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文档简介
1、难溶电解质的溶解平衡 第四章 第四节11 举例说明学过的“平衡”,它们有哪些特征?化学平衡 2NO2 N2O4 电离平衡 H2O H+ +OH- Kw = c(H+ ).c(OH-)K水解平衡 FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl特征:“逆、等、动、定、变”3.平衡移动原理勒夏特列原理如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度、或压强等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。复习 22、什么叫饱和溶液?什么叫不饱和溶液? 一定温度下,不能再溶解溶质的溶液叫饱和 溶液。能继续溶解溶质的溶液叫不饱和溶液。3、溶解性是指:_ 溶解性是物质的_性质。 溶解性大小跟 _有关。一种物质溶解在另一种
2、物质中的能力。物理溶质、溶剂的性质3 物质的溶解性只能粗略表示物质的溶解能力的强弱,为了精确表示物质的溶解能力,化学上引入了“溶解度”的概念。4固体物质的溶解度定义:注意:在一定温度下,某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。条件:一定温度。标准:100克溶剂状态:饱和状态单位:克(g) 任何物质的溶解是有条件的,在一定的条件下某物质的溶解量一般是有限的。5溶解度与溶解性的关系:2010易溶可溶1 微溶0.01难溶S /g6(1)NaCl在水溶液里达到溶液平衡状态时有何特征? (2)要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体,可采取什么措施?蒸发(减
3、溶剂)降温 NaCl的溶解速率与结晶速率相等;并且只要溶解平衡的条件不变,该溶液中溶解的NaCl的量就是一个恒定值。加入浓盐酸?交流、讨论7在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸现象:解释: 在NaCl的饱和溶液中,存在溶解平衡 NaCl(s) Na+(aq) + Cl-(aq)加浓盐酸会使c(Cl- )增加,平衡向左移动,因而有 NaCl晶体析出.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,难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢?实验探究8一、Ag和Cl的反应能进行到底吗?【实验】向盛有2 mL 0.1mol/LAgNO3溶液的试管中加入2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液。问
4、题讨论: 溶液中依然有Ag+、Cl-存在,说明Ag和Cl的反应不能进行到底。1、恰好反应没有?2、溶液中还含有Ag+和Cl-?【继续试验】取上层清液,滴加KI溶液,有何现象?说明了什么?资料:化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5 mol/L时,沉淀达到完全。 沉淀是难溶物,但不是绝对不溶,只不过溶解度很小,难溶物在水中存在溶解平衡。9AgCl溶解平衡的建立 当v(溶解) v(沉淀)时, 得到饱和AgCl溶液,建立溶解平衡水合Ag+水合Cl- 溶解 AgCl(s) Ag(aq) + Cl(aq) 沉淀注意写法10 在一定条件下,难溶电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率,
5、溶液中各离子的浓度保持不变的状态。(也叫沉淀溶解平衡)溶解平衡的特征:逆、等、动、定、变溶解平衡的概念:平衡的共性11一、Ag+和Cl-的反应真能进行到底吗?1、谈谈对部分酸、碱和盐的溶解度表中“溶”与”不溶“的理解。2、根据对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识,说明生成沉淀的离子反应是否能真正进行到底。12 结论:在电解质的溶液中,不管是易溶的,微溶的,难溶的电解质都存在着溶解平衡13影响难溶电解质溶解平衡的因素:a、绝对不溶的电解质是没有的。b、同是难溶电解质,溶解度差别也很大。c、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可 存在溶解平衡。内因:电解质本身的性质 外因: a、浓度:加水,平衡向
6、溶解方向移动。b、温度:升温,多数平衡向溶解方向移动。练:书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式特例:Ca(OH)214二、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。15(2)方法 调pH值如:工业原料氯化铵中混有氯化铁,加氨水调 pH值至78Fe3 + 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= HgS16化学沉淀法废水处理工艺流程示意图17思考与交流1、如果要除去某溶液中的SO42-,你选择加 入钡盐还是钙盐
7、?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。182、沉淀的溶解原理 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移动分析:难溶于水的盐能溶于酸中如:CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶 于盐酸。19思考:写出氢氧化镁沉淀溶解平衡的表达式. 沉淀的溶解1、若使氢氧化镁沉淀溶解,可以采取什么方法?所依
8、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201、原理:根据勒夏特列原理,使沉淀溶解平衡向溶解方向移动沉淀的溶解2、方法: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移动21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 + 2H2OMg(OH)2 + 2NH4Cl MgCl2 + 2NH3H2O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
9、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。22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】23沉淀的转化思考:白色的氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后,为什么会
