1、第1课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡 1 认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡。 2了解溶度积(Ksp)与离子积(Q)的相对大小与沉淀溶解平衡的关系。 学习目标学习目标 核心素养核心素养 宏观辨识与微观探析:宏观辨识与微观探析: 能从宏观与微观相结合的视角认识沉淀溶解平衡的建立及其特征。 云水洞洞口有赵朴初先生亲笔所题写的“云水洞”三个大字。走进洞来,便见 洞内石钟乳,石笋目不暇接。 新课导入新课导入 联想质疑联想质疑 物质的溶解度只有大小之分,没有在水中绝对不溶解的物质。所谓难溶电解质是 指溶解度小于0.01 g的物质。它可以是强电解质如BaSO4、AgCl等,也可以是弱 电解质如Fe(O
2、H)3、Mg(OH)2等。但由于它们的溶解度都很小,溶解极少部分, 在水溶液中都可以认为是100%的电离,所以我们不区分其强弱,统称为难溶电 解质。 化学式 溶解度/g 化学式 溶解度/g AgNO3 211 Fe(OH)3 3109 Ag2SO4 0.786 Mg(OH)2 6.9104 AgCl 1.5104 Ca(OH)2 0.160 AgBr 8.4106 Ba(OH)2 3.89 AgI 3107 MgSO4 35.1 Ag2S 1.31016 CaSO4 0.202 BaCl2 35.7 BaSO4 3.1104 下表是几种电解质的溶解度(20 ): 1如何根据电解质的溶解度区分难
3、溶物、微溶物和可溶物? 思考交流 溶解性 难溶 微溶物 可溶 易溶 溶解度 10 g 提示:电解质的溶解性与溶解度的关系如下表: 2通常我们所说的难溶物在水中是否完全不能溶解? 提示:难溶电解质在水中也会有部分溶解,如20 时AgCl的溶解度为1.5 104 g, 即在20 时100 g水中可溶解1.5 104 g AgCl。 3在AgCl溶于水的起始阶段,v溶解和v沉淀怎样变化?当v溶解v沉淀时,可逆过 程达到一种什么样的状态?画出v-t图。 提示:AgCl溶于水的起始阶段,v溶解开始最大,后逐渐减小,v沉淀开始为0, 后逐渐增大,直到v溶解v沉淀,说明溶解达到平衡状态。v-t图如下: 4向
4、AgCl饱和溶液中加水,AgCl的溶解度会增大吗?溶解平衡移动吗?Ksp是 否增大?升高温度,Ksp如何变化? 提示:向AgCl饱和溶液中加水,AgCl溶解平衡正向移动,但是AgCl的溶解度不 会增大,Ksp不变。升高温度,AgCl的Ksp将增大。 5什么是溶度积常数?你能写出Mg(OH)2的溶度积常数表达式吗? 提示:在一定温度下,难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,溶液中各离子浓度幂 之积为一常数,称为溶度积常数,用Ksp表示。Mg(OH)2的Kspc(Mg2) c2(OH)。 6已知FeS和CuS的溶度积常数:Ksp(FeS)6.31018,Ksp(CuS)6.31036, 你能确定相同温度下
5、CuS和FeS的溶解度的大小吗? 提示:依据FeS和CuS的Ksp可知,相同温度下,FeS的溶解度大于CuS的溶解度。 归纳总结归纳总结 1概念概念 在一定温度下,当沉淀溶解和生成的速率相等时,即达到沉淀溶解平衡状态。 一一、沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 2平衡的建立平衡的建立 生成沉淀的离子反应之所以能够发生,在于生成物的溶解度很小,但生成的沉 淀物并不是绝对不溶。如AgCl在溶液中存在两个过程:一方面,在水分子作用 下,少量Ag和Cl脱离AgCl的表面溶入水中溶解;另一方面,溶液中的 Ag和Cl受AgCl表面阴、阳离子的吸引,回到AgCl的表面析出沉淀。在 一定温度下,当沉淀和溶解的速率相等时
6、,得到AgCl的饱和溶液。该过程可表 示为 AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq) 溶解 沉淀 3特征特征 4表达式表达式 MmAn(s) mMn(aq)nAm(aq) 难溶电解质用“s”标明状态,溶液中的离子用“aq”标明状态,并用“ ”连接。 如Ag2S(s) 2Ag(aq)S2(aq)。 内因 难溶电解质本身的性质。不存在绝对不溶的物质;同是微溶物质,溶解度 差别也很大;易溶物质的饱和溶液也存在沉淀溶解平衡 外 因 温度 升高温度,多数平衡向沉淀溶解的方向移动;少数平衡向生 成沉淀的方向移动,如Ca(OH)2的沉淀溶解平衡 浓度 加水稀释,平衡向沉淀溶解的方向移动 同离子效应 向平衡体
7、系中加入与难溶电解质中相同的离子,平衡向生成 沉淀的方向移动 其他 向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶的物 质或气体的离子时,平衡向沉淀溶解的方向移动 二、沉淀溶解平衡的影响因素二、沉淀溶解平衡的影响因素 1概念概念 在一定温度下,沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液,其离子浓度不再发生变 化,溶液中各离子浓度幂之积为常数,称为溶度积常数(简称溶度积),用Ksp表 示。 三三、溶度积常数溶度积常数 2表达式表达式 沉淀溶解平衡AmBn(s) mAn(aq)nBm(aq)的溶度积常数可表示为 Kspcm(An) cn(Bm)。 3影响因素影响因素 Ksp是一个温度函数,其大小只与难溶电
