第四节难溶电解质的溶解平衡

临沂一中化学组 诸葛强第一课时

高考考试要求1 通过实例了解难溶电解质的溶解平衡及溶度积表达式。2 利用难溶电解质的相互转化应用于生产和生活实际。

一、 难溶电解质的溶解平衡一、 难溶电解质的溶解平衡11 、沉淀溶解平衡：、沉淀溶解平衡：（（ 11 ）概念：）概念：在一定条件下，当难溶电解质的溶解速率在一定条件下，当难溶电解质的溶解速率与溶液中的有关离子重新生成沉淀的速率相等时，此与溶液中的有关离子重新生成沉淀的速率相等时，此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡，称为沉淀时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡，称为沉淀溶解平衡溶解平衡 .. 溶解平衡时的溶液是饱和溶液。溶解平衡时的溶液是饱和溶液。讲义讲义 P109 3P109 3DD（（ 22 ）特征：）特征：逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变（（ 33 ）影响因素：）影响因素：内因、外因（内因、外因（离子浓度离子浓度、、温度温度等）等）内因——从两个角度即内因——从两个角度即 SS （须同温（须同温 100g100g 水）角度和水）角度和 KKSS

PP （须化学组成同类型）角度看内因：（须化学组成同类型）角度看内因：讲义讲义 P108P108 总总结结 难溶（没有绝对不溶）、微溶、可溶、易溶难溶（没有绝对不溶）、微溶、可溶、易溶（（ 44 ）过程表示：）过程表示： 例如：例如： A gCl(s ） Ag+(aq) + Cl-(aq)

2. 2. 溶度积常数溶度积常数 （ 1 ）难溶电解质的溶度积常数的含义 A gCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)当溶解与结晶速度相等时，达到平衡状态Ksp ， AgCl =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, AnBm= [c （ Am+ ） ]n . [c （ Bn- ） ]mKsp 反映了难溶电解质在水中的溶解能力。练习： BaSO4 、 Ag2CrO4 、 Mg(OH)2 、 Fe(OH)3 的溶度积表示形式，若纯水中溶解，再用某一种离子浓度统一表示。

几种难熔电解质在 25℃ 时的溶解平衡和溶度积： AgCl(s) Ag+

(aq) + Cl- (aq) Ksp= [Ag+][Cl-] = 1.8×10-10mol2L-2

AgBr(s) Ag+ (aq) + Br- (aq) Ksp= [Ag+][Br-] = 5.0×10-13mol2L-2

AgI(s) Ag+ (aq) + I-

(aq) Ksp= [Ag+][I-] = 8.3×10-17mol2L-2

Mg(OH)2(s) Mg2+( aq) +2OH- (aq)

Ksp= [Mg2+][OH-] 2 = 5.6×10-12mol3L-3

思考： Ksp 越小溶解度越小吗？高三学案 P138

3.有关计算(1). 利用溶度积计算某种离子的浓度练 1:25℃ 时， Ksp (AgCI)=1.8×10-10 mol2L-2求 AgCI 的饱和溶液中的 c(Ag+)和 c(CI-） .

练 2:25℃ 时， Ksp (Mg(OH)2)= 5.6×10-12mol3L-3求Mg(OH)2 的饱和溶液中的 c（Mg2+)和 c(OH-)

相同类型的难溶电解质的 Ksp 越小，溶解度越小，越难溶。如 : Ksp (AgCl) > Ksp (AgBr) > Ksp (AgI)

溶解度 :S(AgCl) > S (AgBr) > S(AgI)

C(Ag+)=C(CI-)=1.34×10-5mol/L

C(Mg2+)=1.12×10-4mol/L， c(OH-)=2.24×10-4mol/L

表示溶解能力的两个量——溶解度和浓度及其换算

(2).溶度积 Ksp与难溶电解质的溶解度的有关换算练习 1:25℃时 Ksp (Mg(OH)2)= 5.6×10-12mol3L-3 求Mg(OH)2 的饱和溶液中的溶解度 .

练习 2 、 25℃时 Ksp (AgCl)= 1.8×10-10mol2L-2, 求AgCl 的饱和溶液中溶解度。通过计算比较 Mg(OH)2 、 AgCl 的溶解度大小 .

