高中化学 3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡课件 苏教版选修4.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 一 沉淀溶解平衡1 不同电解质在水中的溶解性差别很大 习惯上将溶解度小于0 01g的电解质称为难溶电解质 虽然它们的溶解度很小 但是在水中仍有极少量溶解 2 在一定温度下 对于难溶电解质来说 当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时 达到平衡状态 人们把这种平衡称为沉淀溶解平衡 3 在agcl沉淀生成的溶液中存在着如下平衡 agclag cl 上述平衡存在两个过程 一方面 在水分子的作用下 少量的ag 和cl 脱离agcl表面进入水中 沉淀溶解过程 另一方面 溶液中的ag 和cl 受agcl表面阴 阳离子的吸引 回到agcl表面析出 沉淀生成过程 当agcl沉淀溶解和生成速率相等时 ag 和cl 在溶液中浓度不变 由于这两种过程的存在 使得agcl沉淀不能完全溶解 目标导航 预习导引 一 二 4 我们可以用平衡常数来描述难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡 其平衡常数称为溶度积常数或简称溶度积 用ksp来表示 反应ambnman nbm 的溶度积常数可表示为ksp cm an cn bm 5 难溶电解质的ksp的大小反映了难溶电解质在水中的溶解能力 它只与难溶电解质的性质和温度有关 与沉淀的量无关 溶液中离子浓度改变只能使平衡移动 并不改变溶度积 在一定温度下 ksp为常数 预习交流1沉淀溶解平衡式与该物质的电离方程式相同吗 提示 不相同 沉淀溶解平衡式通常表示难溶强电解质在溶液中建立的沉淀溶解的可逆过程 而强电解质的电离方程式体现的是一个完全进行的过程 即使是难溶的弱电解质 沉淀溶解平衡式表示的也是沉淀的溶解过程和溶解部分的电离过程两个方面的式子 而电离方程式仅仅表示溶解部分的电离过程 目标导航 预习导引 一 二 二 沉淀溶解平衡原理的应用1 分离或除去离子 在无机化合物的制备和提纯 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 我们也可以利用溶度积不同进行除去一种离子而保留另一种离子的操作 比如当溶液的ph超过5时 铜离子才开始转化为沉淀 因此我们可以通过控制溶液ph达到除去铁离子而让铜离子保留在溶液中的目的 2 难溶电解质的沉淀溶解平衡是暂时的 有条件的 一旦改变条件 平衡被破坏 沉淀和溶解这对矛盾可以相互转化 因此可以通过改变条件使平衡移动 使溶液中的离子转化为沉淀 或使沉淀转化为溶液中的离子 3 沉淀的转化 沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动 一般来说 溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质 4 沉淀转化在生产和科研中具有极其重要的应用 在分析化学中常常先将难溶强酸盐转化为难溶弱酸盐 然后用酸溶解 使阳离子进入溶液 目标导航 预习导引 一 二 预习交流2为什么沉淀会溶解 提示 当溶液中沉淀离子的浓度幂之积小于其溶度积常数时 沉淀的溶解未达饱和 则将表现为沉淀的溶解 问题导学 即时检测 一 二 三 四 一 沉淀溶解平衡活动与探究1 沉淀溶解平衡的特点是什么 答案 问题导学 即时检测 一 二 三 四 2 沉淀溶解平衡是怎样建立的 勒夏特列原理是否适用于该平衡 答案 难溶电解质的溶解度虽然很小 但不可能为零 完全不溶解 溶液中的离子结合成难溶电解质时 也不可能完全进行到底 故难溶电解质在水中会建立如下平衡 mman s mmn aq nam aq 勒夏特列原理同样适用于沉淀溶解平衡 3 难溶的氯化银在水中也存在着溶解平衡agcl s ag aq cl aq 怎样用实验证明溶液中可以同时存在着少量的ag 和cl 答案 取适量的agcl溶解于试管中制成溶液 