高中化学 第三章 水溶液中的离子平衡 3.4 难溶电解质的溶解平衡课件 新人教版选修4 (2).pptVIP

第四节难溶电解质的溶解平衡 阅读思考 自主检测 任务一 认真阅读教材第61页到第62页的内容 思考回答下列问题 自主学习沉淀溶解平衡的建立 1 向agno3溶液中加入过量nacl溶液 溶液中的ag 能否完全沉淀 试从agcl的溶解度角度加以分析说明 提示从固体溶解平衡的角度 我们不难理解agcl在溶液中存在下述两个过程 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 另一方面 溶液中的ag 和cl 受agcl表面正 负离子的吸引 回到agcl的表面析出 沉淀 在一定温度下 当沉淀溶解和生成的速率相等时 得到agcl的饱和溶液 即建立下列动态平衡 沉淀 溶解之间这种动态平衡的存在 决定了ag 与cl 反应不能完全进行到底 阅读思考 自主检测 2 为什么通常情况下 可以认为离子之间生成难溶电解质的反应能够进行完全呢 提示不同电解质在水中的溶解度差别很大 例如agcl和agno3 但难溶电解质与易溶电解质之间并无严格的界限 习惯上将溶解度小于0 01g的电解质称为难溶电解质 对于常量的化学反应来说 0 01g是很小的 因此一般情况下 相当量的离子互相反应生成难溶电解质 可以认为反应完全了 阅读思考 自主检测 任务二 认真阅读教材第62页到第63页的内容 思考回答下列问题 自主学习沉淀反应的应用 1 以除去氯化铵中含有的杂质氯化铁和除去废水中cu2 hg2 为例 说明如何利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的 提示工业原料氯化铵中含杂质氯化铁 使其溶解于水 再加入氨水调节ph至7 8 可使fe3 生成fe oh 3沉淀而除去 以na2s h2s等作沉淀剂 使某些金属离子如cu2 hg2 等 生成极难溶的硫化物cus hgs等沉淀 阅读思考 自主检测 2 以难溶于水的碳酸钙溶于盐酸为例 说明如何利用平衡移动原理使难溶电解质溶解 阅读思考 自主检测 3 沉淀转化的实质是什么 一般来说 沉淀转化的方向是什么 以除去锅炉水垢中的caso4为例 说明对于一些用酸或其他方法不能溶解的沉淀 如何利用沉淀转化的方法达到溶解的目的 提示沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动 一般来说 溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现 两者的差别越大 转化越容易 可先用na2co3溶液处理 使之转化为疏松 易溶于酸的caco3 而后用酸去除 从caso4到caco3的沉淀转化中 并存着两个沉淀溶解平衡 阅读思考 自主检测 阅读思考 自主检测 1 在agcl饱和溶液中尚有agcl固体存在 当向溶液中加入0 1mol l 1的盐酸时 下列说法正确的是 a agcl沉淀溶解平衡正向移动b agcl溶解度增大c 溶液中c ag 增大d 溶液中c cl 增大答案 d 阅读思考 自主检测 2 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 溶度积小的物质一定比溶度积大的物质溶解度小c 绝对不溶解的物质是不存在的d 升高温度 某种难溶物的ksp一定减小答案 c3 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明显减少的是 a na2co3溶液b kcl固体c naoh溶液d cacl2溶液答案 a 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 探究问题1 在涉及无机物的制备 提纯工艺的生产 科研 废水处理等领域中 常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的 请举例说明常见生成沉淀的方法 提示 调节ph法 如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁 使其溶于水 再加入氨水调节ph至7 8 可使fe3 转变为fe oh 3沉淀而除去 反应如下 加沉淀剂法 如以na2s h2s等作沉淀剂 使某些金属离子如cu2 hg2 等生成极难溶的硫化物cus hgs等沉淀 也是分离 除去杂质常用的方法 反应如下 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 2 水垢的主要成分为什么是caco3和mg oh 2 而不是caco3和mgco3 提示天然水中含有ca hco3 2 mg hco3 2等钙盐和镁盐 煮沸时二者均可分解生成caco3和mgco3 由于mg oh 2比mgco3更难溶 mgco3就与水解生成的oh 结合生成更难溶的mg oh 2 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 3 虽然溶洞都是十分坚硬的碳酸盐质岩石 但由于长期沉浸在地下水中被溶解 特别是当水中含有二氧化碳时 其溶解速度更加迅速 这样一年又一年 坚硬的岩层就会被溶蚀出一个个洞穴 当溶有石灰质的地下水再次滴入洞中时 由于环境中压力 温度的变化 使水中的二氧化碳逸出 从而降低了水对石灰质的溶解力 这样原本溶解在水中的部分石灰质 会因为过于饱和而沉淀析出 长时间的累积就会形成一根根形态各异的钟乳石 石柱和石笋 你能用沉淀溶解平衡知识结合相关的化学方程式加以解释吗 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 知识点拨一 沉淀溶解平衡1 沉淀溶解平衡的定义在一定温度下 当沉淀溶解和生成的速率相等时 即达到溶解平衡 2 沉淀溶解平衡的建立 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 3 沉淀溶解平衡的特征4 反应完全的标志对于常量的化学反应来说 