难容电解质的溶解平衡.ppt

END 第四节难溶电解质的 溶解平衡 第三章 什么叫溶解度 定义 在一定温度下 某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量 叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度 条件 一定温度标准 100克溶剂状态 饱和状态单位 克任何物质的溶解是有条件的 在一定的条件下某物质的溶解量也是有限的 不存在无限可溶解的物质 溶解度与溶解性的关系 20 S 10g 10g S 1g 1g S 0 01g S 0 01g 思考与交流 NaCl在饱和水溶液里达到溶解平衡状态时有何特征 要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体 可采取什么措施 加热浓缩 降温 NaCl的溶解速率与结晶速率相等 并且只要溶解平衡的条件不变 该溶液中溶解的NaCl的量就是一个恒定值 加入浓盐酸 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 一 Ag 和Cl 的反应能进行到底吗 认真阅读思考与交流表3 4 1 问题讨论 1 当AgNO3与NaCl恰好完全反应生成难溶AgCl时 溶液中是否含有Ag 和Cl 有 2 有沉淀生成的复分解类型的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 问题讨论 3 难溶电解质的定义是什么 难溶物的溶解度是否为0 习惯上 将溶解度小于0 01g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 化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10 5mol L时 沉淀达到完全 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 在一定条件下 难溶电解质溶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 也叫沉淀溶解平衡 4 溶解平衡的特征 逆 等 动 定 变 3 溶解平衡的概念 4 影响难溶电解质溶解平衡的因素 内因 电解质本身的性质 外因 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 练 书写碘化银 氢氧化镁溶解平衡的表达式 3 溶度积 溶度积 Ksp 难溶电解质的溶解平衡中 离子浓度幂的乘积 表达式 平衡时 Ksp c Mn m c Am n 溶度积规则 任意时刻 Qc c Mn m c Am n当 Qc Ksp过饱和 析出沉淀 Qc Ksp饱和 平衡状态Qc Ksp未饱和 在100mL0 01mol LKCl溶液中 加入1mL0 01mol LAgNO3溶液 下列说法正确的是 AgClKsp 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 问题 能否通过改变条件 使难溶电解质的溶解平衡发生移动 使沉淀生成 溶解或转化 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 方法 调pH值 如 工业原料氯化铵中混有氯化铁 加氨水调pH值至7 8 Fe3 3NH3 H2O 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 同离子效应法 氧化还原法 硫酸中硫酸根浓度大 使平衡左移有利于沉淀生成 例 已知Fe3 在PH在3到4之间开始沉淀 在PH在7到8之间沉淀完全 而Fe2 Cu2 在8到9之间开始沉淀11到12之间沉淀完全 CuCl2中混有少量Fe2 如何除去 例如硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小 先把Fe2 氧化成Fe3 然后调PH至7到8使Fe3 转化为Fe OH 3沉淀 过滤除去沉淀 氧化剂可用 氯气 双氧水 氧气等 不引入杂质 调PH可用 氧化铜 碳酸铜等 不引入杂质 氧化剂 硝酸 高锰酸钾 氯气 氧气 双氧水等 调PH 氨水 氢氧化钠 氧化铜 碳酸铜 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 沉淀的溶解 1 原理 设法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 2 举例 难溶于水的盐溶于酸中如 CaCO3 FeS Al OH 3 Cu OH 2溶于盐酸 难溶于水的电解质溶于某些盐溶液如 Mg OH 2溶于NH4Cl溶液 思考与交流 用平衡移动的原理分析Mg OH 2溶于盐酸和NH4Cl溶液的原因 沉淀不溶解 沉淀溶解 沉淀逐渐溶解 解释 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 