3课时上课xg：《难溶电解质的溶解平衡》.ppt

1、第四节 难溶电解质的溶解平衡 （第一课时）,1、什么叫饱和溶液？什么叫不饱和溶液？,一定温度下，不能再溶解某种溶质的溶液叫 该溶质的饱和溶液。还能继续溶解某种溶质的溶 液叫该溶质的不饱和溶液。,2、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物质中的能力。,物理,溶质、溶剂的性质,复习,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。,固体物质的溶解度,定义：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 种物质种物质在这种溶剂里的溶解度。,注意：条件：一定温度 标准：

2、100克溶剂 状态：饱和状态 单位：克 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。,溶解度的简单计算：100:S = m(溶剂）:m（溶质） （100+S)：S = m(溶液）:m（溶质）,溶解度与溶解性的关系：20,10,易溶,可溶,1,微溶,0.01,难溶,S /g,（1）NaCl在水溶液里达到溶解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,在饱和NaCl溶液中加入浓盐

3、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？,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。,1、问题讨论：,有黄色沉淀生成，说明溶液中依然有Ag+、 Cl-存在，即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-？

4、,【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。,（1）生成沉淀的离子反应能发生的原因,生成物的溶解度很小,2、难溶电解质的溶解平衡,化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时,沉淀达到完全。,（2）AgCl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,注意写法,练：书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式,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

5、淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡）,（4）溶解平衡的特征：,逆、等、动、定、变,（3）溶解平衡的概念： (溶液是饱和溶液),平衡的共性,（5）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： 遵循 平衡移动原理,a、浓度：加水，平衡向溶解方向移动。,b、温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。,特例： Ca(OH)2,d、化学反应:,c、同离子效应：向平衡体系中加入相同的离子，使平衡向 沉淀 的方向移动。,在AgCl的饱和溶液

6、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 c（Ag+） c（Cl- ） 溶解度 KSP 原因,HCl(0.1 molL-1),已知：AgCl(s) Ag+ （aq） + Cl- （aq）, 不变 不变 不变 不变 稀释, 生成配离子, 增大 温度, 不变 同离子效应,AgNO3(0.1 molL-1),升高温度,NH3H2O(2 molL- 1),加H2O, 不变 同离子效应,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

7、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,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3：硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小？,练习4：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

8、 50ml0.05mol/LAgNO3溶液 A、 B 、 C、 D 、,B,第四节 难溶电解质的溶解平衡 （第二课时）,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。,如:P63 化学沉淀法废水处理工艺流程示,（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+

9、S2= HgS,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？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-,

10、+H+,+H+,H2CO3,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、 FeCl3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，溶液变浅红,迅速溶解,逐渐溶解,Mg(OH)2 + 2HCl MgC

11、l2 + 2H2O,Mg(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的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。,【思

12、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】,【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】,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- + K+,+,AgI(s)

13、,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,沉淀转化的实质 沉淀转化的实质是沉淀溶解

14、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CaCO3 Mg(OH)2,写出除去

15、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,各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用 后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透， 遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)， 便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。,应用2：一些自然现象的解释,ZnS及PbS沉淀转化为CuS沉淀的总反应：,ZnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Zn2+ (aq),ZnS与CuS是同类难溶物，CuS的溶解度远小于ZnS的溶解度。,Cu2+(aq) +SO42+ (aq)+ PbS (s) = CuS (s) + PbSO4 (s),应用3：为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐

16、”，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？,牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的

17、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：,【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

18、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。,第四节 难溶电解质的溶解平衡 （第三课时）,科学视野溶度积KSP,对于溶解平衡： MmAn(s) mMn+(aq) + nAm-(aq)有： KSP=c(Mn+)mc(Am-)n 在一定温度下， KSP是一个常数。 2、溶液中有关离子浓度幂的乘积离子积QC（任意时刻溶液中离子浓度幂的乘积）。,溶液过饱和，有沉淀析出,溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态,溶液未饱和，可继续溶解该难溶电解质,1、溶度积（Ksp）：难溶电解质的溶解平衡中， 离子浓度幂的乘积。,3.Ksp的意义 Ksp反映

