人教版选修4化学反应原理精品 ppt课件

1、2022-5-21人教版选修人教版选修4 4 化学反响原化学反响原理理 第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡第四节第四节 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡1 . 举例阐明学过的举例阐明学过的“平衡，它们有哪些特征？平衡，它们有哪些特征？化学平衡化学平衡 2NO2 N2O4 电离平衡电离平衡 H2O H+ +OH- Kw = cH+ .cOH-K水解平衡水解平衡 FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl2.特征特征:“逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变3.平衡挪动原理平衡挪动原理勒夏特列原理勒夏特列原理假设改动影响平衡的一个条件如浓度、温度、或压强假设改动影响平衡的

2、一个条件如浓度、温度、或压强等，平衡就向可以减弱这种改动的方向挪动。等，平衡就向可以减弱这种改动的方向挪动。复习复习 1.1.什么是饱和溶液？什么是饱和溶液？ 在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液。复复 习习2.2.如何判别某如何判别某NaClNaCl溶液能否曾经到达饱和？溶液能否曾经到达饱和？讨论讨论1 1： 在在NaClNaCl的饱和溶液中，再参与固体的饱和溶液中，再参与固体溶质，固领会不会继续溶解？能否发生着溶溶质，固领会不会继续溶解？能否发生着溶解过程？解过程？饱和饱和NaClNaCl溶液溶液外形不规那外形不规那么的么的NaClNaCl固固体

3、体外形规那外形规那么的么的NaClNaCl固体固体 一昼夜后察看发现：固体变为规那么的立方体一昼夜后察看发现：固体变为规那么的立方体；质量并未发生改动；质量并未发生改动思索：思索：得到什么启示？得到什么启示？ 一昼夜后一昼夜后探求1：饱和饱和溶液中溶液中v(v(结晶结晶)=v()=v(溶解溶解) )结论：结论：NaCl的饱和溶液中存在溶解平的饱和溶液中存在溶解平衡衡探求探求2 2：在饱和在饱和NaCl溶液中参与浓盐酸溶液中参与浓盐酸景象景象:NaCl:NaCl饱和溶液中析出固体饱和溶液中析出固体解释解释: : 在在NaClNaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡的饱和溶液中，存在溶解平衡 NaCl(

4、S) Na+(aq) + Cl-(aq) NaCl(S) Na+(aq) + Cl-(aq) 加浓盐酸加浓盐酸Cl- Cl- 的浓度添加的浓度添加, ,平衡向左移平衡向左移, NaCl, NaCl析出析出可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，难溶可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，难溶的电解质在水中能否也存在溶解平衡呢？的电解质在水中能否也存在溶解平衡呢？【实验】向盛有【实验】向盛有2 mL 0.1mol/LAgNO3溶液的溶液的试管中参与试管中参与2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液。溶液。讨论讨论3 3：景象：有白色沉淀生成，阐明溶液中依然有景象：有白色沉淀生成，阐明溶液中依然有Ag+ Cl-

5、存在，即存在，即Ag和和Cl的反响不能进展终究。的反响不能进展终究。1能否恰好反响？能否恰好反响？2溶液中能否还含有溶液中能否还含有Ag+和和Cl-？【继续实验】取上层清液，滴加【继续实验】取上层清液，滴加NaCl溶液，溶液， 有何景象？阐明了什么？有何景象？阐明了什么？沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，只不过溶解沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，只不过溶解 度很度很小，难溶物在水中存在溶解平衡。化学上通常以为残小，难溶物在水中存在溶解平衡。化学上通常以为残留在溶液中的离子浓度小于留在溶液中的离子浓度小于110-5 mol/L，沉淀就达，沉淀就达完全。完全。化学式溶解度/g化学式溶解度/gAgCl1.

