3.4.1 难溶电解质的沉淀溶解平衡 课件（共29张PPT）

(共29张PPT)
第 1 课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡
有些牙膏中添加了少量的氟化钠，刷牙时氟化钠与牙齿中的矿物质——羟基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]反应生成更难溶的氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]，氟磷灰石具有良好的抗酸作用，能防止牙缝中的食物残渣发酵生成的有机酸腐蚀牙齿，从而达到防止龋齿的目的。所以含氟
牙膏的使用大大降低了龋齿的发生
率，使人们的牙齿更健康。同学们，你知道含氟牙膏为什么能够防龋齿？这利用了什么化学
原理？
思考与讨论
(1)NaCl在水溶液里达到溶液平衡状态时有何特征？
(2)要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体，可采取什么措施？
加热浓缩
（3）在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸有何现象？
现象:NaCl饱和溶液中析出固体
解释: 在NaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡
NaCl(s) Na+(aq) + Cl-(aq)
加浓盐酸，Cl- 的浓度增加，平衡向左移， NaCl析出。
可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？
我们知道，溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应发生的条件之一。例如，AgNO3溶液与NaCl溶液混合，生成白色沉淀AgCl：Ag++Cl-===AgCl↓，如果上述两种溶液是等物质的量浓度、等体积的，一般认为反应可以进行到底。
表3-3 几种电解质的溶解度(20 ℃)
化学式 溶解度/g 化学式 溶解度/g
AgCl 1.5×10-4 Ba(OH)2 3.89
AgNO3 211 BaSO4 3.1×10-4
AgBr 8.4×10-6 Ca(OH)2 0.160
Ag2SO4 0.786 CaSO4 0.202
Ag2S 1.3×10-16 Mg(OH)2 6.9×10-4
BaCl2 35.7 Fe(OH)3 3×10-9
观察与讨论
大于10 g，易溶
1 g～10 g，可溶
0.01 g～1 g，微溶
小于0.01 g，难溶
不是，20℃时，溶解度(S)：
讨论（1） 通常我们所说的难溶物在水中是否完全不能溶解？
讨论（2） 生成AgCl沉淀的离子反应完成后，溶液中是否还有Ag+和Cl-？
溶液中还有Ag+和Cl-。因为难溶电解质不是绝对不溶，只不过溶解度很小，难溶电解质在水中存在溶解平衡。
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5
mol/L 时，沉淀达到完全。
①绝对不溶的电解质是没有的。
②同是难溶电解质，溶解度差别也很大。
③易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。
注意：难溶电解质与易溶电解质之间并无严格界限，习惯上按上述标准分类。
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
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. 沉淀溶解平衡
3．溶解平衡
一定条件下，电解质溶解离解成离子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。
(1) 定义：
(2) 特征：
等——v(溶解) = v(沉淀)
动——动态平衡， v(溶解) = v(沉淀) ≠0
定——达到平衡时，溶液中离子浓度不再改变
变——当外界条件改变，溶解平衡将发生移动
逆、等、定、动、变。
逆——溶解与沉淀互为可逆
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0.01 g，离子反应生成难溶电解质，离子浓度小于1×10-5 mol/L 时，认为反应完全，但溶液中还有相应的离子。
(3) 表达式：
AgCl(s) 　 Ag+(aq) + Cl-(aq)
NaCl(s) 　　Na+(aq) + Cl-(aq)
5 ．影响难溶电解质溶解平衡的因素
1）内因：电解质本身的性质
①难溶的电解质更易建立溶解平衡
②难溶的电解质溶解度很小，但不会等于0，并不是绝对不溶。
③习惯上将生成难溶电解质的反应，认为反应完全了。对于常量的反应来说，0.01 g是很小的。当溶液中残留的离子浓度< 1 ×10-5 mol/L时，沉淀就达到完全。
2）外因：遵循平衡移动原理
①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。
②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。
③加入与难溶电解质构成微粒相同的物质，溶解平衡向生成沉淀的方向移动。
④加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，溶解平衡向溶解的方向移动。
例1：将一定量的硫酸钡放入水中，对此有关的叙述正确的是(　　)
A．硫酸钡不溶于水，硫酸钡固体质量不会改变
B．最终会得到BaSO4的极稀的饱和溶液
C．因为Ba2＋＋SO===BaSO4↓很容易发生，所以不存在BaSO4(s) Ba2＋(aq)＋SO42-(aq)的反应
D．因为BaSO4难溶于水，所以改变外界条件也不会改变BaSO4的溶解性
B
例2：将AgCl分别投入下列溶液中：
