難溶電解質(zhì)的溶解平衡+高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第三章

水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第四節(jié)沉淀溶解平衡3.4.1難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡1.了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡，能通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡的存在，進(jìn)一步發(fā)展粒子觀、平衡觀。2.理解外界因素對(duì)難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡的影響。3.了解溶度積和離子積的關(guān)系，學(xué)會(huì)由此判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。學(xué)習(xí)目標(biāo)1、溶洞是如何形成？思考1.什么是飽和溶液？在一定溫度下，在一定量的溶劑里，不能再溶解某種溶質(zhì)的溶液，叫做這種溶質(zhì)的飽和溶液。2.如何判斷一瓶CuSO4溶液是否已經(jīng)達(dá)到飽和？向CuSO4的飽和溶液中，再加入一些CuSO4固體，觀察固體是否繼續(xù)溶解溫故3.在相同條件下，將一塊形狀不規(guī)則的CuSO4晶體，放入CuSO4的飽和溶液中，一晝夜后會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？飽和CuSO4溶液形狀不規(guī)則的CuSO4固體形狀規(guī)則的CuSO4固體一晝夜后觀察發(fā)現(xiàn)：固體變?yōu)橐?guī)則的立方體；質(zhì)量并未發(fā)生改變你得到什么啟示？結(jié)論：CuSO4的飽和溶液中存在溶解平衡任何飽和溶液中都存在溶解平衡飽和溶液中v(結(jié)晶)=v(溶解)現(xiàn)象:NaCl飽和溶液中析出固體解釋:在NaCl的飽和溶液中，存在溶解平衡NaCl(s)?Na+(aq)+Cl-(aq)加濃鹽酸，Cl-

的濃度增加,平衡向左移,NaCl析出1、在飽和NaCl溶液中加入濃鹽酸，出現(xiàn)什么現(xiàn)象，如何解釋?zhuān)俊揪氁痪殹?、可溶的電解質(zhì)溶液中存在溶解平衡，難溶的電解質(zhì)在水中是否也存在溶解平衡呢？如果讓AgNO3和NaCI的物質(zhì)的量相等且充分反應(yīng),此時(shí)溶液中還有Ag+和Cl-嗎?思考結(jié)合離子反應(yīng)發(fā)生的條件可知，溶液中有難溶于水的沉淀生成是離子反應(yīng)發(fā)生的條件之一。AgNO3溶液與NaCl溶液混合，生成白色沉淀AgCl：Ag++Cl-=AgCl↓，如果上述兩種溶液是等物質(zhì)的量濃度、等體積的，一般認(rèn)為反應(yīng)可以進(jìn)行到底。所以此時(shí)溶液中只存在Na+

和NO3-事實(shí)上真的如此嗎？取等物質(zhì)的量的AgNO3溶液和NaCl溶液，充分反應(yīng)Ag++Cl-=AgCl↓靜置后取反應(yīng)后上層清液，因?yàn)锳g+和Cl-充分反應(yīng)所以理論上溶液中只剩Na+

