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第四节难溶电解质的溶解平衡
【教学目标】
1.认识什么是沉淀溶解平衡及沉淀溶解平衡是如何建立的,知道哪些外界条件会影响沉淀溶解平衡。
2.认识溶度积的概念,初步学会利用溶度积计算溶液中各离子的浓度。
3.知道沉淀溶解平衡有哪些应用,会用沉淀溶解平衡原理解决有关化学问题(如沉淀转化、沉淀生成等)。
【教学重点、难点】
运用溶度积规则判断分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化及沉淀溶解平衡在生产生活的应用。
【教学过程】
[设问1]:对于平衡AgCl(s)Ag++Cl—,运用Ksp与溶液中的离子积Qc的关系分析:增加C(Ag+)或C(Cl—),平衡为什么向生成沉淀的方向移动?
解析:Qc=C(Ag+)﹒C(Cl—)
Qc>Ksp时:平衡向生成沉淀的方向移动——有沉淀生成
Qc=Ksp时:平衡不移动
Qc﹤Ksp时:平衡向沉淀溶解的方向移动——沉淀溶解
增加C(Ag+)或C(Cl—),平衡向生成沉淀的方向移动———同离子效应
三、沉淀溶解平衡的应用:
[引言]:沉淀溶解平衡作为一种动态的平衡,我们可以通过改变条件,控制其进行的方向,沉淀转为溶液中的离子,或者溶液中的离子转化为沉淀。
1、沉淀的生成:
[归纳1]:当溶液中Qc>Ksp时,平衡向生成沉淀的方向移动——有沉淀生成,因而要使溶液中的某离子生成沉淀而除去,可增加能与之结合成更难溶物质的离子的浓度。
例1:AgCl的Ksp=1.80×10-10,将0.001mol/LNaCl和0.001mol/LAgNO3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—)=1/2×0.001mol/L=0.005mol/L
在混合溶液中,则C(Ag+)﹒c(Cl-)=(0.005)2=2.5×10-5>Ksp,
所以有AgCl沉淀生成。
练习1:将足量BaCO3分别加入:①30mL水②10mL0.2mol/LNa2CO3溶液③50mL0.01mol/L氯化钡溶液④100mL0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为:_____
2、沉淀的溶解
[归纳2]:根据溶度积原理,沉淀溶解的必要条件是溶液中离子积小于溶度积Ksp因此,创造一定条件,降低溶液中的离子浓度,使离子积小于其溶度积,就可使沉淀溶解.
1.生成难解离的物质使沉淀溶解
(1)金属氢氧化物沉淀的溶解
例如:Mg(OH)2(s)+2HClMgCl2+2H2O
Mg(OH)2氢氧化物中的OH-,加入HCl后生成H2O,C(OH-)降低,Qc(Mg(OH)2)<Ksp(Mg(OH)2),于是沉淀溶解。
(2)碳酸盐沉淀的溶解
例如:CaCO3(s)+2HClCaCl2+CO2↑+H2O
CaCO3的CO32-与酸生成难解离的HCO3-,甚至CO2气体,加入HCl后,H+与溶液中的CO32-反应生成难解离的HCO3-或CO2气体和水,使溶液中C(CO32-)降低,导致Qc(CaCO3)<Ksp(CaCO3),故沉淀溶解。
(3)金属硫化物沉淀的溶解
例如:ZnS(s)+2HClZnCl2+H2S↑
在ZnS沉淀中加入HCl,由于H+与S2-结合生成HS-,再与H+结合生成H2S气体,使ZnS的Qc(ZnS)<Ksp(ZnS),沉淀溶解。
(4)PbSO4沉淀的溶解
例如:PbSO4(s)+2NH4AcPb(Ac)2↓+(NH4)2SO4
在PbSO4沉淀中加入,能形成可溶性难解离的Pb(Ac)2,使溶液中C(Pb2+)降低,导致PbSO4的Qc(PbSO4)<Ksp(PbSO4),沉淀溶解。
(5)形成难解离的配离子
例如:AgCl(s)+2NH3[Ag(NH3)2]++Cl-
在AgCl沉淀加入氨水,由于Ag+可以和氨水中的NH3结合成难解离的配离子[Ag(NH3)2]+,使溶液中C(Ag+)降低,导致AgCl沉淀溶解。
2.利用氧化还原反应使沉淀溶解
例如:3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2O
HgS、CuS等Ksp值很小的金属硫化物就不能溶于盐酸。加入氧化剂,使某一离子发生氧化还原反应而降低其浓度,导致金属硫化物沉淀溶解。。
例2、牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡:Ca5(PO4)3OH(固)5Ca2++3PO43-+OH
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