溶液中的离子反应(电离、水解、溶解平衡)PPT课件

溶液中的离子反应弱电解质的电离平衡（弱酸、弱碱、水等）盐类的水解沉淀溶解平衡,17:23,1,.,电解质与非电解质：氯化银难溶于水、导电性差，但在熔化状态下，即液态，AgCl=AgCl电离成自由移动的离子，能导电，AgCl是电解质。H2SO4、HCl在液态时不导电，但它们溶于水后完全电离成离子，能导电，所以它们是电解质。单质、混合物即不属于电解质，也不属于非电解质。CO2、SO2、NH3等化合物为非电解质。它们的水溶液能导电是因为生成新物质：H2CO3、H2SO3、NH3H2O，电离出自由离子而导电，本身不电离出自由移动离子。强电解质与弱电解质：电解质的强弱与物质的溶解性无关，跟化学键有关。如BaSO4硫酸钡难溶于水，而在熔化状态是完全电离，故BaSO4是强电解质。（强、弱酸，强、弱碱，绝大数盐，水等。）溶液的导电性强弱与电解质的强弱无必然联系，仅与溶液中离子浓度大小有关。,17:23,2,.,弱电解质的电离平衡是指在一定条件（如温度、浓度）下，当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态，这叫做电离平衡。,一、弱电解质电离平衡,先判断强、弱电解质，决定符号,多元弱碱也是分步电离，但书写电离方程式时常写总式。,多元弱酸分步电离，电离能力逐渐降低，以一级电离为主。,Al（OH）3有酸式和碱式电离。,多元弱酸的酸式盐的电离方程式.,1、电解质电离方程式书写：,17:23,3,.,例1、NH3H2O；HClO；H2SO3；Fe（OH）3；(5)Al（OH）3；(6)NaHCO3；(7)NaHSO4（8)Ba（OH)2,例2、在溶液中的电离方程式书写正确的是（）,17:23,4,.,（1）、属于弱电解质的电离过程,（3）、电离方向是吸热方向，是溶质微粒数增多的方向；,2、电离平衡的特征:,17:23,5,.,3、电离平衡移动的条件:,升温,促进电离,温度,浓度,加与电离平衡相关的物质,加水稀释,促进电离,加少量醋酸钠固体,抑制电离,加少量氢氧化钠固体,促进电离,17:23,6,.,4、电离平衡常数：,（1）、定义：一定温度下，弱电解质电离平衡时的常数。,（2）、表达式：,（3）、意义：,25时HFK=7.2104HAcK=1.8105,酸性：HFHAc,同温度下，电离常数的大小表示了弱电解质的相对强弱,中强酸（碱）：Ka(Kb)10-2弱酸（碱）：Ka(Kb)=10-310-7极弱酸（碱）：Ka(Kb)SO42-HNH3H2O，考虑水电离产生的H浓度。Na2CO3溶液中：CO32HCO3H2CO3，考虑分步水解。NH3H2O溶液中：NH3H2OOHH，水解是微弱的。H2S溶液中：H2SHSS2，考虑分步电离。Na2S溶液中，质子守恒：OH=HS2H2SH,17:23,25,.,2、影响盐类水解的因素,（1）盐的本性：盐水解后生成的酸或碱很弱，且难溶于水，则水解程度也越大；,（2）盐的浓度：盐的浓度越小，水解程度就越高；,（3）温度：盐的水解是吸热反应，加热可促使盐类的水解；,（4）同离子效应：如果在盐的溶液中加入酸或碱，则由于同离子效应使平衡向生成盐的方向移动，降低水解程度。,17:23,26,.,3、盐类水解程度(1)一元强碱弱酸盐（NaAc）的水解,NaAcNa+Ac-Ac-+H2OOH-+HAc,意义：Kh水解常数，越大，Ka越小（生成的酸越弱），盐的水解程度也越大。NaAc：Kh=1.01014/1.8105=5.61010,C0/Kh400,近似处理：OH=,17:23,27,.,(2)一元强酸弱碱盐（NH4Cl）的水解,NH4ClNH4+Cl-,NH4+H2ONH3H2O+H+,意义：Kh越大，Kb越小（生成的碱越弱），盐的水解程度也越大。,C0/Kh400,NH4Cl：Kh=1.01014/1.8105=5.61010,17:23,28,.,(3)一元弱酸弱碱盐（NH4Ac）的水解,NH4AcNH4+Ac-,意义：Ka和Kb越小，Kh越大盐的水解程度也越剧烈。双水解的趋势变大了，但还不完全反应。,NH4+Ac-+H2ONH3H2O+HAc,NH4Ac：Kh=Kw/（KaKb）=1.01014/(1.81051.8105)=3.1105,彻底双水解，完全反应：Al33HCO3=Al(OH)33CO2泡沫灭火器的制备原理。