6、510-4Ba(OH)23.89AgNO3222BaSO42.410-4AgBr8.410-6Ca(OH)20.165Ag2SO40.796CaSO40.21Ag2S1.310-16Mg(OH)2910-4BaCl235.7Fe(OH)3310-9表表3-4 几种电解质的溶解度几种电解质的溶解度(20) 溶解溶解 AgCl(s) Ag(aq) + Cl(aq) 沉淀沉淀 初始外形：初始外形：( (溶解溶解) ) ( (沉淀沉淀) ) 溶解平衡：溶解平衡：( (溶解溶解) = ) = ( (沉淀沉淀) ) 得到饱和得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡溶液，建立溶解平衡思索：把思索：把AgCl固体加

7、到水中都发生着怎固体加到水中都发生着怎样的过程？样的过程？ 溶解溶解 AgCl(s) Ag(aq) + 2Cl-aq) 沉淀沉淀 Ag+ Cl-AgCl在水中溶解平衡在水中溶解平衡虽然虽然AgClAgCl固体难溶于固体难溶于水，但仍有部分水，但仍有部分AgAg和和 Cl- Cl-分开固体外表分开固体外表进入溶液，进入溶液， 同时进入同时进入溶液的溶液的Ag2Ag2和和 Cl- Cl-又又会在固体外表沉淀下会在固体外表沉淀下来，当这两个过程速来，当这两个过程速率相等时，率相等时，AgAg和和 Cl-Cl-的沉淀与的沉淀与AgClAgCl固体固体的溶解到达平衡外形的溶解到达平衡外形即到达沉淀溶解平

8、衡即到达沉淀溶解平衡外形外形. . 固固AgClAgCl体在水体在水中的沉淀溶解平衡可中的沉淀溶解平衡可表示为：表示为：一、难溶电解质的溶解平衡一、难溶电解质的溶解平衡1 1、概念：、概念：在一定条件下，难溶电解质在一定条件下，难溶电解质_的的速率等于离子重新速率等于离子重新_的速率，的速率，溶液中各离子的浓度溶液中各离子的浓度_的外形。的外形。也叫沉淀溶解平衡也叫沉淀溶解平衡) )溶解成离子溶解成离子结合成沉淀结合成沉淀坚持不变坚持不变2 2、溶解平衡的建立、溶解平衡的建立以以AgCl(s)AgCl(s)的溶解平衡为例的溶解平衡为例一一 根本概念根本概念3.3.表达式：用表达式：用 AgCl

9、(s)Ag+(aq) + Cl-(aq)Cu(OH)2(s)Cu2+(aq) + 2OH-(aq)对比电离方程式：对比电离方程式： AgClAg+ Cl-Cu(OH)2Cu2+ + 2OH-AgCl:Cu(OH)2:Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) +2OH- (aq) 练：书写以下物质溶解平衡的表达式练：书写以下物质溶解平衡的表达式CaCO3 (s) Ca2+ (aq) +CO32- (aq) 难溶电解质的溶解平衡和弱电解质的电离平衡的区别a.从物质类别看：难溶电解质可以是强电解质也可以从物质类别看：难溶电解质可以是强电解质也可以是弱电解质。是弱电解质。b.从变化过程看：溶解平衡是

10、指已溶解的溶质与未溶从变化过程看：溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间构成的沉淀与溶解的平衡外形；而电解的溶质之间构成的沉淀与溶解的平衡外形；而电离平衡那么是指曾经溶解在溶液中的弱电解质分子离平衡那么是指曾经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化到达平衡外形。与离子之间的转化到达平衡外形。c.表示方法不同：如表示方法不同：如Al(OH)3溶解平衡表示为：溶解平衡表示为： Al(OH)3(s) Al3(aq) +3OH- (aq)电离平衡表示为：电离平衡表示为： Al(OH)3 Al3+ 3OH- 动：动态平衡，溶解和沉淀仍在进展动：动态平衡，溶解和沉淀仍在进展 等：等：V V溶解溶解

11、V V沉淀沉淀=定：溶液中各离子浓度坚持不变定：溶液中各离子浓度坚持不变 变：当条件改动时，溶解平衡将发生挪变：当条件改动时，溶解平衡将发生挪动动逆：溶解和沉淀互为可逆过程逆：溶解和沉淀互为可逆过程 逆、动、等、定、变逆、动、等、定、变沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，符合平衡的根本特征、满足平衡的变化根本规律。 5 5、沉淀溶解平衡的影响要素、沉淀溶解平衡的影响要素内因：电解质本身的性质。内因：电解质本身的性质。只需是饱和溶液都存在溶解平衡。只需是饱和溶液都存在溶解平衡。绝对不溶的物质是没有的绝对不溶的物质是没有的不同难溶物其溶解度差别也很大不同难溶物其溶解度差别也很大难溶难溶微溶微溶易