10、有红褐色沉淀生成?试用平衡移动原理解释之。Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq),FeCl3静置Mg(OH)2Fe(OH)324【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沉淀的转化AgClAgIAg2SKINa2S25沉淀的转化思考与交流: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。物质溶解度/gAgCl1.510-4AgI 9.610-9Ag2S1.310-1626沉淀的转化示意图KI = I- + K+AgCl(s) Ag+ + Cl-+AgI(s)
11、s(AgCl)=1.510-4gs(AgI)=3.710-7gs(Ag2S)=1.310-16g沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。AgCl(s)+I- AgI(s) + Cl-27沉淀转化的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。沉淀的转化28CaSO4 SO42 + Ca2 +CO32CaCO3 应用1:锅炉除水垢:P64锅炉中水垢中含有CaSO4 ,可先用Na2CO3溶液处理,使 之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。29化学法除锅炉水垢的流程图CaSO4+CO32- CaCO3+
12、SO42- CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2OMg(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CaCO3Mg(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氯化铵液除去水垢30应用2:一些自然现象的解释31CaCO3 Ca2+ + CO32-2HCO3-+H2O+CO2当我们外出旅游,沉醉于秀美的湖光山色时,一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后,会形成各种奇形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗?32应用3:为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”,而不用BaC
13、O3作为内服造影剂“钡餐”? BaSO4 和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为: BaSO4 Ba2 SO42 Ksp=1.11010 s=2.4 104 BaCO3 Ba2 CO32 Ksp=5.1109 s=2.2 103 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。BaCO3 Ba2+ + CO32- + H+CO2+H2O所以,不能用BaCO3作为内服造影剂“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
14、,Ba2浓度保持在安全浓度标准下,所以用BaSO4 作“钡餐”。33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Na2SO4溶液吗?34【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。351 溶度积常数(1)难溶电解质的溶度积常数的含义 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)当溶解与结晶速度相等时,达到平衡状态
15、Ksp(AgCl) =CAg+CCl- 为一常数,该常数称为难溶电解质的溶度积常数,简称溶度积。(2)难溶电解质的溶度积常数用Ksp表示。 通式:AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq) 则Ksp(AnBm)= CAm+n . CBn-m练习:BaSO4、Mg(OH)2、Fe(OH)3的溶度积科学视野362、溶度积规则 离子积 AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq) Q c Ksp 时,沉淀从溶液中析出(溶液过饱和),体系中不断析出沉淀,直至达到平衡(此时Q c =Ksp )(2)Q c =Ksp 时,沉淀与饱和溶液的平衡Q c Ksp 时,溶液不饱和,若体系中有
16、沉淀,则沉淀会溶解直至达到平衡(此时Q c =Ksp )Qc= CAm+n CBn-m Qc称为离子积,其表达式中离子浓度是任意的,为此瞬间溶液中的实际浓度,所以其数值不定,但对一难溶电解质,在一定温度下,Ksp 为一定值。溶度积规则373. 溶度积与溶解度之间的关系例1、已知Ksp,AgCl1.5610-10, Ksp,Ag2CrO49.010-12,试求AgCl和Ag2CrO4的溶解度(用g/L表示)解:(1)设AgCl的浓度为S1(molL),则: AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平衡 S1 S1 (2)设Ag2CrO4的浓度为S2(mol/dm3),则: Ag2Cr
17、O4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq) 平 2S2 S2在水中:AgCl溶解度小于Ag2CrO4的溶解度38例2. 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的溶解度为S(molL), AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平 S S 1 1AgCl在盐酸溶液中溶解度比在水中的小。39科学视野资料:氟化物防治龋齿的化学原理 P6640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B41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 D42练习3:为除去MgCl2溶液中的FeCl3,可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是( ) A.NaOH B.Na2CO3 C.氨水 D.MgOD43 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?44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
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