化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1 10 5mol l 1时 反应就达完全 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 5 沉淀溶解平衡的影响因素 1 内因 溶质本身的性质 绝对不溶的物质是没有的 同是微溶物质 溶解度差别也很大 易溶溶质的饱和溶液中也存在溶解平衡 2 外因 包括浓度 温度等 遵循勒夏特列原理 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 少数平衡向生成沉淀的方向移动 如ca oh 2的溶解平衡 同离子效应 向平衡体系中加入相同的离子 使平衡向生成沉淀的方向移动 化学反应 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 平衡向溶解方向移动 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 6 溶度积 1 定义 在一定温度下 难溶强电解质mmnn溶于水形成饱和溶液时 溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡 这时的离子浓度幂的乘积是一个常数 叫做溶度积常数 简称溶度积 符号为ksp 3 意义 溶度积ksp反映了物质在水中的溶解能力 4 影响ksp的因素 温度 绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程 升高温度 向溶解方向移动 ksp增大 少数难溶电解质的溶解是放热过程 升高温度 向生成沉淀的方向移动 ksp减小 如ca oh 2 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 7 溶度积ksp与离子积qc的关系通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积 离子积qc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 1 qc ksp 溶液过饱和 有沉淀析出 直至溶液饱和达到新的平衡 2 qc ksp 溶液饱和 沉淀与溶解处于平衡状态 3 qc ksp 溶液未饱和 无沉淀析出 若加入过量难溶电解质 难溶电解质溶解直至溶液饱和 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 特殊说明 1 ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力 当化学式所表示的组成中阴离子与阳离子个数比相同时 ksp数值越大 难溶电解质在水中的溶解能力越强 2 ksp只与温度有关 有的沉淀溶解平衡是吸热的 升高温度 ksp增大 有的沉淀溶解平衡是放热的 升高温度 ksp减小 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 二 沉淀反应的应用1 沉淀的生成 1 调节ph法 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 2 沉淀的溶解 1 原理 根据平衡移动原理 对于在水中难溶的电解质 只要不断减少溶解平衡体系中的相应离子 平衡就向沉淀溶解的方向移动 从而使沉淀溶解 2 溶解沉淀的试剂类型 用强酸溶解 例如 溶解caco3 fes al oh 3 cu oh 2等难溶电解质 用某些盐溶液溶解 例如mg oh 2沉淀可溶于nh4cl溶液 化学方程式为 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 3 沉淀的转化 1 实质 溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀 两种沉淀的溶解度差别越大 沉淀越容易转化 2 应用 锅炉除水垢 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 特殊说明 1 溶液中含有几种离子 加入某沉淀剂均可生成沉淀 沉淀生成的先后顺序按离子积大于溶度积的先后顺序沉淀 即哪一种物质的离子积首先大于其溶度积 则那种物质首先变成沉淀 叫做分步沉淀 2 判断沉淀先后顺序的方法 1 对同一类型的沉淀 ksp越小越先沉淀 且ksp相差越大分步沉淀越完全 如agcl agbr agi 2 对不同类型的沉淀 其沉淀先后顺序要通过计算才能确定 如agcl和ag2cro4 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 考向一沉淀溶解平衡 例题1 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 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 解析 1 向agbr饱和溶液中加入agno3 溶解平衡逆向移动 但c ag 变大 2 加入agbr固体 对溶解平衡无影响 c ag 不变 3 因agcl溶解度大于agbr 加入agcl固体时 c ag 变大 溶解平衡向左移动 c br 变小 4 因ag2s溶解度小于agbr 加入na2s固体时 生成ag2s 溶解平衡向右移动 c br 变大 但c ag 变小 答案 1 变大 2 不变 3 变小变大 4 变大变小规律方法点拨沉淀溶解平衡是化学平衡的一种 可利用勒夏特列原理来分析平衡移动的方向及离子浓度变化 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 成功体验1将足量agcl分别放入 5ml水 10ml0 2mol l 1的mgcl2溶液 20ml0 5mol l 1的nacl溶液 40ml0 1mol l 1的盐酸中溶解至溶液饱和 各溶液中ag 的浓度分别为a b c d 它们由大到小的排列顺序是 解析 agcl在溶液中存在溶解平衡agcl s