,17:23,29,.,(4)多元弱酸强碱盐(Na2CO3)的水解,Na2CO32Na+CO32-,17:23,30,.,可见，Kh1Kh2多元弱酸盐的水解一般只要考虑第一级水解，第二级水解可以忽略不计。,HCO3-+H2OH2CO3+OH-Kh2,17:23,31,.,原始浓度c00平衡浓度c-c(OH-)c(HCO3-)c(OH-),c(OH-)c(HCO3-),c(CO32-)=c-c(OH-)c,CO32-+H2OHCO3-+OH-Kh1,17:23,32,.,盐与盐反应类型复分解反应：CuSO4Na2S=Na2SO4CuSCu2与S2之间并不发生双水解反应。2AgCO32=Ag2CO3Zn2S2=ZnS双水解反应：Al33HCO3=Al(OH)33CO22Al33CO323H2O=2Al(OH)33CO22Al33S26H2O=3H2S2Al(OH)32Fe33CO323H2O=2Fe(OH)33CO2Al33AlO26H2O=4Al(OH)3氧化还原反应：2Fe32I=2Fe2I25Fe2MnO48H=5Fe3Mn24H2O络合反应:Fe3SCNFe(SCN)2,17:23,33,.,四、沉淀溶解平衡,1、溶度积如CaCO3在水中的溶解度虽小，但仍有一定数量的Ca2+、CO32-存在于溶液中。同时，溶液中的Ca2+、CO32-又会不断析出。在一定温度下，溶解与结晶速度相等时，便建立了固体和溶液中离子之间的动态平衡，称为多相离子平衡或溶解平衡，此时的溶液称为饱和溶液。CaCO3(s)=Ca2+(aq)+CO32-(aq),当温度一定时，其离子浓度的乘积为一常数，这个平衡常数Ksp称为溶度积常数，简称溶度积。,平衡常数表达式为,17:23,34,.,2、难溶电解质的溶度积和溶解度都表示其溶解能力的大小。若溶解度以smoldm-3表示（1）AB型难溶物质，如AgCl,CaCO3,BaSO4等，有CaCO3(s)=Ca2+(aq)+CO32-(aq)平衡浓度/moldm-3ssKsp(CaCO3)=s2,（2）A2B型或A2B型难溶物质，如Ag2CrO4，Mg(OH)2等，有Ag2CrO4(s)=2Ag+(aq)+CrO42-(aq)平衡浓度/moldm-32ssKsp(Ag2CrO4)=(2s)2s=4s3,同类型的物质可以判断物质溶解度大小，不同类型时不能判断。,17:23,35,.,3、溶度积规则AnBm(s)=nAm+(aq)+mBn-(aq)Qc为任意状态下有关离子浓度的乘积即浓度商,QcKsp有沉淀析出直至达饱和Qc=Ksp溶解达平衡，饱和溶液QcKsp无沉淀析出，或沉淀溶解,溶度积规则可用于判别沉淀的发生或溶解。,17:23,36,.,4、沉淀溶解的方法,利用酸碱反应CaCO3(s)=Ca2+CO32-+H+H2O+CO2c(CO32-)下降，QcKsp，CaCO3溶解。又如：部分金属硫化物FeS、ZnS、MnS、NiS等能溶于稀酸：ZnS+2H+=Zn2+H2S,利用氧化还原反应另有一些金属硫化物如Ag2S、CuS、PbS等，其Ksp太小，不溶于非氧化性酸，但可加入氧化性酸，极大地降低了S2离子的浓度，使之溶解。3PbS+8HNO3(稀)=3Pb(NO3)2+3S+2NO+4H2O,17:23,37,.,利用络合（配位）反应AgCl(s)+2NH3=Ag(NH3)2+Clc(Ag+)下降,使得QcKsp,5、同离子效应,在难溶电解质饱和溶液中，加入含有与难溶物组成中相同离子的强电解质，使难溶电解质的溶解度降低的现象称为同离子效应。,同离子效应使得QcKsp，例如在AgCl饱和液中加入NaCl时，由于Cl离子的大量存在，使AgCl的溶解度下降。AgCl(s)=Ag+ClNaCl=Na+Clc(Cl)上升，使得QcKsp(AgCl)，此时c(Ag+)下降，即AgCl的溶解度下降。,17:23,38,.,一种沉淀向另一种更难溶的沉淀转化的过程称为沉淀的转化，如：PbCl2+2I=PbI2+2Cl白黄Ksp(PbCl2)=1.610-5Ksp(PbI2)=1.3910-8,6、沉淀的转化,锅炉水垢去除：CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4CaCO3(Ksp=4.9610-9)，CaSO4(Ksp=7.1010-5)CaCO32H=Ca2H2OCO2溶洞的形成：CaCO3CO2H2OCa22HCO3氟化物防治龋齿：羟基磷灰石会被有机酸（由口腔细菌和酶作用下产生的）溶解，而氟磷灰石更难溶，能抵抗酸的侵蚀。