和NO3-，沒(méi)有Ag+和Cl-向上層清液中，滴入少量KI溶液，卻出現(xiàn)黃色沉淀Ag++l-=Agl↓溶液中存在Ag+，它從何而來(lái)？一、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡1、25℃時(shí)，溶解性與溶解度的關(guān)系(1)溶解度(S)：在一定溫度下，某固態(tài)物質(zhì)在100g溶劑中達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量，叫做這種物質(zhì)在這種溶劑中的溶解度，用S表示(2)溶解性與溶解度的關(guān)系溶解性易溶可溶微溶難溶溶解度>10g1～10g0.01～1g<0.01g溶解性易溶可溶微溶難溶溶解度>10g1～10g0.01～1g<0.01g5、結(jié)合以上信息，如何理解難溶物的難溶？思考難溶不是不溶，只是溶解度很小，世界上沒(méi)有絕對(duì)不溶的物質(zhì)，即任何物質(zhì)的溶解度都大于0化學(xué)式溶解度/g化學(xué)式溶解度/gAgCl1.5×10-4Ba(OH)23.89AgNO3211BaSO43.1×10-4AgBr8.4×10-6Ca(OH)20.160Ag2SO40.786CaSO40.202Ag2S1.3×10-16Mg(OH)26.9×10-4BaCl235.7Fe(OH)33×10-9表3-3幾種難溶電解質(zhì)的溶解度(20℃)(3)結(jié)論：盡管難溶電解質(zhì)的溶解度很小，但在水中并不是絕對(duì)不溶，任何物質(zhì)的溶解度都大于0如：在20℃時(shí)，AgCl的溶解度為1.5×10－4g。因此，在生成AgCl沉淀后，有三種粒子在反應(yīng)體系中共存：Ag＋(aq)＋Cl－(aq)?AgCl(s)【注意】大多數(shù)電解質(zhì)的溶解度隨溫度升高而增大但也有例外，如Ca(OH)2，溫度越高，溶解度越小。如NaCl，溶解度隨溫度變化很小2、下列說(shuō)法中正確的是（）A.物質(zhì)的溶解性為難溶，則該物質(zhì)不溶于水B.不溶于水的物質(zhì)溶解度為0C.絕對(duì)不溶解的物質(zhì)是不存在的D.某粒子被沉淀完全是指該粒子在溶液中的濃度為零C【練一練】2、沉淀溶解平衡的概念與特征(1)沉淀溶解平衡的建立—以AgCl沉淀溶解平衡的建立為例Ag+Cl-盡管AgCl固體難溶于水，但仍有部分Ag＋和Cl-離開(kāi)固體表面進(jìn)入溶液，同時(shí)進(jìn)入溶液的Ag＋和Cl-又會(huì)在固體表面沉淀下來(lái)，當(dāng)這兩個(gè)過(guò)程速率相等V(溶解)=V(沉淀)時(shí)，Ag＋和Cl-的沉淀與AgCl固體的溶解達(dá)到平衡狀態(tài)即達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài).

AgCl(s)Ag＋(aq)+2Cl-（aq)

溶解沉淀AgCl固體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：(2)沉淀溶解平衡的概念：在一定溫度下，當(dāng)難溶電解質(zhì)溶于水形成飽和溶液時(shí)，難溶電解質(zhì)溶解成離子的速率和離子重新結(jié)合成沉淀的速率相等，溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)，叫做難溶物質(zhì)的溶解平衡v(溶解)>v(沉淀)

固體溶解v(溶解)=v(沉淀)溶解平衡v(溶解)<v(沉淀)

生成沉淀

(析出晶體)

難溶電解質(zhì)(S)溶液中的溶質(zhì)離子(aq)溶解沉淀V溶解V沉淀時(shí)間速率沉淀溶解平衡V溶解=V沉淀(3)沉淀溶解平衡方程式

AgCl(s)Ag＋(aq)+2Cl-（aq)

溶解沉淀①要標(biāo)明各微粒的狀態(tài);②要與AgCl電離方程式區(qū)分開(kāi);AgCl=Ag＋+2Cl-(4)沉淀溶解平衡的特征①逆——溶解和沉淀互為可逆過(guò)程②動(dòng)——?jiǎng)討B(tài)平衡，溶解速率和沉淀速率不等于零③等——溶解速率和沉淀速率相等④定——平衡狀態(tài)時(shí)，溶液中的離子濃度保持不變

⑤變——當(dāng)改變外界條件時(shí)，溶解平衡發(fā)生移動(dòng)

