人教版高中化學(xué)選修4：化學(xué)反應(yīng)原理 　難溶電解質(zhì)的溶解平衡-“黃岡杯”一等獎(jiǎng)

第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡第一頁(yè)，共三十五頁(yè)。1.請(qǐng)例舉學(xué)過的“平衡”，它們有哪些特征？化學(xué)平衡2NO2N2O4

電離平衡H2OH++OH-Kw=c（H+

）.c（OH-）K水解平衡FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl2.特征:“逆、等、動(dòng)、定、變”復(fù)習(xí)

第二頁(yè)，共三十五頁(yè)。一、Ag＋和Cl－的反應(yīng)能進(jìn)行到底嗎？【實(shí)驗(yàn)】向盛有2mL0.1mol/LAgNO3溶液的試管中加入2mL0.1mol/LNaCl溶液。1、問題討論：有黃色沉淀生成，說明溶液中依然有Ag+、Cl-存在，即Ag＋和Cl－的反應(yīng)不能進(jìn)行到底。（1）恰好反應(yīng)沒有？（2）溶液中還含有Ag+和Cl-？【繼續(xù)試驗(yàn)】取上層清液，滴加KI溶液，有何現(xiàn)象？說明了什么？沉淀是難溶物，但不是絕對(duì)不溶，只不過溶解度很小，難溶物在水中存在溶解平衡。第三頁(yè)，共三十五頁(yè)。(1)AgCl溶解平衡的建立

當(dāng)v（溶解）＝v（沉淀）時(shí)，得到飽和AgCl溶液，建立溶解平衡水合Ag+水合Cl-

溶解

AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)

沉淀注意寫法2、難溶電解質(zhì)的溶解平衡第四頁(yè)，共三十五頁(yè)。

在一定條件下，難溶電解質(zhì)溶解成離子的速率等于離子重新結(jié)合成沉淀的速率，溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。（也叫沉淀溶解平衡）（3）溶解平衡的特征：逆、等、動(dòng)、定、變（2）溶解平衡的概念：平衡的共性第五頁(yè)，共三十五頁(yè)。

結(jié)論：在電解質(zhì)的溶液中，不管是易溶的，微溶的，難溶的電解質(zhì)都存在著溶解平衡。第六頁(yè)，共三十五頁(yè)。（4）影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的因素：a、絕對(duì)不溶的電解質(zhì)是沒有的。b、同是難溶電解質(zhì)，溶解度差別也很大。c、易溶電解質(zhì)做溶質(zhì)時(shí)只要是飽和溶液也可存在溶解平衡。①內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)

②外因：

a、濃度：加水，平衡向溶解方向移動(dòng)。b、溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)。練：書寫碘化銀、氫氧化鎂溶解平衡的表達(dá)式特例：Ca(OH)2第七頁(yè)，共三十五頁(yè)。在AgCl的飽和溶液中，有AgCl固體存在，當(dāng)分別向溶液中加入下列物質(zhì)時(shí)，將有何種變化？

加入物質(zhì)平衡溶液中濃度

AgCl

AgCl

引起變化移動(dòng)[Ag+][Cl-]溶解度KSP

原因HCl(0.1mol·L-1)練習(xí)：AgCl(s)Ag++Cl-→

不變不變不變不變稀釋→

↓

↑

↑不變

生成配離子→

↑

↑

↑

增大溫度←

↑

↓

↓不變

同離子效應(yīng)AgNO3(0.1mol·L-1)升高溫度NH3·H2O(2mol·L-1)加H2O←

↓

↑

↓不變同離子效應(yīng)第八頁(yè)，共三十五頁(yè)。二、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用1、沉淀的生成（1）應(yīng)用：生成難溶電解質(zhì)的沉淀，是工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保工程和科學(xué)研究中除雜或提純物質(zhì)的重要方法之一。第九頁(yè)，共三十五頁(yè)。（2）沉淀的方法①調(diào)pH值如：工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵，使其溶解于水，再加氨水調(diào)pH值至7~8，可使Fe3+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀而除去。Fe3＋

