人教版高中化学选修四课件 3.4 难溶电解质的溶解平衡 （公开课）课件（共41张PPT）公开课.ppt

第三章 水溶液中的离子平衡,第四节 难溶电解质的溶解平衡 莲花中学 郭雅萍,在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸,解释: 在NaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡,NaCl(s) Na+(aq) + Cl-(aq),NaCl饱和溶液中有固体析出,可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，那么难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？,【现象】,加浓盐酸会使c(Cl- )增加,平衡向左移动,因而有NaCl晶体析出。,思考：Ag和Cl的反应真能进行 到底吗？,阅读课本P6162,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。,习惯上,将溶解度小于0.01克的电解质称为难溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0 ，没有绝对不溶的物质。,难溶电解质的定义是什么？难溶物的溶解度是否为0？,几种电解质的溶解度（20 ）,根据溶解度判断并理解电解质是“溶”还是“难溶”？,难,易,难,微,难,难,可,难,微,微,难,难,1、有沉淀生成的复分解类型离子反应能不能完全进行到底呢？,不能,沉淀即是难溶电解质,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.,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，0.01g是很小的。当溶液中残留的离子浓度 1 10-5mol/L时，沉淀就达到完全。,思考与交流,溶解 AgCl(s) Ag(aq) + Cl-（aq) 沉淀,AgCl在水中溶解平衡是如何建立的呢？,尽管AgCl固体难溶于水，但仍有部分Ag和 Cl-离开固体表面进入溶液， 同时进入溶液的Ag和 Cl-又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时，Ag和 Cl-的沉淀与AgCl固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态. AgCl固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为：,一、沉淀溶解平衡,练习：书写碳酸钙溶解平衡的表达式,一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡 。,2、表达式：,1、概念：,对比其电离方程式：,动：动态平衡，溶解和沉淀仍在进行,定：溶液中各离子浓度保持不变,变：当条件改变时，溶解平衡将发生移动,逆：溶解和沉淀互为可逆过程,逆、动、等、定、变,3、特征：,沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，符合平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。,4、影响难溶电解质溶解平衡的因素,a、浓度：加水，平衡向溶解方向移动。,b、温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。,c、同离子效应：增加与难溶电解质相同的离子，平衡向沉淀方向移动。,d、化学反应：反应消耗难溶电解质的离子，平衡向溶解方向移动。,内因：电解质本身的性质,1、下列说法中正确的是（ ） A.物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水 B.不溶于水的物质溶解度为0 C.绝对不溶解的物质是不存在的 D.某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度为零,2、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是 （ ） A.开始时，溶液中各离子浓度相等 B.平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等 C.平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变 D.平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解,练习,C,B,3.当氢氧化钙固体在水中达到溶解平衡Ca(OH)2（S） Ca2+(aq) + 2OH-(aq)时，为使氢氧化钙固体的量减少，需加入少量的（双选） （ ） A NH4NO3 B NaOH C CaCl2 D NaHSO4,4有关CaCO3的溶解平衡的说法中不正确的是( )来源:Z。xx。k.Com ACaCO3沉淀析出和沉淀溶解不断进行，但速率相等 BCaCO3难溶于水，其饱和溶液不导电，属于弱电解质 溶液 C升高温度，CaCO3沉淀的溶解度增大 D向CaCO3沉淀中加入纯碱固体，CaCO3的溶解度降低,B,二、沉淀反应的应用,1、沉淀的生成,（1）应用：生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中除杂或提纯物质的重要方法之一。,（2）沉淀的方法, 调pH值,如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，使其溶解于水，再加氨水调 pH值至78，可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。,Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4, 加沉淀剂 如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂,Cu2+S2= CuS Hg2+S2= HgS,思考与交流,1、如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加入钡盐还是钙盐？为什么？,加入钡盐，因为BaSO4比CaSO4更难溶，使用钡盐可使SO42-沉淀更完全,2、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可从哪方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部除去？说明原因。,从溶解度方面可判断沉淀能否生成；不可能使要除去的离子通过沉淀完全除去，因为不溶是相对的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。,2. 沉淀的溶解 原理：不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就达到使沉淀溶解的目的。 例：CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq),HCO3-,+H+,+H+,H2CO3,H2O + CO2,强酸是常用的溶解难溶电解质的试剂。如可溶解难溶氢氧化物，难溶碳酸盐、某些难溶硫化物等。除酸外，某些盐溶液也可用来溶解沉淀。,固体无明显溶解现象,迅速溶解,逐渐溶解,Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O,Mg(OH)2 + 2NH4Cl MgCl2 + 2NH3H2O,【实验3-3】,【思考与交流】： 应用平衡移动原理分析、解释实验中发生的反应，并试从中找出使沉淀溶解的规律。,在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡： Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq),加入盐酸时，H中和OH，使c(OH)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解。,加入NH4Cl时，NH4与OH结合，生成弱电解质NH3H2O（它在水中比Mg（OH）2更难电离出OH-），使c(OH)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。