12、溶易溶可溶可溶外因外因温度：温度：浓度：浓度：加水，平衡向溶解方向挪动；加水，平衡向溶解方向挪动；(气体，气体，Ca(OH)2除外除外)升温，多数平衡向溶解方向挪动。升温，多数平衡向溶解方向挪动。同离子效应：添加与难溶电解质一样的离子，平衡向同离子效应：添加与难溶电解质一样的离子，平衡向沉淀方向挪动。沉淀方向挪动。化学反响：反响耗费难溶电解质的离子，平衡向溶解方化学反响：反响耗费难溶电解质的离子，平衡向溶解方向挪动。向挪动。1、以下说法中正确的选项是、以下说法中正确的选项是 A.物质的溶解性为难溶，那么该物质不溶于水物质的溶解性为难溶，那么该物质不溶于水B.不溶于水的物质溶解度为不溶于水的物质

13、溶解度为0C.绝对不溶解的物质是不存在的绝对不溶解的物质是不存在的D.某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度为零某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度为零2、以下对沉淀溶解平衡的描画正确的选项是、以下对沉淀溶解平衡的描画正确的选项是 A.开场时，溶液中各离子浓度相等开场时，溶液中各离子浓度相等B.平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等C.平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且坚持不变平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且坚持不变D.平衡时，假设再参与难溶性的该沉淀物，将促进溶解平衡时，假设再参与难溶性的该沉淀物，将促进溶解练习练习CB3(1)AgCl(s) Ag(

14、aq)Cl(aq)(2)AgCl=AgCl问问(1)式和式和(2)式所表示的意义？式所表示的意义？4常温条件下，常温条件下，CaCO3在水中的溶解在水中的溶解度大还是在度大还是在Na2CO3溶液中的溶解度大？溶液中的溶解度大？二二. .溶度积常数溶度积常数1.1.定义定义2.2.表达式表达式Kspc(Mn)mc(Am)n 溶解溶解 AgCl(s) Ag(aq) + Cl(aq) 沉淀沉淀 在难溶电解质的饱和溶液中在难溶电解质的饱和溶液中,当溶解与结晶速当溶解与结晶速率相等时率相等时,溶液到达溶解平衡外形溶液到达溶解平衡外形,那么该反响那么该反响的平衡常数表示为：的平衡常数表示为：Ksp，AgC

15、l =Ag+Cl-。该常数称为难溶电解质的溶度积常数，简称溶该常数称为难溶电解质的溶度积常数，简称溶度积。度积。3、溶度积规那么 AnBm(s) nAm+(aq) + AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq) mBn-(aq) QcKsp时，溶液过饱和，有沉淀析出时，溶液过饱和，有沉淀析出,直至到直至到达平衡达平衡. Qc=Ksp时，沉淀与饱和溶液的平衡时，沉淀与饱和溶液的平衡. QcQCKspKsp，所以有，所以有AgCl沉淀生成。沉淀生成。练习：将练习：将5mL 110-5mol/L的的AgNO3溶液和溶液和15mL410-5mol/L的的K2CrO4溶液混和时，有无砖溶液混

16、和时，有无砖红色红色Ag2CrO4沉淀生成？知沉淀生成？知Ag2CrO4的的Ksp=910-12 c(Ag)=2.510-6mol/L c(CrO42-)=310-5mol/L Qcc(Ag)2c(CrO42-) (2.510-6mol/L)2310-5 mol/L 1.91016由于由于QcKsp，所以无，所以无Ag2CrO4沉淀生成。沉淀生成。例：实验测得某水样中的铁离子的浓度为例：实验测得某水样中的铁离子的浓度为610-6moll-1假设要使水中的铁离子转化为沉淀，那么溶液的假设要使水中的铁离子转化为沉淀，那么溶液的PH值至值至少要控制在多少以上？少要控制在多少以上？知知Fe(OH)3的