(5)沉淀溶解平衡的移動(dòng)：固體物質(zhì)的溶解是可逆過(guò)程①v溶解>v沉淀固體溶解②v溶解＝v沉淀溶解平衡③v溶解<v沉淀析出晶體(6)沉淀完全的判斷化學(xué)上通常認(rèn)為，當(dāng)溶液中剩余離子的濃度小于1×10-5mol·L-1時(shí)，已沉淀完全。(計(jì)算時(shí)取等號(hào))①沉淀、溶解之間這種動(dòng)態(tài)平衡也決定了Ag＋與Cl－的反應(yīng)不能完全進(jìn)行到底。一般情況下，當(dāng)溶液中剩余離子的濃度小于1×10－5mol·L－1時(shí)，化學(xué)上通常認(rèn)為生成沉淀的反應(yīng)進(jìn)行完全了(計(jì)算時(shí)取等號(hào))②AgCl(s)?Ag＋(aq)＋Cl－(aq)和AgCl=Ag＋＋Cl－表示的意義不同：前者表示AgCl的溶解平衡，后者表示AgCl在水中完全電離(是指溶解的那一部分)③沉淀溶解平衡方程式各物質(zhì)要標(biāo)明聚集狀態(tài)，如：Fe(OH)3(s)?Fe3+(aq)+3OH－(aq)④易溶電解質(zhì)或難溶電解質(zhì)的飽和溶液中存在溶解平衡，不飽和溶液中不存在溶解平衡⑤沉淀溶解平衡和化學(xué)平衡、電離平衡一樣，符合平衡的基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律【幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào)】3、下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是（）A.開(kāi)始時(shí)，溶液中各離子濃度相等B.平衡時(shí)，沉淀的速率和溶解的速率相等C.平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等，且保持不變D.平衡時(shí)，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進(jìn)溶解【練一練】B3、影響沉淀溶解平衡的因素(1)內(nèi)因：溶質(zhì)本身的性質(zhì)。絕對(duì)不溶的物質(zhì)是沒(méi)有的；不同難溶物其溶解度差別也很大；只要是飽和溶液都存在溶解平衡，難溶的電解質(zhì)更易建立溶解平衡0.01g10g難溶微溶易溶可溶1g(2)外界條件改變對(duì)溶解平衡的影響①溫度：絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過(guò)程，升高溫度，沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)(加熱促進(jìn)溶解)，同時(shí)KSP增大，溶解度S增大，溶解量增大(氣體，Ca(OH)2除外)②濃度：加水稀釋?zhuān)恋砣芙馄胶庀蛉芙獾姆较蛞苿?dòng)(溶解的溶解質(zhì)增多)，但KSP不變，溶解度S不變，溶解量增大③同離子：加入與難溶電解質(zhì)構(gòu)成中相同的離子，平衡向生成沉淀方向移動(dòng)，但KSP不變，溶解度S不變，溶解量減?、芑瘜W(xué)反應(yīng)：加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或氣體的離子，使平衡向溶解的方向移動(dòng)，但KSP不變，溶解度S不變，溶解量減小如：CaCO3中加入稀鹽酸，鹽酸電離出來(lái)的H+與結(jié)合CO32－，CO32－濃度減小，使平衡向右移動(dòng)符合“勒夏特列原理”討論：在AgCl飽和溶液中，尚有AgCl固體存在，當(dāng)分別改變下列條件，將如何變化？AgCl(s)?Ag+(aq)+Cl-(aq)改變條件平衡移動(dòng)方向C(Ag+)C(Cl-）升溫加水加AgCl(s)加NaCl(s)加NaI(s)加AgNO3(s)→↑↑→不變不變不移動(dòng)不變不變←↓↑→↓↑←↑↓4、欲增大Mg(OH)2在水中的溶解度，可采取的方法是（）A.加入NaOH固體B.加氯化銨溶液C.加硫酸鎂固體D.加大量水B5、當(dāng)氫氧化鈣固體在水中達(dá)到溶解平衡Ca(OH)2(s)?Ca2+(aq)+2OH-(aq)時(shí)，為使氫氧化鈣固體的量減少，需加入少量的（雙選）（）A、NH4NO3