8、解质的性质、温度有关,而与沉淀的量 无关,且溶液中的离子浓度的变化只能使平衡移动,并不会改变溶度积。 4意义意义 溶度积的大小与溶解度有关,它反映了物质的溶解能力。对同类型的难溶电解 质,如AgCl、AgBr、AgI等,在相同温度下,Ksp越大,溶解度就越大;Ksp越 小,溶解度就越小。 5应用应用溶度积规则溶度积规则 通过比较溶度积常数Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积离子积Q的相对大小, 可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解,这就是溶度积规则。 难溶电解质AmBn的水溶液中,离子积为Qcm(An) cn(Bm)。 若QKsp,溶液为过饱和溶液,体系中有沉淀生成,直至溶液饱和,达
9、到新的平衡。 名师点拨 (1)AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)与AgCl=AgCl所表示的意义不同。前者 表示难溶电解质AgCl在水溶液中的沉淀溶解平衡表达式,后者表示强电解质 AgCl在水溶液中的电离方程式。 (2)通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1 105 mol L1时,沉淀达到完全。 (3)溶度积(Ksp)的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关,与浓度无关。 (4)注意离子积Q与溶度积Ksp的表达式相同,但意义不同,Q表达式中离子浓度 可以是任意时刻的,所以其数值不定;但对于某一难溶电解质,Ksp表达式中离 子浓度是指平衡时的浓度,在一定温度下,Ksp为定值。 (5)溶度积
10、与溶解度都可用于表示物质的溶解能力,利用Ksp大小判断难溶电解质 在溶液中溶解能力的大小时需注意: 对于同类型的物质(难溶电解质化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相 同),Ksp越小,则难溶电解质在水中的溶解能力就越弱。 对于不同类型的物质,Ksp不能直接用于判断溶解能力的强弱,而应通过计算 将Ksp转化为饱和溶液中溶质的物质的量浓度,进而确定溶解能力的强弱。 当堂检测当堂检测 1下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是 ( ) A达到平衡时,沉淀溶解和离子沉淀停止 B达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等 C加水时,溶解平衡向溶解方向移动 D升高温度,溶解平衡向溶解方向移动 C 【解析】沉淀溶解平衡
11、是动态平衡,达到平衡时,沉淀溶解和离子沉淀仍在 进行,但速率相等,A项错误;达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度不变,但 不一定相等,B项错误;加水稀释时,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,即促 进沉淀溶解,C项正确;多数难溶电解质溶解于水是吸热的,升高温度,沉淀 溶解平衡向溶解的方向移动。但Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低,溶解平 衡向沉淀的方向移动,D项错误。 2在一定温度下,当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时:Mg(OH)2(s) Mg2(aq)2OH(aq),要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2)不变,可采取的措施是 ( ) A加MgSO4固体 B加HCl溶液 C加NaOH固
12、体 D加少量水 D 【解析】Mg(OH)2(s) Mg2(aq)2OH(aq),加MgSO4固体使该溶解平衡左 移,Mg(OH)2固体增多,c(Mg2)变大;加HCl溶液使该溶解平衡右移, Mg(OH)2固体减少,c(Mg2)变大;加NaOH固体使该溶解平衡左移,Mg(OH)2 固体增多,c(Mg2)变小;加少量水,使溶解平衡正向移动,Mg(OH)2固体减 少,因为加水后仍是饱和溶液,所以c(Mg2)不变。 3把Ca(OH)2放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡:Ca(OH)2(s) Ca2(aq) 2OH(aq),下列说法正确的是 ( ) A恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高 B给溶液加热,溶液的pH升高 C向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加 D向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变 C 【解析】A项,CaOH2O=Ca(OH)2,由于保持恒温,Ca(OH)2溶解度不变, c(OH)不变,因此pH不变;B项,加热时Ca(OH)2溶解度减小,平衡逆向移动, c(OH)减小,pH减小;C项,CO3 2Ca2=CaCO 3,使平衡正向移动, Ca(OH)2固体减少,但固体总质量增大;D项,加入NaOH固体时,c(OH)增 大,平衡逆向移动,因此Ca(OH)2固体增多。