17、的Ksp为为2.610-39解：设溶液中的解：设溶液中的OH-离子的浓度最少为离子的浓度最少为X才干使水中才干使水中的铁离子转化为沉淀。的铁离子转化为沉淀。KSP=c(Fe3+) c3(OH-)=2.610-39 =610-6X3求得求得X=7.5710-12molL-1=c(OH-)C(H+)=1.3210-3molL-1 PH=2.88答：答：PH至少要控制在至少要控制在2.88以上。以上。7.7.计算某离子开场沉淀的计算某离子开场沉淀的pHpH值值小结：电离平衡、水解平衡、溶解平衡的比较小结：电离平衡、水解平衡、溶解平衡的比较类型类型电离平衡电离平衡水解平衡水解平衡溶解平衡溶解平衡实例实

18、例升温升温加水加水加入原加入原溶质溶质CH3COOH NH4 + H2O Fe(OH)3(s)CH3COO- + H+ NH3H2O + H+ Fe3+(aq) + 3OH-(aq)+平衡右移平衡右移,K增增大大,c(H+)增大增大,电离度增大电离度增大平衡右移平衡右移,K不不变变,c(H+)减小减小,电离度增大电离度增大平衡右移平衡右移,K不不变变,c(H+)增大增大,电离度减小电离度减小平衡右移平衡右移,K增增大大,c(H+)增大增大,水解程度增大水解程度增大平衡右移平衡右移,K不不变变,c(H+)减小减小,水解程度增大水解程度增大平衡右移平衡右移,K不不变变,c(H+)增大增大,水解程度

19、减小水解程度减小平衡右移平衡右移,Ksp增大增大平衡右移平衡右移,Ksp不变不变,c(OH-)不不变变平衡不挪动平衡不挪动,Ksp不变不变,c(OH-)不变不变二、沉淀反响的运用二、沉淀反响的运用1、沉淀的生成、沉淀的生成1运用：生成难溶电解质的沉淀，是工运用：生成难溶电解质的沉淀，是工业消费、环保工程和科学研讨中除杂或提纯业消费、环保工程和科学研讨中除杂或提纯物质的重要方法之一。物质的重要方法之一。工业废水工业废水硫化物等硫化物等重金属离子如重金属离子如Cu2+、Hg2+等等转化成沉淀转化成沉淀2方法方法a 、调、调pH如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，

20、加氨水调pH值值至至78b 、加沉淀剂：、加沉淀剂：如沉淀如沉淀Cu2+、Hg2+等，以等，以Na2S、H2S做沉淀剂做沉淀剂Cu2+S2=CuS Hg2+S2HgSFe3+3H2O FeOH3+3H+ c、同离子效应法：例如，硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小。 思索与交流1、假设要除去某溶液中的、假设要除去某溶液中的SO42-，他选择加，他选择加 入钡盐还是入钡盐还是钙盐？为什么？钙盐？为什么？参与钡盐，由于参与钡盐，由于BaSO4比比CaSO4更难溶，运用钡更难溶，运用钡盐可使盐可使SO42-沉淀更完全沉淀更完全2、以他现有的知识，他以为判别沉淀能否生成可从哪、以他现有的知识，他以为判别

21、沉淀能否生成可从哪方面思索？能否可以使要除去的离子经过沉淀反响全部方面思索？能否可以使要除去的离子经过沉淀反响全部除去？阐明缘由。除去？阐明缘由。从溶解度方面可判别沉淀能否生成从溶解度方面可判别沉淀能否生成不可以使要除去的离子经过沉淀完全除去不可以使要除去的离子经过沉淀完全除去2 2、沉淀的溶解、沉淀的溶解1原理原理设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平设法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挪动衡向沉淀溶解的方向挪动2举例举例a a、难溶于水的盐溶于酸中、难溶于水的盐溶于酸中如：如：CaCO3CaCO3溶于盐酸，溶于盐酸，FeSFeS、Al(OH)3Al(OH)3、