①40 mL 0.03 mol·L－1的HCl溶液
②50 mL 0.03 mol·L－1的AgNO3溶液
③30 mL 0.02 mol·L－1的CaCl2溶液
④10 mL蒸馏水
AgCl的溶解度由大到小的顺序是 。
④>①＝②>③
二．溶度积
1．难溶电解质的溶度积常数的含义
AgCl(s) 　 　 Ag+(aq) + Cl-(aq)
当溶解与结晶速度相等时，达到平衡状态
Ksp= c(Ag+) · c( Cl-) 为一常数，该常数称为难溶电解质的溶度积常数，简称溶度积。
2．难溶电解质的溶度积常数用Ksp表示。
通式：AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq)
则Ksp=cn(Am+) ·cm (Bn-)
3．溶度积规则
①离子积
AnBm(s) 　 nAm+(aq) + mBn-(aq)
Qc= cn(Am+) ·cm (Bn-)
Qc称为离子积，其表达式中离子浓度是任意的，为此瞬间溶液中的实际浓度，所以其数值不定，但对一难溶电解质，在一定温度下，Ksp 为一定值。
(1) Qc>Ksp 时，沉淀从溶液中析出（溶液过饱和），
体系中不断析出沉淀，直至达到平衡（此时Q c=Ksp ）
(2) Qc=Ksp 时，沉淀与饱和溶液的平衡
(3) Qc则沉淀会溶解直至达到平衡（此时Qc =Ksp ）
②溶度积规则
例1：AgCl的Ksp=1.80×10-10,将0.001 mol/L NaCl和0.001 mol/L AgNO3 溶液等体积混合,是否有AgCl 沉淀生成
解：两溶液等体积混合后, Ag+ 和Cl-浓度都减小到原浓度的1/2。
c(Ag+)=c(Cl-)=1/2×0.001=0.000 5(mol/L)
在混合溶液中,则Qc =c(Ag+) · c(Cl-)=(0.000 5)2=2.5 ×10-7
因为Qc＞Ksp,所以有AgCl 沉淀生成。
练习：在100 mL 0.01 mol/L KCl 溶液中，加入 100 mL 0.01 mol/L AgNO3溶液，下列说法正确的是（ ）
(AgCl Ksp=1.8×10-10)
A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀
C.无法确定 D.有沉淀但不是AgCl
A
例2：298 K时硫酸钡的溶解度为1.04×10-5 mol·L-1，如果在0.010 mol·L-1的硫酸钠溶液中的溶解度是多少？
解：①先求Ksp
　　BaSO4 Ba2+ + SO42-
1.04×10-5 1.04×10-5
　 Ksp= c(Ba2+) · c(SO42-)
=1.04×10-5×1.04×10-5 =1.08×10-10
②求S
　　Na2SO4 === 2Na+ + SO42-
　　BaSO4 Ba2+ + SO42-
初 0 0.01
平衡 S S+0.01≈0.01
　　Ksp= c(Ba2+) · c(SO42-)=S×0.01
　　S=Ksp/0.01=1.08×10-10/0.01 =1.08×10-8 mol·L-1
　　S<<0.01,即前面的近似是合理的。
答：溶解度是1.08×10-8 mol·L-1。
1．生成沉淀的离子反应能发生的原因
2．AgCl溶解平衡的建立
一. 沉淀溶解平衡
3．溶解平衡
课堂小结
4 ．影响难溶电解质溶解平衡的因素
3．溶度积规则
二．溶度积
1．难溶电解质的溶度积常数的含义
2．难溶电解质的溶度积常数
随堂训练
1． 下列对“难溶”的理解正确的是 (　　)
A．在水中难溶的物质，在其他溶剂中也是难溶的
B．难溶就是绝对不溶
C．难溶就是溶解度相对较小，没有绝对不溶于水的电解质
D．如果向某溶液中加入足量另一种试剂时，生成了难溶性的电解质，则说明原溶液中的相应离子已沉淀完全
C
2． 下列有关AgCl沉淀的溶解平衡状态的说法中，正确的是(　　)
A．AgCl沉淀的生成和溶解不断进行，但速率相等
B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－
C．升高温度，AgCl的溶解度不变
D．向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl的溶解度不变
A
3． 把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，下列叙述正确的是(　　)
A．给溶液加热，溶液的pH升高
B．恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高
C．向溶液中加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2固体增多
D．向溶液中加入少量的NaOH固体，Ca(OH)2固体增多
D
4． 下列说法中，正确的是 (　　)
A．两种难溶盐电解质，其中Ksp小的溶解度一定小
B．溶液中存在两种可以与同一沉淀剂生成沉淀的离子，则Ksp小的一定先生成沉淀
C．难溶盐电解质的Ksp与温度有关
D．同离子效应使难溶盐电解质的溶解度变小，也使Ksp变小
C
5． 在T ℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知T ℃时AgCl的Ksp ＝4×10－10，下列说法不正确的是
(　　)
A．在T ℃时，AgBr的Ksp为
4.9×10－13
B．在AgBr饱和溶液中加入
NaBr固体，可使溶液由c点到b点
C．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D．在T ℃时，AgCl(s)＋Br－(aq) AgBr(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K≈816
B
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