河北省新乐市第一中学高中化学 3.4难溶电解质的溶解平衡课件 新人教版选修4.ppt

难溶电解质的溶解平衡 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 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 课堂练习 练习1 下列说法中正确的是 a 不溶于水的物质溶解度为0b 绝对不溶解的物质是不存在的c 某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0d 物质的溶解性为难溶 则该物质不溶于水 b 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 溶解agcl s ag aq cl aq 沉淀 agcl在水中溶解平衡 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 固agcl体在水中的沉淀溶解平衡可表示为 一 沉淀溶解平衡 练 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 沉淀溶解平衡表达式 对比电离方程式 pbi2 agcl cu oh 2 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 练习 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7 8 可使fe3 转变为fe oh 3沉淀而除去 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 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 思考 写出氢氧化镁沉淀溶解平衡的表达式 1 若使氢氧化镁沉淀溶解 可以采取什么方法 所依据的原理是什么 2 现提供以下试剂 请你设计可行的实验方案 蒸馏水 盐酸 饱和nh4cl溶液 naoh溶液 nacl溶液 na2co3溶液 fecl3溶液 mg oh 2 s mg2 aq 2oh aq 讨论 溶解 沉淀 根据勒夏特列原理 使沉淀溶解平衡向溶解方向移动 固体无明显溶解现象 溶液变浅红 迅速溶解 逐渐溶解 mg oh 2 2hcl mgcl2 2h2o mg oh 2 2nh4cl mgcl2 2nh3 h2o 完成实验 记录现象 写出反应的化学方程式 有红褐色沉淀生成 说明溶解 实验方案 分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水 酸 盐 根据实验现象 得出结论 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nh3 h2o 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 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 解释 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 3 沉淀的转化 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 实验3 4 3 5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 5 10 4g s agi 3 7 10 7g s ag2s 1 3 10 16g 沉淀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 5 10 4g s agi 3 7 10 7g s ag2s 1 3 10 16g 沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化 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 3oh5ca2 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 练习 向5mlnacl溶液中滴入一滴agno3溶液 出现白色沉淀 继续滴加一滴ki溶液并振荡 沉淀变为黄色 再滴入一滴na2s溶液并振荡 沉淀又变成黑色 根据上述变化过程 分析此三种沉淀物的溶解度关系为 a agcl agi ag2sb agclagi ag2sd agi agci ag2s 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 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100ml0 01mol lkcl溶液中 加入1ml0 01mol lagno3溶液 下列说法正确的是 agcl的ksp 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 c cl 0 01 0 1 0 101 9 9 10 3mol l c ag 0 01 0 001 0 101 9 9 10 5mol l qc 9 9 10 3 9 9 10 5 9 8 10 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 0l纯水中加入0 1ml浓度为0 01mol l的cacl2和na2co3 2 改变cacl2和na2co3的浓度为1 0mol l呢 c ca2 c co32 0 1 10 3 0 01 1 0 10 6mol lqc c ca2 c co32 10 12 ksp caco3 4 96 10 9因此无caco3沉淀生成 c ca2 c co32 10 4mol lqc c ca2 c co32 10 8 ksp caco3因此有caco3沉淀生成 练习如果溶液中fe3 和mg2 的浓度均为0 10mol l 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 3fe3 3oh ksp c fe3 c3 oh 4 0 10 39fe3 沉淀完全时的c oh 为 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 例3 已知ksp agcl 1 8 10 10 ksp ag2cro4 9 0 10 12 试求agcl和ag2cro4的溶解度 用g l表示 解 1 设agcl的溶解度为s1 mol l 则 agcl s ag aq cl aq 平衡s1s1 2 设ag2cro4的溶解度为s2 mol l 则 ag2cro4 s 2ag aq cro42 aq 平2s2s2 在水中 agcl溶解度小于ag2cro4的溶解度 由以上例题的结果可得到如下结论 同种类型的难溶电解质 在一定温度下 ksp越大则溶解度越大 不同类型则不能用ksp的大小来比较溶解度的大小 必须经过换算才能得出结论 练习7 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 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 练习 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