滴加酸化的agno3溶液 生成白色沉淀 证明溶液中含有cl 另取适量agcl溶解于试管中制成溶液 滴加na2s溶液 生成黑色沉淀 证明溶液中含有ag 问题导学 即时检测 一 二 三 四 迁移与应用例1有关agcl的沉淀溶解平衡的说法正确的是 a agcl沉淀生成和溶解同时在不断进行 且速率相等b agcl难溶于水 溶液中没有ag 和cl c 只要向含有agcl的饱和溶液中加入盐酸 一定会有沉淀生成d 向含有agcl的悬浊液中加入nabr固体 agcl沉淀不变化点拨 达到沉淀溶解平衡时 离子的浓度幂之积是一个定值 与离子的物质的量没有直接联系 解析 a项 沉淀溶解平衡是一个动态平衡 正确 b项 沉淀溶解平衡存在 则肯定存在ag 和cl 故不正确 c项 如果加入盐酸后溶液中cl 的浓度小于原饱和溶液中的cl 浓度 则不产生沉淀 d项 向含有agcl的悬浊液中加入nabr固体 agcl沉淀会转变为agbr沉淀 答案 a温馨提示 沉淀溶解平衡是一个动态平衡 平衡建立后 溶液中仍然存在离子和沉淀 问题导学 即时检测 一 二 三 四 问题导学 即时检测 一 二 三 四 影响沉淀溶解平衡的外界因素1 浓度 加水稀释 平衡向溶解的方向移动 但ksp不变 2 温度 绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程 升高温度 平衡向溶解方向移动 3 同离子效应 向平衡体系中加入相同的离子 使平衡向沉淀方向移动 问题导学 即时检测 一 二 三 四 二 溶度积与沉淀的生成活动与探究1 你能够写出ambn s man aq nbm aq 的溶度积表达式吗 答案 溶度积ksp cm an cn bm 2 ksp的影响因素有哪些 答案 1 内因难溶物质本身的性质 这是主要决定因素 2 外因 浓度 加水稀释 平衡向溶解方向移动 但ksp不变 温度 绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程 升高温度 平衡向溶解方向移动 ksp增大 其他 向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时 平衡向溶解方向移动 但ksp不变 问题导学 即时检测 一 二 三 四 迁移与应用例2下列说法中正确的是 a 在一定温度下的饱和agcl水溶液中 ag 与cl 的浓度乘积是一个常数b 已知agcl的ksp 1 8 10 10 则在任何含agcl固体的溶液中 c ag c cl 且ag 与cl 浓度的乘积等于1 8 10 10c ksp数值越大的难溶电解质 在水中的溶解能力越强d 难溶电解质的溶解程度很小 故外界条件改变 对它的溶解程度没有影响点拨 难溶电解质的沉淀溶解平衡 是建立在一定条件下的动态平衡 一旦条件改变 平衡将被破坏 问题导学 即时检测 一 二 三 四 解析 b项 若在含agcl固体的溶液中溶有nacl 则c ag c cl 但ag 与cl 浓度的乘积仍等于1 8 10 10 错误 c项 当难溶电解质的类型相似时 ksp越大的难溶电解质 在水中的溶解能力越强 错误 d项 难溶电解质的溶解性受外界条件的影响 错误 答案 a误区警示 溶度积常数只表示一定温度下 溶液中相应离子的浓度幂之积是一个常数 而不是表示难溶电解质溶解产生的离子的浓度幂之积是一个常数 问题导学 即时检测 一 二 三 四 问题导学 即时检测 一 二 三 四 1 ksp的意义 ksp反映了物质在水中的溶解能力 2 ksp只与难溶电解质的性质和温度有关 溶液中离子浓度的变化只能使平衡移动 并不改变溶度积 3 对于阴 阳离子个数比相同的难溶电解质 ksp的数值越大 电解质在水中的溶解能力越强 4 在难溶电解质的溶液中 如果有关离子的浓度幂之积 以qc表示 大于该难溶物的ksp 就会生成沉淀 为使沉淀更完全 必须创造条件 促进平衡向生成沉淀的方向移动 常用的方法是加沉淀剂使qc ksp 析出沉淀 问题导学 即时检测 一 二 三 四 问题导学 即时检测 一 二 三 四 问题导学 即时检测 一 二 三 四 问题导学 即时检测 一 