第二课时《难溶电解质的溶解平衡》原创课件(人教版选修4).ppt

1、,第三章 水溶液中的离子平衡,第四节 难溶电解质的溶解平衡 （第二课时）,人教版选修4 化学反应原理,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78，可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。,Fe3 + 3NH3H2O=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,化学沉淀法废水处理工艺流程示意图,思考与交流

2、,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、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可从哪些方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部除去？说明原因。,从溶解度方面可判断沉淀能否生成；不可能使要除去的离子通过沉淀完全除去，因为不溶是相对的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。,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

3、,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。,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，,迅速溶解,逐渐溶解,Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O,M

4、g(OH)2 + 2NH4Cl MgCl2 + 2NH3H2O,完成实验,记录现象,写出反应的化学方程式。,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NH3H2O（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，

5、并试从中找出使沉淀溶解的规律。,【解释】,【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,3、沉淀的转化,向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液,生成白色沉淀,向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液,白色沉淀转变为红褐色,静置,红褐色沉淀析出，溶液变无色,【实验3-5】,（实验34、35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

6、- + K+,+,AgI(s),s(AgCl)=1.510-4g,s(AgI)=3.710-7g,s(Ag2S)=1.310-16g,沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。,思考与交流,1.根据你所观察到的现象，写出所发生的反应。 2.如果将上述两个实验中的沉淀生成和转化的步骤颠倒顺序，会产生什么结果？试用平衡移动原理和两种沉淀溶解度上的差别加以解释，找出这类反应发生的特点。,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀。两者差别越大，转化越容易。,AgCl+I-=AgI+Cl-,2AgI+S2-=Ag2S+2I-,3Mg(OH)2+2Fe3+=2Fe(OH)3+3Mg2+,转化不会发生,沉淀转化的

7、实质 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。 沉淀转化的应用 沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。,CaSO4 SO42 + Ca2,+ CO32,CaCO3,应用1：锅炉除水垢：P64 锅炉的水垢中含有CaSO4 ，可先用Na2CO3溶液处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。,化学法除锅炉水垢的流程图,CaSO4+CO32- CaCO3+SO42- CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2O Mg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O,水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4,用饱和Na2CO3 溶液浸泡数天,疏松的水垢CaC

8、O3 Mg(OH)2,写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式,用盐酸或 饱和氯化铵液,除去水垢,ZnS沉淀转化为CuS沉淀的总反应：,ZnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Zn2+,ZnS与CuS是同类难溶物，CuS的溶解度远小于ZnS的溶解度。,应用3：为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”?,由于人体内胃酸的酸性较强(pH=0.91.5)，如果服下BaCO3，胃酸会与CO32反应生成CO2和水，使CO32浓度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。,所以，不能用BaCO3作为内服

9、造影剂“钡餐”。,而SO42不与H结合生成硫酸，胃酸中的H对BaSO4的溶解平衡没有影响，Ba2浓度保持在安全浓度标准下，所以用BaSO4 作“钡餐”。,思考： 如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应尽快用5.0的Na2SO4溶液给患者洗胃，为什么？能用Na2CO3溶液吗？,【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。,例2： 在1L含1.010-3molL-1 的

10、SO42-溶液中，注入0.01mol BaCl2溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去SO42-?已知:Ksp(BaSO4)= 1.110-10 mol2L-2,解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉 淀后，Ba2+过量，剩余的即Ba2+=0.01-0.001=0.009mol/L. SO42-=Ksp/Ba2+= 1.110-10/9.010-3=1.210-8(mol/L) 因为，剩余的即SO42-=1.210-8mol/L1.010-5mol/L 所以， SO42-已沉淀完全，即有效除去了SO42-。,注意：当剩余离子即平衡离子浓度

11、10-5mol/L时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。,例4：若某溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 molL, 使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么? ( Ksp (Fe(OH)3)= 410-39Ksp (Mg(OH)2)= 1.810-11),pOH = 10.8 , pH = 3.2,解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- Fe3+ 沉淀完全时的OH-为:,Mg2开始沉淀的pH值为:,pOH = 4.9, 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。,Ksp (Mg(OH)2)= 1.810-11

12、,交 流 与 讨 论,阅读P66 氟化物防治龋齿的化学原理,+ F-,牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡： Ca5(PO4)3OH（s） 5 Ca2+ +3PO43-+OH- 进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是 。 已知Ca5(PO4)3F（s）的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：因 。,生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，加速 腐蚀牙齿,5Ca23PO43FCa5(PO4)3F,思考：,例1：已知25时，AgCl的溶解度是1.921

13、0-3g/L，求它的溶度积。已知AgCl的摩尔质量为143.5g/mol。,解 ：依题意可知25时AgCl饱和溶液中 c(Ag+)=c(Cl-)=0.00192/143.5mol/L =1.3410-5mol/L 则KSP,AgCl=c(Ag+).c(Cl-) =(1.3410-5)2 =1.810-10,3. 溶度积与溶解度之间的换算,例2：已知25时KSP(AgCl)=1.810-10,把足 量的AgCl放入1L 1 .0 mol L的 盐酸溶液中溶解度是多少？（g/L）,解：设AgCl 在盐酸中的溶解度为S（molL), AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平衡 S S

14、1 1,AgCl在盐酸溶液中溶解度比在水中的小。,例3：已知Ksp,AgCl1.810-10， Ksp,Ag2CrO49.010-12，试 求AgCl和Ag2CrO4的溶解度（用g/L表示）,解：（1）设AgCl的溶解度为S1（molL),则： AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平衡 S1 S1,(2)设Ag2CrO4的溶解度为S2（mol/L),则： Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq) 平 2S2 S2,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

15、。 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。,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0 B.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0 D.物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水,B,练习2：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.,C D,练习3：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.Na

16、OH B.MgCO3 C.氨水 D.MgO E.Mg(OH)2,AC,同离子效应,硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移，不利于沉淀溶解,练习4：硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小？,练习5：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、CdS D.溶解度小于CuS、PbS、CdS,C,练习6：

17、已知KSP【Ca(OH)2】=5.510-6mol3.L3则其饱和溶液的PH值是多少？,解：设Ca(OH)2 的溶解度为S（molL),则： Ca(OH)2 Ca2+2OH- 平衡 S 2S KSP=S(2S)2=4S3=5.510-6 S=1.110-2 即 c(OH-)= 2.210-2 mol/L c(H+)= 10-14 /2.210-2 =4.510-13 mol/L PH=12,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8：将足量BaCO3分别加入 30ml水 10ml0.2mol/LNa2CO3溶液50ml0.01mol/LBaCl2溶液100ml0.01mol/LHCl中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度有大到小的顺序为： ,在AgCl的饱和溶液中，有AgCl固体存在，当分别向溶液中加入下列物质时，将有何种变化？,加入物质 平衡 溶液中浓度 AgCl AgCl 引起变化 移动 Ag+ Cl- 溶解度