）AgCl溶解平衡的建立溶解平衡的建立 当当v v（溶解）（溶解）v v（沉淀）（沉淀）时，时，得到得到饱和饱和AgCl溶液溶液，建立，建立溶解平衡溶解平衡 溶解溶解 AgCl(s)Ag(aq)+Cl(aq)沉淀沉淀注注意意写写法法练：书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式练：书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式 在一定条件下，难溶
3、电解质溶解成离子在一定条件下，难溶电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。（也叫液中各离子的浓度保持不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡）沉淀溶解平衡）（4）溶解平衡的特征：）溶解平衡的特征：逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变（3）溶解平衡的概念：）溶解平衡的概念：平衡的共性平衡的共性（5）影响难溶电解质溶解平衡的因素：）影响难溶电解质溶解平衡的因素：a、绝对不溶的电解质是没有的。、绝对不溶的电解质是没有的。b、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。内因：电解质本身的性质内因：电解质
4、本身的性质 外因：外因：a、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。b、温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。、温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。特例：特例：Ca(OH)2c、加入相同离子、加入相同离子，平衡向，平衡向沉淀沉淀方向移动。方向移动。d、加入、加入可与体系中某些离子反应可与体系中某些离子反应生成更难溶或更生成更难溶或更难电离或气体的离子难电离或气体的离子，使平衡向，使平衡向溶解溶解的方向移动。的方向移动。思考：为什么在通常情况下，认为离子间生成难思考：为什么在通常情况下，认为离子间生成难溶电解质的反应能够进行完全呢？溶电解质的反应能够进行完全呢？习惯上将溶
5、解度小于习惯上将溶解度小于0.01g的电解质的电解质称为难溶电解质，对于一般常量的反应称为难溶电解质，对于一般常量的反应来说来说0.01g是很小的，一般认为完全反应是很小的，一般认为完全反应了。了。化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于小于1010-5-5mol/Lmol/L时时,沉淀达到完全。沉淀达到完全。二、沉淀反应的应用二、沉淀反应的应用1 1、沉淀的生成、沉淀的生成（1）应用）应用：常利用生成沉淀来：常利用生成沉淀来除杂或提纯除杂或提纯物质。物质。（2）沉淀的方法）沉淀的方法 调调pH值值如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，使其溶解如：工业原料氯化铵中
6、混有氯化铁，使其溶解于水，再加氨水调于水，再加氨水调 pH值至值至78，可使，可使Fe3+转变为转变为Fe(OH)3沉淀而除去。沉淀而除去。Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4 加沉淀剂加沉淀剂 如：沉淀如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以等，以Na2S、H2S做沉淀剂做沉淀剂Cu2+S2=CuS Hg2+S2=HgS思考与交流思考与交流1、如果要除去某溶液中的、如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加，你选择加 入钡入钡盐还是钙盐？为什么？盐还是钙盐？为什么？加入钡盐，因为加入钡盐，因为BaSO4比比CaSO4更难溶，使更难溶，使用钡盐可使用钡盐可使SO42-沉淀更完全沉淀更完全2、
7、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可从哪些方面考虑？是否可能使要除去的离子通可从哪些方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部除去？说明原因。过沉淀反应全部除去？说明原因。从溶解度方面可判断沉淀能否生成；不可能使从溶解度方面可判断沉淀能否生成；不可能使要除去的离子通过沉淀完全除去，因为不溶是要除去的离子通过沉淀完全除去，因为不溶是相对的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。相对的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。2.2.沉淀的溶解沉淀的溶解 原理：不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使原理：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，就达到
8、使沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动，就达到使沉淀溶解的目的。的目的。例：例：CaCOCaCO3 3(s)(s)Ca2+(aq)+CO+CO3 32-2-(aq(aq)HCO3-+H+H+H2CO3H2O+CO2强酸强酸是常用的是常用的溶解溶解难溶电解难溶电解质的质的试剂试剂。如可溶解难溶氢。如可溶解难溶氢氧化物，难溶碳酸盐、某些氧化物，难溶碳酸盐、某些难溶硫化物等。除酸外，某难溶硫化物等。除酸外，某些些盐溶液盐溶液也可用来溶解沉淀。也可用来溶解沉淀。试管试管编号编号对应对应试剂试剂少许少许Mg(OH)2少许少许Mg(OH)2少许少许Mg(OH)2滴加滴加试剂试剂2ml蒸馏水，滴加蒸馏水，滴加酚