19、了难溶电解质在水中的溶解能力。 对于同类型物质，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能越 强。如由Ksp数值可知(p61)，溶解能力：AgClAgBrAgI，Cu(OH)2Mg(OH)2 不同类型的物质，Ksp差距不大时不能直接作为比较依据。如某温度下：AgCl(s) Ag(aq)Cl-(aq)，Ksp1.810-10 Mg(OH)2(s) Mg2(aq)2OH-(aq)，Ksp5.610-12,虽然Mg(OH)2的Ksp较小，但不能认为Mg(OH)2比AgCl更难溶。 一般比较难溶物质，往往比较的是饱和溶液中溶质的物质的量浓度， 则AgCl的浓度约为1.310-5molL-1，Mg(OH)

20、2约为1.210-4molL-1， 显然Mg(OH)2更易溶解。,例1. 已知室温下PbI2的溶度积为7.110-9，求饱和溶液中Pb2+的浓度;在c(I-)=0.1molL-1的溶液中, Pb2+的浓度最大可达到多少?,Ksp c (Pb2+) c2(I-)= c (Pb2+) 2c (Pb2+) 2,（1）已知溶度积求离子浓度：,PbI2(s) Pb2+(aq) + 2I- (aq),解: (1),(2) c (Pb2+) = Ksp/c2(I-) =7.110-9/0.12 =7.110-7molL-1,即：该溶液里允许Pb2+的最大浓度为7.110-7molL-1,溶度积的应用练习,c

21、 (Pb2+)=1.2110-3molL-1,例2. 已知 298K 时gCl 的 Ksp = 1.810-10， 求其溶解度S,（2）已知溶度积求溶解度：,解：,Ksp = c(Ag+) . c(Cl-),gCl Ag+ + Cl-,设AgCl的溶解度为S，在1L饱和溶液中， c(Ag +) = X，c(Cl-) = XKspAgCl= c(Ag +) c(Cl-)= X 2 = 1.810-10,cAgCl= c(Ag + ) =1.3410-5molL-1,S AgCl= 1.3410-5molL-1 1L143.5gmol-1 10 = 1.9210-4g（100g水中）,例3. 已知

22、AgCl 298 K 时在水中溶解度为 1.9210-4g，计算其Ksp。,解：M(AgCl) = 143.5 g mol-1 n(AgCl)=1.9210-4g143.5 g mol-1 10 = 1.34 10-5 mol (1L水中的AgCl） c(AgCl)= 1.34 10-5 mol/1L= 1.34 10-5 molL-1 Ksp=c(Ag+) c(Cl-) = (1.34 10-5 )2 = 1.810-10,（3）已知溶解度求溶度积,例4. 已知298K时， MgCO3的 Ksp = 6.8210-6，溶液中c(Mg2+)=0.0001molL-1，c(CO32-) = 0.

23、0001molL-1，此时Mg2+和CO32-能否共存？,（4）利用溶度积判断离子共存：,解：,c(Mg2+) . c(CO32-) = (0.0001)2 =110-8,MgCO3 Mg2+ + CO32-,110-8 6.8210-6,所以，此时Mg2+和CO32-能共存,练习1： 在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中， 加入 1mL 0.01mol/L AgNO3溶液，下列 说法正确的是(AgCl Ksp=1.810-10) （ ） A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀 C.无法确定 D.有沉淀但不是AgCl,A,解：c(Cl-)=(0.010.1) 0.101=9.910-3mol/L,c(Ag+)=(0.010.001) 0.101=9.910-5mol/L,QC =9.910-39.910-5=9.810-7 KSP,练习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 1 1,AgCl在盐酸溶液中溶解度比在水中的小。,练习3：已知Ksp,AgCl1.810-10， Ksp,Ag2CrO49.01