S[Mg(OH)2]=6.5×10-4g

S （ AgCl ） =1.92×10-4g

练习 3 ：已知常温下， Mg(OH)2 在水中的溶解度为 6.38 ×10-3g/L,求 :

(1)Mg(OH)2 饱和溶液中的溶度积 Ksp 。

(2)求Mg(OH)2在 0.001mol/L的 NaOH 溶液中的溶解度。

(3)求Mg(OH)2在 0.001mol/L的MgCl2 溶液中的溶解度。

KSP[Mg(OH)2]=5.32×10-12

3.08×10-4g/L 或 s=3.08×10-5g

(即 100g 水中溶解溶质的最大质量 )

2.12×10-3g/L或 s=2.12×10-5g

做 2、 3 之前先看：复习学案 P55 例6

第四节难溶电解质的溶解平衡

临沂一中化学组 诸葛强第二课时

二、沉淀溶解平衡的应用在本节的知识处理上，一定要学会使用 Ksp溶度积来理解和解决与溶解平衡相关的各种问题！！！

1 、沉淀的溶解与生成离子的浓度商 Qc 和溶度积 Ksp 的关系：(1). 当 Qc > Ksp 时是过饱和溶液，离子生成沉淀即反应向生成沉淀方向进行，直到平衡状态（饱和为止）。(2). 当 Qc = Ksp 时是饱和溶液，已达到沉淀溶解平衡状态。(3). 当 Qc < Ksp 时是不饱和溶液，沉淀溶解即反应向沉淀溶解的方向进行，直到平衡状态（饱和为止）。 以上规则称为溶度积规则。沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的关键条件是离子浓度的大小，控制离子浓度的大小，可以使反应向所需要的方向转化。

二、沉淀溶解平衡的应用

思考：为什么医学上常用 BaSO4 作为内服造影剂“钡餐”，而不用 BaCO3 作为内服造影剂“钡餐” ?

（ 1 ）沉淀的溶解

BaSO4 和 BaCO3 的沉淀溶解平衡分别为： BaSO4 Ba2+ + SO4

2- Ksp=1.1×10-10mol2L-2

BaCO3 Ba2+ + CO32- Ksp=5.1×10-9mol2L-2

由于人体内胃酸的酸性较强 (pH:0.9-1.5) ，如果服下 BaCO3, 胃酸会与 CO32- 反应生成弱电解质 H2CO3,后分解成 CO2 和水，使 CO3

2- 离子浓度降低，使 Qc < Ksp ，使 BaCO3 的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的 Ba2+ 浓度增大而引起人体中毒。BaCO3(aq) Ba2+ + CO3

2-

+

H+

CO2+H2O

所以，不能用 BaCO3 作为内服造影剂“钡餐”。

而 SO42- 不与 H+ 结合生成硫酸，胃酸中的 H+对 BaSO4的溶解平衡没有影响， Ba2+

浓度保持在安全浓度标准下，所以用 BaSO4 作“钡餐”。

BaCO3(s) 等难溶盐溶解在强酸溶液中 :

BaCO3(s) +2H+=CO2+H2O+Ba2+

CaCO3(s)+2H+=CO2+H2O+Ca2+

FeS(s)+2H+ = Fe2++H2S

难溶于水的氢氧化物溶解在酸中： Mg(OH)2(s)+2H+=Mg2++2H2O

Fe(OH)3(s) +3H+=Fe3++3H2O

Mg(OH)2(s) 溶解在氯化铵等酸性的盐溶液中 :

Mg(OH)2(s)+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3

沉淀溶解的方法：一、生成弱电解质，使沉淀溶解

二、发生氧化还原反应，使沉淀溶解

三、生成配合物 , 如： Ag(NH3)2OH, 使沉淀溶解

高三学案 P138

都是想方设法去通过控制离子浓度的大小，来达到相应的目的

(2)沉淀的生成1.将 4×10-3molL-1的 AgNO3 溶液与 4×10-3molL-1的NaCl 溶液等体积混合能否有沉淀析出？ Ksp(AgCl)= 1.8×10-10mol2L-2解：只有当 Qc > Ksp 时，离子才能生成沉淀。混合后： c(Ag+)=2 ×10-3molL-1,c(Cl-)= 2 ×10-

3molL-1

Qc=c(Ag+)c(Cl-)=2 ×10-3molL-1 × 2 ×10-3molL-1

=4.0 ×10-6mol2L-2 >1.8×10-10mol2L-2

Qc>Ksp, 所以有 AgCl 沉淀析出。

复习学案例 5 、例 2、 3

高三学案 P139 类比 2

2. 在 1L含 1.0×10-3molL-1 的 SO42- 溶液中，注入 0.01mol

BaCl2 溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去 SO42-? 已

知 :

Ksp(BaSO4)= 4×10-10 mol2L-2解： c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L, 生成 BaSO4沉

淀后， Ba2+ 过量，剩余的即 c(Ba2+)=0.01-0.001=0.009mol/L. c(SO4

2-)=Ksp/c(Ba2+)= 1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8(mol/L)