9、酞溶液酚酞溶液2ml盐酸盐酸3ml饱和饱和NH4Cl溶液溶液 现象现象固体无明显固体无明显溶解现象，溶解现象，溶液变浅红溶液变浅红迅速溶解迅速溶解逐渐溶解逐渐溶解Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2OMg(OH)2+2NH4Cl MgCl2+2NH3H2O完成实验完成实验,记录现象记录现象,写出反应的化学方程式。写出反应的化学方程式。说明说明溶解溶解实验方案：实验方案：分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、酸、分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、酸、盐，根据实验现象，得出结论。盐，根据实验现象，得出结论。在溶液中存在在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：的溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(a
10、q)+2OH(aq)加入盐酸时，加入盐酸时，H中和中和OH，使使c(OH)减减小，平衡小，平衡右右移，从而使移，从而使Mg(OH)2溶解。溶解。加入加入NH4Cl时，时，NH4与与OH结合，生成结合，生成弱电弱电解质解质NH3H2O（它在水中比（它在水中比Mg（OH）2更难电更难电离出离出OH-），使），使c(OH)减小，平衡减小，平衡右右移，从而移，从而使使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。【思考与交流思考与交流】：应用平衡移动原理分析、解应用平衡移动原理分析、解释实验中发生的反应，并试从中找出使沉淀溶解释实验中发生的反应，并试从中找出使沉淀溶解的规律
11、。的规律。【解释解释】步骤步骤1mLNaCl和和10滴滴AgNO3溶混溶混合合(均为均为0.1molL)向所得固液混合物向所得固液混合物中滴加中滴加10滴滴0.1molL KI溶液溶液向新得固液混合物向新得固液混合物中滴加中滴加10滴滴0.1molL Na2S溶液溶液现象现象有白色沉淀析出有白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄色白色沉淀转化为黄色黄色沉淀转化为黑色黄色沉淀转化为黑色AgClAgIAg2S3 3、沉淀的转化、沉淀的转化向向MgCl2溶溶液中滴加液中滴加NaOH溶液溶液生成白生成白色沉淀色沉淀向有白色沉淀的溶向有白色沉淀的溶液中滴加液中滴加FeCl3溶溶液液白色沉淀转变为红褐色白色沉淀转
12、变为红褐色静置静置红褐色沉淀析红褐色沉淀析出出【实验实验3-5】FeCl3静置静置讨论讨论:从实验中可以得到什么结论？从实验中可以得到什么结论？实验结论：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更实验结论：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的方向转化，两者差别越大，转化越容易。小的方向转化，两者差别越大，转化越容易。物质物质溶解度溶解度/gAgCl1.510-4AgI 9.610-9Ag2S1.310-16思考与交流思考与交流1.根据你所观察到的现象，写出所发生的反应。根据你所观察到的现象，写出所发生的反应。2.如果将上述两个实验中的沉淀生成和转化的步如果将上述两个实验中的沉淀生成和转化的步骤颠倒顺序，会产
13、生什么结果？骤颠倒顺序，会产生什么结果？AgCl+I-=AgI+Cl-2AgI+S2-=Ag2S+2I-3Mg(OH)2+2Fe3+=2Fe(OH)3 +3Mg2+CaSO4 SO42+Ca2+CO32CaCO3 难溶电解质溶解平衡难溶电解质溶解平衡应用应用1：锅炉除水垢：锅炉除水垢：P64锅炉的水垢中含有锅炉的水垢中含有CaSO4，可先用，可先用Na2CO3溶液溶液处理，使处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。化学法除锅炉水垢的流程图化学法除锅炉水垢的流程图CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2OMg(OH)2+
14、2H+=Mg2+2H2O水垢成分水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 用用饱和饱和Na2CO3溶液浸泡数天溶液浸泡数天疏松的水垢疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式用盐酸用盐酸或或饱氯化铵液饱氯化铵液除去水垢除去水垢自然界也发生着溶解度小的矿物转化为自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。溶解度更小的矿物的现象。各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成后可变成CuSOCuSO4 4溶液，并向深部渗透，溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿遇到深层的闪锌矿(Zn
15、S)(ZnS)和方铅矿和方铅矿(PbS)(PbS)，便慢慢地使之转变为铜蓝便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)(CuS)。ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)平衡向右移动平衡向右移动ZnS沉淀转化为沉淀转化为CuS沉淀的沉淀的总反应总反应：ZnS+Cu2+=CuS +Zn2+ZnSZnS与与CuSCuS是同类难溶物，是同类难溶物，CuSCuS的溶解度远小的溶解度远小于于ZnSZnS的溶解度。的溶解度。应用应用2：为什么医学上常用为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”，而，而不用不用BaCO3作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”?