22、Cu(OH)2 Cu(OH)2溶于强酸溶于强酸b 、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液如：如：Mg(OH)2溶于溶于NH4Cl溶液溶液在溶液中存在在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：的溶解平衡： Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq)假设使氢氧化镁沉淀溶解，可参与什么试剂？所根据假设使氢氧化镁沉淀溶解，可参与什么试剂？所根据的原理是什么？的原理是什么？1、石灰乳中存在以下平衡：、石灰乳中存在以下平衡： Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq),参与以参与以下溶液，可使下溶液，可使Ca(OH)2减少的是减少的是 A.Na2CO3溶液溶液

23、 B.KCl溶液溶液C.NaOH溶液溶液 D.CaCl2溶液溶液AB2、试利用平衡挪动原了解释以下现实：、试利用平衡挪动原了解释以下现实：(1)FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中不溶于水，但能溶于稀盐酸中(2)CaCO3难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中(3)分别用等体积的蒸馏水和分别用等体积的蒸馏水和0.010mol/L硫酸硫酸洗涤洗涤BaSO4沉淀，用水洗涤呵斥沉淀，用水洗涤呵斥BaSO4的的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量【实验【实验3-4】步骤步骤 1mLNaCl和和10滴滴AgNO3溶混合溶混合( (均为均为0.1mol0.1molL)

24、向所得固液混合物向所得固液混合物中滴加中滴加10滴滴0.1molLKI溶液溶液向新得固液混合物向新得固液混合物中滴加中滴加10滴滴0.1molL Na2S溶液溶液现象现象有白色沉淀析出有白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色白色沉淀转化为黄色 黄色沉淀转化为黑色黄色沉淀转化为黑色AgClAgIAg2S3 3、沉淀的转化、沉淀的转化向向MgCl2溶溶液中滴加液中滴加NaOH溶液溶液生成白生成白色沉淀色沉淀向有白色沉淀的溶液中向有白色沉淀的溶液中滴加滴加FeCl3溶液溶液白色沉淀转变为红褐色白色沉淀转变为红褐色静置静置红褐色沉淀红褐色沉淀析出，溶液析出，溶液变无色变无色【实验【实验3-5】实验实验3 34

25、 4、3 35 5沉淀转化沉淀转化AgClAgClAgIAgIAg2SAg2SKIKINa2SNa2SFeClFeCl3 3静置静置Mg(OH)Mg(OH)2 2Fe(OH)3Fe(OH)3讨论讨论:从实验中可以得到什么结论？从实验中可以得到什么结论？实验阐明：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的实验阐明：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。方向转化，两者差别越大，转化越容易。物质物质溶解度溶解度/gAgCl1.510-4AgI 9.610-9Ag2S1.310-16沉淀的转化表示图沉淀的转化表示图KI = I- + K+AgCl(s) Ag+ + Cl-+Ag

26、I(s)s(AgCl)=1.510-4gs(AgI)=3.710-7gs(Ag2S)=1.310-16g沉淀从溶解度小的向溶沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。解度更小的方向转化。AgCl(s)+I- AgI(s) + Cl-(1)(1)沉淀转化的本质沉淀转化的本质沉淀转化的本质是沉淀溶解平衡挪动。普沉淀转化的本质是沉淀溶解平衡挪动。普通溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的通溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。沉淀容易实现。(2)(2)沉淀转化的方法沉淀转化的方法对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可先将其转化为另一种用酸或其他淀，可先将其转化

27、为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。方法能溶解的沉淀。3 3、沉淀的转化、沉淀的转化难溶物的溶解才干差别越大，沉淀转化的趋势越大难溶物的溶解才干差别越大，沉淀转化的趋势越大CaSO4 SO42 + Ca2 +CO32CaCO3锅炉的水垢中含有锅炉的水垢中含有CaSO4 ，可先用，可先用Na2CO3溶溶液处置，使液处置，使 之转化为疏松、易溶于酸的之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。(3)(3)沉淀转化的运用沉淀转化的运用a、锅炉除水垢、锅炉除水垢化学法除锅炉水垢的流程图化学法除锅炉水垢的流程图CaSO4+CO32- CaCO3+SO42- CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O水垢成分水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 用饱和用饱和Na