与上述平衡中的OH 生成弱电解质NH3 H2O 使c OH 减小 平衡右移 从而使Mg OH 2溶解 实验探究 3 沉淀的转化 演示实验3 4 3 5 注意 记录现象 写出相应的方程式 问题 如果将上述两个实验中沉淀生成和转化的操作步骤颠倒顺序 会产生什么结果 沉淀不会转化 沉淀只是从溶解度小的向溶解度更小的方向转化 实验3 4 3 5沉淀转化 AgCl AgI Ag2S Mg OH 2 Fe OH 3 沉淀转化的实质 沉淀转化的条件 动脑思考 平衡体系中离子浓度改变 沉淀溶解平衡发生移动一般是难溶的物质转化成更加难溶的物质 两者溶解度差别越大 转化越容易 溶解度大的沉淀 溶度积常数大的沉淀 溶解度小的沉淀 溶度积常数小的沉淀 沉淀转化的应用 锅炉除水垢 CaSO4 P64 对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀 可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀 锅炉中水垢中含有CaSO4 可先用Na2CO3溶液处理 使之转化为疏松 易溶于酸的CaCO3 CaSO4SO42 Ca2 一些自然现象的解释P65 CaCO3Ca2 CO32 2HCO3 CaCO3 s CO32 aq Ca2 aq 1 试用平衡移动原理解释下列事实CaCO3不溶于水 但却能溶于稀盐酸中 2 石灰乳中存在下列平衡 Ca OH 2 s Ca2 aq 2OH aq 加入下列溶液 可使Ca OH 2减少的是 A Na2CO3溶液B AlCl3溶液C NaOH溶液D CaCl2溶液 AB CaCO3 s CO32 aq Ca2 aq H 4 为除去MgCl2溶液中的FeCl3 可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是 A NaOHB Na2CO3C 氨水D MgO 3 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 CD D 溶解平衡及溶度积常数的应用 一定温度下 难溶电解质达到溶解平衡时 各离子浓度的幂之积是一个常数 溶度积常数 简称 溶度积 符号 Ksp如 250C时 Fe OH 3在水中存在溶解平衡Fe OH 3 s Fe3 aq 3OH aq Ksp Fe OH 3 c Fe3 c3 OH 4 0 10 38 例1 向1 10 3mol L 1的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液 求开始有Ag2CrO4沉淀生成时的c Ag CrO42 沉淀完全时 c Ag 已知 Ksp Ag2CrO4 9 0 10 12 CrO42 沉淀完全时的浓度为1 0 10 5mol L 3故有 开始沉淀 解 Ag2CrO4 s 2Ag aq CrO42 aq Ksp c2 Ag c CrO42 M2 aq 2OH aq Ksp a c M2 bmol L 1时 溶液的pH等于 室温时 M OH 2 S 2013年高考13题 例2 C 14 B D 14 A C 分析 Ksp c M2 c2 OH 1 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 CdSD 溶解度小于CuS PbS CdS C 解 Fe OH 3 s Fe3 aq 3OH aq 2 如果溶液中Fe3 和Mg2 的浓度均为0 1mol L 使Fe3 完全沉淀而使Mg2 不沉淀的pH条件是什么 相应的Ksp查阅教材P 65页表中数据 pH 3 2 Ksp c Fe3 c3 OH 4 0 10 38 Fe3 沉淀完全时的c OH 为 1 59 10 11mol L 1 Mg2 开始沉淀的pH值为 pH 9 1 因此 只要控制pH值在3 2 9 1之间即可使Fe3 定量沉淀而使Mg2 不沉淀 c OH 1 3 10 5mol L 1 查表可知 KspM OH 2 1 8 10 11 3 2014年高考28 15分 某小组以CoCl2 6H2O NH4Cl H2O2 浓氨水为原料 在活性炭催化下合成了橙黄色晶体X 为确定其组成 进行如下实验 氨的测定 精确称取wgX 加适量水溶解 注入如图所示的三颈瓶中 然后逐滴加入足量10 NaOH溶液 通入水蒸气 将样品液中的氨全部蒸出 用V1mLc1mol L的盐酸标准溶液吸收 蒸氨结束后取下接收瓶 用c2mol LNaOH标准溶液滴定过剩的HCl 到终点时消耗V2mLNaOH溶液 氯的测定 准确称取样品X 配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定 K2CrO4为指示剂 至出现淡红色沉淀不再消失为终点 Ag2CrO4为砖红色 回答下列问题 1 装置中安全管的作用原理是 用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时 应使用 式滴定管 可使用的指示剂为 2 样品中氨的质量分数表达式为 3 测