+3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋

②加沉淀劑

如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀劑Cu2＋+S2－=CuS↓Hg2＋+S2－=HgS↓第十頁(yè)，共三十五頁(yè)。2.沉淀的溶解原理：不斷移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)，就達(dá)到使沉淀溶解的目的。例：CaCO3(s)CO32-(aq)+Ca2+(aq)HCO3-+H++H+H2CO3H2O+CO2強(qiáng)酸是常用的溶解難溶電解質(zhì)的試劑。如可溶解難溶氫氧化物，難溶碳酸鹽、某些難溶硫化物等。除酸外，某些鹽溶液也可用來溶解沉淀。第十一頁(yè)，共三十五頁(yè)。[思考]：寫出氫氧化鎂沉淀溶解平衡的表達(dá)式.1、若使氫氧化鎂沉淀溶解，可以采取什么方法？所依據(jù)的原理是什么？2、現(xiàn)提供以下試劑，請(qǐng)你設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案。蒸餾水、鹽酸、飽和NH4Cl溶液、NaOH溶液、NaCl溶液、Na2CO3溶液、FeCl3溶液。Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)+2OH－(aq)討論溶解沉淀

根據(jù)勒夏特列原理，使沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng)第十二頁(yè)，共三十五頁(yè)。試管編號(hào)①②③④對(duì)應(yīng)試劑少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2滴加試劑2ml蒸餾水，滴加酚酞溶液2ml鹽酸3ml飽和NH4Cl溶液

2mlFeCl3溶液現(xiàn)象固體無明顯溶解現(xiàn)象，溶液變淺紅迅速溶解逐漸溶解Mg(OH)2+2HCl＝MgCl2+2H2OMg(OH)2+2NH4Cl＝MgCl2+2NH3·H2O完成實(shí)驗(yàn),記錄現(xiàn)象,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。有紅褐色沉淀生成說明溶解實(shí)驗(yàn)方案：分別向氫氧化鎂沉淀中加入蒸餾水、酸、鹽，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論。第十三頁(yè)，共三十五頁(yè)。在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：

Mg(OH)2(s)?Mg2＋(aq)+2OH－(aq)

加入鹽酸時(shí)，H＋中和OH－，使c(OH－)減小，平衡右移，從而使Mg(OH)2溶解。

加入NH4Cl時(shí)，NH4＋與OH－結(jié)合，生成弱電解質(zhì)NH3·H2O（它在水中比Mg（OH）2更難電離出OH-），使c(OH－)減小，平衡右移，從而使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng)?！舅伎寂c交流】：

應(yīng)用平衡移動(dòng)原理分析、解釋實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的反應(yīng)，并試從中找出使沉淀溶解的規(guī)律?！窘忉尅康谑捻?yè)，共三十五頁(yè)?！緦?shí)驗(yàn)3-4】步驟1mLNaCl和10滴AgNO3溶混合(均為0.1mol／L)向所得固液混合物中滴加10滴0.1mol／LKI溶液向新得固液混合物中滴加10滴0.1mol／LNa2S溶液現(xiàn)象有白色沉淀析出白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色AgClAgIAg2S第十五頁(yè)，共三十五頁(yè)。向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液生成白色沉淀向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色靜置紅褐色沉淀析出，溶液變無色【實(shí)驗(yàn)3-5】第十六頁(yè)，共三十五頁(yè)。[討論]:從實(shí)驗(yàn)中可以得到什么結(jié)論？實(shí)驗(yàn)說明：沉淀可以從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化，兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。沉淀一般從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化。物質(zhì)溶解度/gAgCl1.5×10-4AgI9.6×10-9Ag2S1.3×10-16第十七頁(yè)，共三十五頁(yè)。沉淀的轉(zhuǎn)化示意圖KI=I-+K+AgCl(s)Ag++Cl-+AgI(s)s(AgCl)=1.5×10-4gs(AgI)=3.7×10-7gs(Ag2S)=1.3×10-16g沉淀從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化。AgCl(s)+I-AgI(s)+Cl-第十八頁(yè)，共三十五頁(yè)。沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡移動(dòng)。一般溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用沉淀的轉(zhuǎn)化在科研和生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。第十九頁(yè)，共三十五頁(yè)。課堂練習(xí)練習(xí)1：下列說法中正確的是（）

A.不溶于水的物質(zhì)溶解度為0B.絕對(duì)不溶解的物質(zhì)是不存在的

C.某離子被沉淀完全是指該離子在溶液中的濃度為0D.物質(zhì)的溶解性為難溶，則該物質(zhì)不溶于水B第二十頁(yè)，共三十五頁(yè)。練習(xí)2：為除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加熱攪拌的條件下加入一種試劑，下列不宜選用的試劑是（）