,【解释】,【实验3-4】,有白色沉淀析出,白色沉淀转化为黄色,黄色沉淀转化为黑色,AgCl,AgI,Ag2S,Ag+Cl-=AgCl,AgCl+I-=AgI+Cl-,2AgI+S2-=Ag2S+2I-,3、沉淀的转化,有黑色沉淀析出,黑色沉淀没变化,黑色沉淀没变化,逆向进行，有何现象？,思考：白色的氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后， 为什么会有红褐色沉淀生成？,Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq)，,【实验3-5】,（实验34、35 沉淀转化）,AgCl,AgI,Ag2S,Mg(OH)2,Fe(OH)3,讨论:从实验中可以得到什么结论？,实验说明：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的方向转化，两者差别越大，转化越容易。沉淀一般从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。,沉淀的转化示意图,KI = I- + K+,+,AgI(s),s(AgCl)=1.510-4g,s(AgI)=3.710-7g,s(Ag2S)=1.310-16g,沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。,反馈练习：某化学兴趣小组做了以下实验： 0.1 molL1 AgNO3溶液和0.1 molL1NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c； 向滤液b中滴加0.1 molL1 KI溶液，出现浑浊； 向沉淀c中滴加0.1 molL1KI溶液，沉淀变为黄色。 下列分析不正确的是( ) A浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag(aq)Cl(a q) B滤液b中不含有Ag C中颜色变化说明AgCl转化为AgI D实验可以证明AgI比AgCl更难溶,B,【小结】：沉淀的生成、溶解、转化实质上都是沉淀溶解平衡的移动的过程，其基本依据主要有： 浓度：加水，平衡向溶解方向移动。 温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。 加入相同离子，平衡向沉淀方向移动。 加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子，使平衡向溶解的方向移动。,龋齿,应用2、预防龋齿,龋齿的形成 1. 牙釉质:主要成分为Ca5(PO4)3OH（羟基磷灰石）；是一种难溶电解质。 2. 残留在牙齿上的糖发酵会产生H+。,生活中的问题,沉淀的溶解,Ca5(PO4)3OH 5Ca2+ 3PO43- + OH-,3H+,3HPO42-,+,+,H+,H2O,Ca5(PO4)3OH+F- Ca5(PO4)3F + OH-,沉淀的转化,龋齿的预防 氟离子会与 Ca5(PO4)3OH (羟基磷灰石)反应生成Ca5(PO4)3F (氟磷灰石) 。,小结,一、溶解平衡,二、沉淀反应的应用,沉淀的生成,沉淀的溶解,沉淀的转化,练习1：(2013广东卷)下列措施不合理的是( ) A用SO2漂白纸浆和草帽辫 B用硫酸清洗锅炉中的水垢 C高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅 D用Na2S作沉淀剂，除去废水中Cu2和Hg2,练习2：现向含AgBr的饱和溶液中： (1)加入固体AgNO3，则c(Ag)_(填“变大”、“变小”或“不变”，下同 )； (2)加入更多的AgBr固体，则c(Ag)_； (3)加入AgCl固体，则c(Br)_，c(Ag)_ (4)加入Na2S固体，则c(Br)_，c(Ag)_。,B,答案：(1)变大 (2)不变 (3)变小 变大 (4)变大 变小,练习3：为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入一种试剂，下列不宜选用的试剂是（ ） A.NaOH B.MgCO3 C.氨水 D.MgO E.Mg(OH)2,AC,练习4：以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相关性质是（ ） A.具有吸附性 B.溶解度与CuS、PbS、CdS等相同 C.溶解度大于CuS、PbS、CdS D.溶解度小于CuS、PbS、CdS,C,练习5：现将足量AgCl固体分别放入下列物质中，AgCl溶解度由大到小的排列顺序为（ ）,20ml0.01mol/LKCl溶液30ml0.02mol/LCaCl2溶液40ml0.03mol/LHCl溶液10ml蒸馏水 50ml0.05mol/LAgNO3溶液 A、 B 、 C、 D 、,B,练习6：在饱和澄清石灰水中加入生石灰反应后，恢复至原来温度下列说法正确的是( ) A.溶液中钙离子浓度变大 B.溶液中氢氧化钙的质量分数增大 C.溶液的pH不变 D.溶液中钙离子的物质的量减少.,C D,1、定义：在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时。其离子浓度幂的乘积为一个常数，称之为溶度积常数,简称溶度积，用Ksp表示。,科学视野 、溶度积常数( Ksp ),注意： 书写溶度积表达式时不考虑固体的浓度 溶度积常数有单位（通常不写）,溶液过饱和，有沉淀析出,溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态,溶液未饱和，可继续溶解该难溶电解质,溶液中有关离子浓度幂的乘积离子积QC,2、溶度积规则,溶液过饱和 ，有沉淀生成,处于沉淀溶解平衡,溶液不饱和，若加入固体将溶解,在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中，加入 1mL 0.01mol/LAgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl 的Ksp=1.810-10) （ ） 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,c(Cl-)=(0.010.1) 0.101 = 9.910-3mol/L,c(Ag+)=(0.010.001) 0.101 = 9.910-5mol/L,Qc =9.910-39.910-5 = 9.810-7 Ksp,练习,3、影响Ksp的因素,难溶电解质本身的性质和温度,温度：升温，多数平衡向溶解方向移动， Ksp 增大。,写出下列难溶物的溶度积表达式,Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力.一定的温度下，相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶解,4、溶度积Ksp的物理意义,练习、下列情况下，有无CaCO3沉淀生成？ （1）往盛有1.0 L纯水中加入0.1 mL浓度为0.01 mol /L 的CaCl2和Na2CO3； （2）改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0 mol /L 呢？,C(Ca2+)= C(CO32-）= 0.110-3 0.01/1.0 = 10-6 mol /L Qc = C(Ca2+)C(CO32-) = 10-12 Ksp,CaCO3=2.8 10-9 因此无 CaCO3沉淀生成。,C(Ca2+)C(CO32-) = 10-4 mol /L Qc = C(Ca2+)C(CO32-) = 10-8 Ksp,CaCO3 因此有CaCO3沉淀生成。,已知：Ksp,CaCO3=2.8 10-9,练习 如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 molL, 使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么? （沉淀完全是指该离子的浓度降低到10-5 molL 以下，氢氧化铁的Ksp为 4.0 10-39氢氧化镁的Ksp为 1.8 10-11）,pH 3.2,解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- K