16、BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：的沉淀溶解平衡分别为：BaSO4 Ba2 SO42 s=2.4 104 BaCO3 Ba2 CO32 s=2.2 103 由于人体内胃酸的酸性较强由于人体内胃酸的酸性较强(pH=0.91.5)，如果服如果服下下BaCO3，胃酸会与，胃酸会与CO32反应生成反应生成CO2和水，和水，使使CO32浓度降低，使浓度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，的沉淀溶解平衡向右移动，使体内使体内的的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。浓度增大而引起人体中毒。BaCO3 Ba2+CO32-+H+CO2+H2O所以，不能用所以，不能用BaCO3作为内作为内服造影剂
17、服造影剂“钡钡餐餐”。而而SO42不与不与H结合生成硫结合生成硫酸，酸，胃酸中的胃酸中的H对对BaSO4的的溶解平衡没有影响，溶解平衡没有影响，Ba2浓浓度保持在安全浓度标准下，所度保持在安全浓度标准下，所以用以用BaSO4 作作“钡餐钡餐”。科学视野科学视野溶度积溶度积KSP对于溶解平衡：对于溶解平衡：MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)KSP=c(Mn+)mc(Am-)n 在一定温度下，在一定温度下，KSP是一个常数。是一个常数。2、溶液中有关离子浓度幂的乘积、溶液中有关离子浓度幂的乘积离子积离子积QC（任意时刻溶液中离子浓度幂的乘积）（任意时刻溶液中离子浓度幂的乘积）。QCK
18、SP=QCKSPQCKSPKKSPSP例例2 2：在在1L1L含含1.01.01010-3-3molmol L L-1-1 的的SOSO4 42-2-溶溶液中，注入液中，注入0.01mol BaCl0.01mol BaCl2 2溶液（假设溶溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去液体积不变）能否有效除去SOSO4 42-2-?已已知知:K:Kspsp(BaSO(BaSO4 4)=1.1)=1.11010-10-10 mol mol2 2 L L-2-2解：解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成生成BaSO4沉沉淀后，淀后，Ba2+过量，剩余的即过量，剩
19、余的即Ba2+=0.01-0.001=0.009mol/L.SO42-=Ksp/Ba2+=1.110-10/9.010-3=1.210-8(mol/L)因为，剩余的即因为，剩余的即SO42-=1.210-8mol/L1.010-5mol/L 所以，所以，SO42-已沉淀完全，即有效除去了已沉淀完全，即有效除去了SO42-。注意注意：当剩余离子即平衡离子浓度：当剩余离子即平衡离子浓度10-5mol/L时，认为离时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。子已沉淀完全或离子已有效除去。【练习练习】1.向盛有向盛有0.1mol/LAgNO3溶液的试管中滴加溶液的试管中滴加0.1mol/LNaCl溶液，至不再有白色沉淀生成为止。溶液，至不再有白色沉淀生成为止。取其中澄清溶液，逐滴加入饱和取其中澄清溶液，逐滴加入饱和Na2S溶液，有无溶液，有无沉淀生成？沉淀生成？如果先向如果先向AgNO3溶液中加溶液中加Na2S溶液至沉淀完全，溶液至沉淀完全，再向上层清液中滴加再向上层清液中滴加NaCl，情况又如何？试解释，情况又如何？试解释原因。原因。是否可以是否可以用用Na2SO4代替代替Na2S？没有沉淀生成。没有沉淀生成。Ag2S饱饱和溶液中和溶液中Ag太少，不太少，不能生成能生成AgCl沉淀。沉淀。有黑色沉淀生成有黑色沉淀生成。