A.NaOHB.MgCO3

C.氨水D.MgOE.Mg(OH)2AC第二十一頁(yè)，共三十五頁(yè)。

同離子效應(yīng)硫酸中硫酸根濃度大，使平衡左移，不利于沉淀溶解練習(xí)3：硫酸鋇在硫酸中的溶解度比在純水中?。康诙?yè)，共三十五頁(yè)。練習(xí)4：現(xiàn)將足量AgCl固體分別放入下列物質(zhì)中，AgCl溶解度由大到小的排列順序?yàn)椋ǎ?0ml0.01mol/LKCl溶液②30ml0.02mol/LCaCl2溶液③40ml0.03mol/LHCl溶液④10ml蒸餾水⑤50ml0.05mol/LAgNO3溶液

A、①﹥②﹥③﹥④﹥⑤

B、④﹥①﹥③﹥②﹥⑤

C、⑤﹥④﹥②﹥①﹥③

D、④﹥③﹥⑤﹥②﹥①B第二十三頁(yè)，共三十五頁(yè)。CaSO4

SO42－+

Ca2＋

+CO32－CaCO3

應(yīng)用1：鍋爐除水垢：P—64鍋爐的水垢中含有CaSO4

，可先用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3。第二十四頁(yè)，共三十五頁(yè)?；瘜W(xué)法除鍋爐水垢的流程圖CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O水垢成分CaCO3

Mg(OH)2

CaSO4

用飽和Na2CO3溶液浸泡數(shù)天疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2寫出除去水垢過程中發(fā)生的所有離子方程式用鹽酸或飽氯化銨液除去水垢第二十五頁(yè)，共三十五頁(yè)。應(yīng)用2：一些自然現(xiàn)象的解釋第二十六頁(yè)，共三十五頁(yè)。CaCO3Ca2++CO32-2HCO3-+H2O+CO2當(dāng)我們外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色時(shí)，一定會(huì)驚嘆大自然的鬼斧神工。石灰石巖層在經(jīng)歷了數(shù)萬年的歲月侵蝕之后，會(huì)形成各種奇形異狀的溶洞。你知道它是如何形成的嗎？第二十七頁(yè)，共三十五頁(yè)。自然界也發(fā)生著溶解度小的礦物轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物的現(xiàn)象。各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液，并向深部滲透，遇到深層的閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS)，便慢慢地使之轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS)。第二十八頁(yè)，共三十五頁(yè)。應(yīng)用3：為什么醫(yī)學(xué)上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”，而不用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”?BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為：

BaSO4Ba2＋＋SO42－

s=2.4×10－4BaCO3Ba2＋＋CO32－

s=2.2×10－3

由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(qiáng)(pH=0.9～1.5)，如果服下BaCO3，胃酸會(huì)與CO32－反應(yīng)生成CO2和水，使CO32－濃度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，使體內(nèi)的Ba2+濃度增大而引起人體中毒。BaCO3Ba2++CO32-

+

H+CO2↑+H2O所以，不能用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”。而SO42－不與H＋結(jié)合生成硫酸，胃酸中的H＋對(duì)BaSO4的溶解平衡沒有影響，Ba2＋濃度保持在安全濃度標(biāo)準(zhǔn)下，所以用BaSO4作“鋇餐”。第二十九頁(yè)，共三十五頁(yè)?！拘〗Y(jié)】：沉淀的生成、溶解、轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)上都是沉淀溶解平衡的移動(dòng)的過程，其基本依據(jù)主要有：①濃度：加水，平衡向溶解方向移動(dòng)。②溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)。③加入相同離子，平衡向沉淀方向移動(dòng)。④加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或更難電離或氣體的離子，使平衡向溶解的方向移動(dòng)。第三十頁(yè)，共三十五頁(yè)?？茖W(xué)視野—溶度積KSP對(duì)于溶解平衡：MmAn(s)mMn+(aq)

+nAm-(aq)有：KSP=[c(Mn+)]m·[c(Am-)]n在一定溫度下，KSP是一個(gè)常數(shù)。2、溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積—離子積QC（任意時(shí)刻溶液中離子濃度冪的乘積）。QCKSP=QCKSP>QCKSP<溶液過飽和，有沉淀析出溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)溶液未飽和，可繼續(xù)溶解該難溶電解質(zhì)1、溶度積（Ksp）：難溶電解質(zhì)的溶解平衡中，離子濃度冪的乘積。第三十一頁(yè)，共三十五頁(yè)。例1：在100