因为，剩余的即 c(SO42-)=1.2×10-8mol/L<1.0×10-5mol/L

所以， SO42- 已沉淀完全，即有效除去了 SO4

2- 。注意：当剩余离子即平衡离子浓度≤ 10-5mol/L 时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。

2.沉淀的转化选修 4 P64 实验 3—4， 3—5

1 、锅炉水垢 CaSO4 应怎样除去？

阅读与思考：

2 、为什么白色的 ZnS 沉淀会转化成为黑色的 CuS 沉淀？

联系实际，思考并解决问题：

ZnS 在水中存在沉淀溶解平衡：

CuS 在水中存在沉淀溶解平衡：

ZnS与 CuS 是同类难溶物， Ksp(ZnS) >Ksp(CuS),CuS 的溶解度远小于 ZnS 的溶解度。

当向 ZnS 沉淀上滴加 CuSO4 溶液时， ZnS 溶解产生的 S2-

与 CuSO4 溶液中的 Cu2+足以满足 Qc>Ksp(CuS) 的条件， S2-与 Cu2+ 结合产生 CuS 沉淀并建立沉淀溶解平衡。 CuS 沉淀的生成，使得 S2- 的浓度降低，导致 S2-与 Zn2+的Qc<Ksp(ZnS), 使得 ZnS 不断的溶解，结果是 ZnS 沉淀逐渐转化成为 CuS 沉淀。

ZnS(s) Zn2+(aq)+S2-(aq) Ksp=1.6×10-24mol2•L-2

CuS(s) Cu2+(aq)+S2-(aq) Ksp=1.3×10-36mol2•L-2

(1)ZnS 沉淀转化为 CuS 沉淀的定性解释

ZnS(s) Zn2+(aq) + S2-(aq) +

Cu2+(aq)

CuS(s)

平衡向右移动ZnS 沉淀转化为 CuS 沉淀的总反应：

ZnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Zn2 +(aq) 沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动。一种沉淀可转化为更难溶的沉淀，难溶物的溶解度相差越大，这种转化的趋势越大。如：在 AgCl(s) 中加入 NaI 溶液可转化为 AgI(s) 沉淀，甚至Ag2S 。 在 CaSO4(s)加入 Na2CO3 溶液可转化为 CaCO3(s) 沉淀。

例：在 ZnS 沉淀加入 10mL0.001mol/L的 CuSO4 溶液是否有CuS

沉淀生成？已知 :Ksp(ZnS)=1.6×10-24

Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2•L-2 解： ZnS 沉淀中的硫离子浓度为：[S2-]=[Zn2+]=(Ksp)1/2=(1.6×10-24)1/2=1.26×10-12(mol/L)Qc=[Cu2+][S2-]=1.0×10-3mol/L×1.26×10-12mol/L

=1.26×10-15mol2•L-2

因为： Qc(CuS) > Ksp(CuS), 所以 ZnS 沉淀会转化为 CuS 沉淀巩固练习 : 已知 Ksp(MnS)=2.5×10-13 Ksp(PbS)=3.4×10-28

mol2•L-2；试通过计算说明MnS 沉淀中滴加 0.01mol/L的Pb(NO3)2 溶液是否有 PbS 沉淀析出。

(2).ZnS 沉淀为什么转化为 CuS 沉淀的定量计算

应用：联系生活与生产

1.加热硬水 Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2 会转化为 CaCO3和Mg(OH)2,你知道它们是怎样生成的吗？2. 处理污水时，向其中加入 FeS固体 , 以除去Cu2+、 Hg2+、 Pb2+ 等重金属离子，发生了那些化学反应？CaCO3、 FeS、Mg(OH)2 等是难溶电解质，尽管难溶电解质难溶于水，但在水中也会建立一动态平衡。

3. 水垢中的 Mg(OH)2 是怎样生成的 ?

硬水 : 是含有较多 Ca2+、Mg2+、 HCO3-、 Cl-和 SO4

2- 的水 .加热时： Ca2+ + 2HCO3

- = CaCO3+CO2 + H2O

Mg2+ + 2HCO3- = MgCO3+CO2 + H2O

MgCO3+ H2O = Mg(OH)2 +CO2 为什么在水垢中镁主要以 Mg(OH)2 沉淀形式存在，而不是以MgCO3 沉淀的形式存在？比较它们饱和时 c(Mg2+) 的大小。

14312

3 22

2

101.14106.5

4))((][

)(

LmolOHMgKspMg

OHMg 饱和溶液中：在

1. 生活问题

LmolMgCOKspCO /106.2108.6)(][ 363

23

1363

2

3

106.2108.6)(][ LmolMgCOKspMg

MgCO的饱和溶液中：在

CO32- 水解平衡： CO3

2- + H2O HCO3- + OH-

411

14

2

1079.1105.5

10

a

wh K

KK

1434 106.6106.21079.1][ LmolCKOH h

924322 102.1)106.6(106.2]][[ OHMgQc

因为 Qc > Ksp(Mg(OH)2), 所以在 MgCO3 饱和溶液中已经开始有 Mg(OH)2 沉淀析出。加热后，由于促进了转化，使 MgCO3 沉淀几乎全部转化为 Mg(OH)2 。 因此硬水加热后的水垢的主要成分是 CaCO3和Mg(OH)2而不是 CaCO3 和MgCO3.