二 三 四 问题导学 即时检测 一 二 三 四 在难溶电解质饱和溶液中加入适当试剂 使之与形成沉淀的一种离子结合成另一类化合物 从而使之溶解 具体办法可采用酸碱溶解法 氧化还原溶解法以及沉淀转化溶解法等 问题导学 即时检测 一 二 三 四 四 沉淀的转化活动与探究1 利用沉淀转化的方法能否全部除去要沉淀的离子 答案 不可能将要除去的离子全部通过沉淀转化除去 一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1 10 5mol l 1时 沉淀已经完全 2 沉淀转化的实质是什么 答案 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动 问题导学 即时检测 一 二 三 四 迁移与应用例4已知同温度下的溶解度 zn oh 2 zns mgco3 mg oh 2 就溶解或电离出s2 的能力而言 fes h2s cus 则下列离子方程式错误的是 点拨 一个化学反应 容易向生成溶度积小的物质的方向进行 解析 因为溶解度 zn oh 2 zns 溶液中离子反应往往是生成更难溶的物质 则zn2 和s2 更容易结合生成zns zn2 s2 zns c项错误 答案 c温馨提示 两种离子间的反应 是相互促进的水解反应 还是直接生成沉淀 取决于生成物溶度积的大小 通常反应向生成溶度积小的物质的方向进行 问题导学 即时检测 一 二 三 四 迁移训练4海水中含有大量的元素 常量元素如氯 微量元素如碘在海水中均以化合态存在 25 下 向0 1mol l 1的nacl溶液中逐滴加入适量的0 1mol l 1硝酸银溶液 有白色沉淀生成 从沉淀溶解平衡的角度解释产生沉淀的原因是 向反应后的浊液中 继续加入适量0 1mol l的nai溶液 振荡 静置 看到的现象是 产生该现象的原因是 用离子方程式表示 已知25 时ksp agcl 1 8 10 10 ksp agi 1 5 10 16 解析 qc c ag c cl ksp agcl 所以有沉淀析出 由于ksp agi ksp agcl 白色沉淀转化为黄色沉淀agcl i agi cl 问题导学 即时检测 一 二 三 四 由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化 若难溶解电解质类型相同 ksp较大的沉淀易转化为ksp较小的沉淀 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 1 将浓盐酸加到nacl饱和溶液中 会析出nacl晶体 对这种现象正确的解释是 a 由于c cl 增加 使溶液中c na c cl nacl的溶度积常数 故产生nacl晶体b hcl是强酸 所以它能使nacl沉淀出来c 由于c cl 增加 使nacl的溶解平衡向析出nacl方向移动 故有nacl沉淀析出d 酸的存在 降低了盐的溶解度解析 浓盐酸加到nacl饱和溶液中 破坏了nacl的溶解平衡 而使nacl沉淀出来 可以用平衡移动原理解释 nacl是易溶于水的物质 而溶度积是对难溶物而言 答案 c 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 2 已知室温下 al oh 3的ksp或溶解度远大于fe oh 3 向浓度均为0 1mol l 1的fe no3 3和al no3 3混合溶液中 逐滴加入naoh溶液 下列示意图表示生成al oh 3的物质的量与加入naoh溶液的体积的关系 合理的是 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 4 1 在饱和氯化铁溶液中加入难溶于水的碳酸钙粉末 发现碳酸钙逐渐溶解 产生无色气体和红褐色沉淀 则 气体为 红褐色沉淀为 用离子方程式表示产生上述现象的原因 2 在饱和氯化铁溶液中加入一种单质 也会产生类似上述现象的反应 这种单质是 a 磷b 硫c 镁d 铜解析 沉淀溶解平衡是有条件的 条件改变 沉淀溶解平衡会发生移动 1 fecl3在溶液中水解呈酸性 fe3 3