Ca5(PO4)3(OH)F=Ca5(PO4)3FOH,17:23,39,.,思考题：1.某温度下，0.01molL-1的弱酸HA平衡时的电离度为20%，则该弱酸的Ka值为(1)5.010-3(2)5.010-5(3)5.010-4(4)5.010-2（3）,2.一醋酸溶液的pH与1.010-3molL-1盐酸相同，则醋酸溶液的浓度为（KaHAc=1.7510-5）(1)1.7510-4molL-1(2)5.7510-4molL-1(3)1.75molL-1(4)0.0575molL-1(4),17:23,40,.,3.下列物质中，哪一种属于强电解质（1）碳酸钙（2）醋酸铅（3）蚁酸（4）氢硫酸（1）,4.已知下列相同浓度盐的pH，由小到大的顺序是NaA，NaB，NaC，NaD（A,B,C,D都为弱酸根），则各对应的共轭酸在同浓度，同温度下，电解度最大的是(1)HA(2)HB(3)HC(4)HDpH小c(OH-)小Kb小Ka大(1)c(OH-)=(Kw/Ka)c1/2,17:23,41,.,5.1.010-10molL-1的HCl和1.010-10molL-1的HAc溶液中，氢离子浓度的关系是(1)HCl中的氢离子浓度远大于HAc中的氢离子浓度(2)HCl中的氢离子浓度远小于HAc中的氢离子浓度(3)两种溶液中的H+离子浓度接近(4)两者无法比较（3）当酸的浓度较大时，可忽略水的解离，酸浓度极稀时，主要考虑水的离解部分。,6.某一元弱酸HX的酸常数是1.010-4，则HX与一元强碱反应的平衡常数为多少？1.01010,17:23,42,.,7.锌粒和HAc反应时，若向醋酸溶液中加入少量固体NaAc，则置换反应速率将会（填“增大”、“减小”或“不变”）由于同离子效应使HAc溶液中c(H+)减小，所以置换反应的速率随之减小。(“减小”),8.在-50时，液氨可发生如下电离：2NH3NH4NH2，两种离子的平衡浓度均为110-15mol/L，下列有关叙述中正确的是（）A.此温度下，液氨的离子积为110-15B.在液氨中放入NaNH2，则液氨的离子积数值将增大C.在此温度下，液氨的离子积数值为110-30D.在液氨中放入NH4Cl，则液氨中的NH4将大于NH2,CD,17:23,43,.,9.计算0.10mol/LCH3COOH溶液的H浓度；再向0.10mol/LCH3COOH溶液中加入CH3COONa固体使CH3COONa浓度为0.5mol/L，计算此时溶液中H浓度。已知CH3COOH的Ka=1.7510-5,H1=1.3210-5mol/LH2=3.510-6mol/L,10.某温度下纯水的H=2.010-7mol/L，则此时OH-=mol/L；若温度不变，滴入稀硫酸，使H=5.010-4mol/L，则由水电离产生的H=mol/L,2.010-7mol/L；8.010-11mol/L,17:23,44,.,11.pH=10的NaOH溶液和pH=8的NaOH溶液等体积混合，求混合溶液的pH为多少？,9.7,12.在90mL0.1mol/LHAc-0.1mol/LNaAc缓冲溶液中加入10mL0.01mol/LHCl，求溶液的pH（已知pKa=4.76）,pH=4.75,17:23,45,.,例1：下列说法中正确的是A、电离度大的物质是强电解质B、弱电解质的电离度随溶液稀释而增大，因此在不断稀释过程中溶液的导电能力不断增强C、1mL0.1mol/L氨水与10mL0.01mol/L氨水中所含OH-离子数目相等D、1L1mol/L盐酸中含有1molH+,D,例2：将0.lmol/LCH3COOH溶液加水稀释或加入少量CH3COONa晶体时，都会引起A溶液的pH增加BCH3COOH电离度变大C溶液的导电能力减弱D溶液中OH减小,A,17:23,46,.,例3：在相同温度时100mL0.01mol/L的醋酸溶液与10mL0.1mol/L的醋酸溶液相比较，下列数值前者大于后者的是A中和时所需NaOH的量B电离度CH+的物质的量DCH3COOH的物质的量,B、C,相同浓度的上述溶液中溶质分子浓度最大的是A、HFB、HCNC、HNO2D、CH3COOH,B,例4：已知25时，KHF=7.210-4KHCN=4.910-10KHNO2=4.610-4KCH3COOH=1.810-5,17:23,47,.,将pH均为2的酸稀释相同的倍数(如100倍)，pH变化小的是弱酸,例5：有两瓶pH=2的酸溶液，一瓶是强