cl aq ag aq 所以氯离子浓度越大 ag 的浓度就越小 中氯离子的浓度分别是0 4mol l 1 0 5mol l 1 0 1mol l 1 所以顺序是a d b c 答案 a d b c 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 考向二沉淀溶解平衡的应用 例题2 1 已知在25 时 ksp mg oh 2 3 2 10 11 假设饱和mg oh 2溶液的密度为1g ml 1 试求mg oh 2的溶解度为g 2 在25 时 向0 02mol l 1的mgcl2溶液中加入naoh固体 如要生成mg oh 2沉淀 应使溶液中的c oh 最小为mol l 1 3 25 时 向浓度均为0 02mol l 1的mgcl2和cucl2混合溶液中逐滴加入naoh溶液 先生成沉淀 填化学式 当两种沉淀共存时 已知25 时 ksp cu oh 2 2 0 10 20 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 解析 1 设c mg2 为x 则c oh 为2x 由ksp mg oh 2 3 2 10 11 c mg2 c2 oh x 2x 2 4x3 解得c mg2 2 10 4mol l 1 则1l溶液中 即1l水中 溶解mg oh 2为2 10 4mol 即1000g水中溶解mg oh 2为 2 10 4mol 58g mol 1 1 16 10 2g 所以mg oh 2的溶解度为1 16 10 3g 2 当c mg2 c2 oh 3 2 10 11时开始生成mg oh 2沉淀 则c2 oh 1 6 10 9 解得c oh 4 10 5mol l 1 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 3 由于ksp cu oh 2 小于ksp mg oh 2 所以离子积首先达到并大于ksp cu oh 2 的数值而使cu oh 2先沉淀 当两种沉淀共存时 此时的溶液对mg oh 2和cu oh 2而言都是饱和的 oh mg2 cu2 同时满足ksp cu oh 2 和ksp mg oh 2 的关系 因为它们都在同一溶液中 ksp cu oh 2 和ksp mg oh 2 的关系式中c oh 应相等 所以答案 1 1 16 10 3 2 4 10 5 3 cu oh 21 6 109 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 规律方法点拨 1 在计算难溶电解质溶液中离子平衡浓度时不要搞错计量数关系 如xmol l 1铬酸银 ag2cro4 溶液中c ag 是2xmol l 1而不是xmol l 1 2 类型不同的难溶电解质的溶度积大小不能直接反映出它们的溶液中离子浓度的大小 因为它们的溶度积表达式是不同的 ksp与s的换算没有一个统一的公式 因电解质类型 阴 阳离子数目比 的不同而相异 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 成功体验2已知 某温度时 ksp agcl 1 8 10 10 ksp ag2cro4 1 1 10 12 向cl 和的浓度都为0 100mol l 1的混合溶液中逐滴加入agno3溶液 忽略体积的变化 下列说法中正确的是 a 首先得到的沉淀是ag2cro4b 首先得到的沉淀是agclc 同时得到agcl与ag2cro4沉淀d 将ag2cro4转化为agcl比将agcl转化为ag2cro4要难 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 答案 b 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 1 下列说法中正确的是 a 只有易溶电解质在溶液中才存在溶解平衡b 难溶电解质在溶液中只存在溶解平衡 不存在电离平衡c 溶解平衡只能通过电解质溶解于水时建立d 溶解平衡时 电解质表面上的离子或分子脱离电解质的速率与溶液中的离子或分子回到电解质表面的速率相等解析 溶解平衡发生在固体表面 是在一定条件下离子向溶剂中扩散和溶剂中离子在固体表面析出建立的平衡 溶解平衡时以上两种速率相等 答案 d 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 2 下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是 a ksp ab2 小于ksp cd 则ab2的溶解度小于cd的溶解度b 在氯化银的沉淀溶解平衡体系中 加入蒸馏水 氯化银的ksp增大c 在氯化银的沉淀溶解平衡体系中 加入碘化钾固体 氯化银沉淀可转化为碘化银沉淀d 在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中 通入co2气体 溶解平衡不移动 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 解析 ab2与cd类型不同 不能用ksp直接比较大小 a项错误 溶度积与温度有关 与物质的量浓度无关 加水稀释 平衡向溶解方向移动 但ksp不变 b项错误 碘化银的溶解度更小 由溶解度小的沉淀可转化为溶解度更小的沉淀知 在氯化银的沉淀溶解平衡体系中 加入碘化钾固体 因生成碘化银而促进氯化银的溶解 c项正确 在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中通入co2气体 会消耗 使碳酸钙溶解平衡右移 d项错误 答案 c 重点难点探究 重要考向探究 随堂检测 3 某温度时 baso4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示 下列说法正确的是 a 加入na2so4可以使溶液由a点变到b点b 通过蒸发可以使溶液由d点变到c点c d点无baso4沉淀生成d a点对应的ksp大于c点对应的ksp 重点