B、NaOHC、CaCl2

D、NaHSO4AD【練一練】【練一練】6、將足量AgCl各放入:(1)5ml水;(2)10ml0.2mol

l-1的MgCl2溶液;(3)20ml0.5mol

l-1NaCl溶液;(4)40ml0.1mol

l-1鹽酸中溶解至飽和,各溶液中c(Ag+)由大到小的順序?yàn)椋?/p>

各溶液中c(Cl-)越大,c(Ag+)越小(1)>(4)>(2)>(3)6、牙齒表面有一層硬的成分為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護(hù)，它在唾液中存在下列平衡:Ca5(PO4)3OH(s)?5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)。(1)飲用純凈水能否保護(hù)牙齒?為什么?思考不能。飲用純凈水，Ca5(PO4)3OH溶解度不變，對(duì)Ca2+或的濃度沒(méi)有影響，Ca5(PO4)3OH的沉淀溶解平衡不移動(dòng)，起不到保護(hù)牙齒的作。(2)在牙膏中添加適量的Ca2+或PO43-，能否保護(hù)牙齒?為什么?能。牙膏中添加適量的Ca2或PO43-會(huì)促使Ca5(PO4)3OH的沉淀溶解平衡向左移動(dòng)，有利于牙齒的保護(hù)。(3)我們已經(jīng)知道，當(dāng)溶液中剩余離子的濃度小于1×10－5mol·L－1時(shí)，我們就認(rèn)定該離子沉淀完全，那如果我要讓濃度為1×10－8

mol·L－1的Ca2+轉(zhuǎn)化成CaCO3沉淀，需要加入多少碳酸鈉溶液了？二、溶度積常數(shù)1、概念在一定溫度下，沉淀達(dá)溶解平衡后的溶液為飽和溶液，其離子濃度不再發(fā)生變化，溶液中各離子濃度冪之積為常數(shù)，叫做溶度積常數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)溶度積，用Ksp表示2、表達(dá)式AmBn(s)?mAn＋(aq)＋nBm－(aq)Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)如：Fe(OH)3(s)?Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)固體濃度視為定值3、意義Ksp的大小反映難溶電解質(zhì)的溶解能力。對(duì)于陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同的難溶電解質(zhì)，Ksp數(shù)值越大，電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)；Ksp越小，溶解能力越小(越難溶)如：相同條件下：Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)＞Ksp(AgI)，則S(AgCl)＞S(AgBr)＞S(AgI)，但不能比較AgCl(1:1型)和Ag2CrO4(2:1型)的溶解度大小討論：溶度積和溶解度都可以表示難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力，分析下表，你將如何看待溶度積和溶解度的關(guān)系？類(lèi)型化學(xué)式溶度積Ksp溶解度/gABAgBr5.0×10-138.4×10-6ABAgCl1.8×10-101.5×10-4A2BAg2CrO41.1×10-122.2×10-3A2BAg2S6.3×10-501.3×10-16

結(jié)論：相同類(lèi)型的難溶電解質(zhì)的Ksp越小溶解度越小一定條件下：注意：只有在同種類(lèi)型的電解質(zhì)之間才能通過(guò)Ksp的大小來(lái)直接比較溶解度的大小?！咀⒁狻竣傧嗤?lèi)型(陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同)的難溶電解質(zhì)，溶度積小的電解質(zhì)，其溶解能力小，Ksp與S成正比②不同類(lèi)型(陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比不相同)的難溶電解質(zhì)，溶度積小的電解質(zhì)，其溶解能力不一定比溶度積大的溶解能力小，要確定其溶解能力大小，不能直接比較KSP的數(shù)值大小，要轉(zhuǎn)化為溶解度來(lái)比較，Ksp與S不成比例，通過(guò)計(jì)算才能進(jìn)行比較4、影響因素溶度積Ksp值的大小只與難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)和溫度有關(guān)，而與沉淀的量和溶液中的離子濃度無(wú)關(guān)絕大多數(shù)情況下，溫度越高，Ksp越大，【Ca(OH)2