选修 4P58

氟化物保护牙齿的原理：选修 4 P66资料(1997年上海， 30) 牙齿表面由一层硬的成分为Ca5(PO4)3OH 的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡： 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，其原因是 。已知 Ca5(PO4)3F(s) 的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固，请用离子方程式表示，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，请你提出另外一种促进矿化的方法： 。

H+ + OH-=H2O ; 使平衡向脱矿方向移动；

Ca5(PO4)3OH(s) +F-→Ca5(PO4)3F(s)+OH-

加 Ca2+(或 PO43-或其他合理方法均可 )

利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用FeS(s)MnS(s) 等难溶物作为沉淀剂除去废水中的 Cu2+、 Hg2+、Pb2+ 等重金属离子。

Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2•L-2

Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2•L-2

Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2•L-2

Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2•L-2

练习：写出 FeS(s) 与废水中的 Cu2+、 Hg2+、 Pb2+ 的反应离子方程式。 FeS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Fe2+ (aq)

FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+ (aq) FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+ (aq)

2.工业生产

Cu2+ + MnS(s) = CuS(s)+Mn2+

Cu2+ + H2S = CuS+2H+

Cu2+ + S2- = CuS

Cu2+ + HS- = CuS +H+

用MnS、 H2S、 Na2S、 NaHS、(NH4)2S 作沉淀剂都能除去工业废水中的Cu2+、 Hg2+、 Pb2+ 等重金属离子。

（09广东 18. ） . 硫酸锶 (SrSO4) 在水中的深沉溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是A．温度一定时 Ksp(SrSO4)随 C（ SO4

2- ）的增大而减小 B．三个不同温度中， 313K时 Ksp(SrSO4) 最大 C． 283K 时，图中 a点对应的溶液是不饱和溶液 D． 283K 下的 SrSO4 饱和溶液升温到 363K后变为不饱和溶液

BC

【答案】 BC【解析】 Ksp只与温度有关， A错；由图像可知：在相同条件下温度越低， c(SO4

2-) · c(Sr2+) 越大， Ksp(SrSO4) 越大， B正确； a点在 283K 的下方，属于不饱和溶液， C正确； 283K 下的 SrSO4饱和溶液升温到 363K后会有晶体析出，还是属于饱和溶液， D错。【考点分析】考查沉淀溶解平衡及 Ksp

（ 09浙江 10） . 已知： 25° 时， ，下列说法正确的是A． 25°C 时， 饱和溶液与 饱和溶液相比，前者的 大B． 25°C 时，在 的悬浊液加入少量的 固体， 增大C． 25°C 时， 固体在 20ml0.01 mol·L-1氨水中的 KSP 比在 20mL0.01mol·L-1NH4CI 溶液中的 KSP 小D． 25°C 时，在 Mg(OH)2 的悬浊液加入 NaF 溶液后， Mg(OH)2 不可能化成为

-122[ ( ) ] 5.61 10spK Mg OH

112[ ] 7.42 10spK MgF

2MgF

2MgF

2( )Mg OH 4NH Cl2

( )c Mg

2

( )c Mg

2( )Mg OH

2( )Mg OHB

答案 B【解析】 A项， Mg(OH)2 的溶度积小，故其电离出的 Mg2 ＋浓度要小一些，错； B项，NH4 ＋ 可以结合Mg(OH)2 电离出的 OH －离子，从而促使 Mg(OH)2 的电离平衡正向移动，C(Mg2 ＋ )增大，正确。 C项， Ksp仅与温度有关，故错； D项，加入 NaF后，当 QC=C（Mg2+） ·c2(F-) 〉 KSP(MgF2) 时，即产生 MgF2 沉淀，错误。

（ 09 上海 14 ）．根据以下事实得出的判断一定正确的是A． HA 的酸性比 HB 的强，则 HA 溶液 pH比 HB 溶液的小B． A+和 B- 的电子层结构相同，则 A原子的核电荷数比 B原子的大C． A盐的溶解度在同温下比 B盐的大，则 A盐溶液的溶质质量分数比 B盐溶液的大D． A原子失去的电子比 B原子的多，则 A单质的还原性比 B单质的强

B

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