相反】如：相同條件下：Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)＞Ksp(AgI)，則S(AgCl)＞S(AgBr)＞S(AgI)，但不能比較AgCl(1:1型)和Ag2CrO4(2:1型)的溶解度大小5、應(yīng)用對(duì)于AmBn(s)?mAn＋(aq)＋nBm－(aq)任意時(shí)刻離子積Q＝cm(An＋)·cn(Bm－)溶度積規(guī)則：定量判斷給定條件下有無(wú)沉淀生成。(1)Q>Ksp，溶液過(guò)飽和，有沉淀析出，平衡向生成沉淀方向移動(dòng)，直至溶液飽和，達(dá)到新的平衡(2)Q＝Ksp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)(3)Q<Ksp，溶液未飽和，無(wú)沉淀析出，平衡向沉淀溶解方向移動(dòng)，若加入過(guò)量難溶電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和7、下列有關(guān)溶度積常數(shù)Ksp的說(shuō)法正確的是()A.常溫下，向BaCO3飽和溶液中加入Na2CO3固體，BaCO3的Ksp減小B.溶度積常數(shù)Ksp只受溫度影響，溫度升高Ksp一定減小C.溶度積常數(shù)Ksp只受溫度影響，溫度升高Ksp一定增大D.常溫下，向Mg(OH)2飽和溶液中加入NaOH固體，Mg(OH)2的Ksp不變D【練一練】8、下列說(shuō)法正確的是（）

A.在一定溫度下AgCl水溶液中，Ag+和Cl-濃度的乘積是一個(gè)常數(shù)；

B.

AgCl的Ksp=1.8×10-10mol·L-1，在任何含AgCl固體的溶液中，c(Ag+)=c(Cl-)且Ag+與Cl-濃度的乘積等于1.8×10-10mol·L-1；

C.溫度一定時(shí)，當(dāng)溶液中Ag+和Cl-濃度的乘積等于Ksp值時(shí)，此溶液為AgCl的飽和溶液；

D．向飽和AgCl水溶液中加入鹽酸，Ksp值變大。C【練一練】9、在100mL0.01mol/LKCl溶液中，加入1mL0.01mol/LAgNO3溶液，下列說(shuō)法正確的是(AgCl的Ksp=1.8×10-10)（）A、有AgCl沉淀析出B、無(wú)AgCl沉淀C、無(wú)法確定D、有沉淀但不是AgClAc(Cl-)=(0.01×0.1)÷0.101=9.9×10-3mol/Lc(Ag+)=(0.01×0.001)÷0.101=9.9×10-5mol/LQc=9.9×10-3×9.9×10-5=9.8×10-7>Ksp【練一練】三、溶度積、溶解度和物質(zhì)的量濃度之間的關(guān)系一定溫度下，難溶電解質(zhì)溶于水達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)，所形成的難溶電解質(zhì)溶液一定是飽和溶液，此時(shí)飽和溶液的溶解度(S)為一定值、質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w%)為一定值、物質(zhì)的量濃度(c)為定值、溶液的密度(ρ)為一定值。因此，溶度積Ksp、溶解度S和飽和溶液的物質(zhì)的量濃度c都可以用來(lái)衡量沉淀的溶解能力或程度，它們彼此關(guān)聯(lián)，可以相互換算1、單一難溶電解質(zhì)的溶解度的計(jì)算(1)以AgCl(s)?Ag+(aq)＋Cl－(aq)為例，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10求AgCl的飽和溶液中的c(Ag+)和c(Br-)。(以mol/L為單位)設(shè)AgCl的飽和溶液中c(Ag+)濃度為xmol/L

AgCl(s)?Ag+(aq)＋Cl－(aq)起始未知0

0變化

x

x

x平衡

x

x

x則：Ksp＝c(Ag+)·c(Cl－)＝x2=1.8×10-10(2)以Ag2CrO4(s)?2Ag+(aq)＋CrO42－(aq)為例，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12，求Ag2CrO4的飽和溶液中的c(Ag+)和c(CrO42－)設(shè)Ag2CrO4的飽和溶液中c(CrO42－)的濃度為