选修四34难溶电解质的溶解平衡.ppt

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1、【知识回顾】,1、饱和溶液和不饱和溶液：,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。,2、溶解性:_;物质溶解性的大小和_有关。,一种物质溶解在另一种物质中的能力。,溶质、溶剂的性质,3、固体物质的溶解度：,（1）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.叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。,（2）注意：条件：一定温度；标准：100g溶剂 状态：饱和状态 单位：g 任何物质的溶解是有条件的,在一定条件下某物质的溶解量 也是有限的,无限可溶解的物质不存在。,20,（1）NaCl在水溶液里达到溶解平衡状态时有何特征？,（2）要使N

2、aCl饱和溶液中析出NaCl固体，可采取什么措施？,（3）在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸有何现象？,NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq),加热浓缩,降温,有晶体析出,平衡特征：逆、等、动、定、变,【思考与讨论】,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？,第四节 难溶电解质的溶解平衡,一、难溶电解质的溶解平衡,阅读教材P6162,1、沉淀溶解平衡：（1）概念：在一定条件下，当难溶电解质v（溶解）=v（沉淀）时，此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡，称为沉淀溶解平衡。,（2）特征：逆、等、动、定、变,（3）影响因素：内因、外因（浓度、温度等）,1、有关Ag

3、Cl沉淀的溶解平衡说法正确的是：（）A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等 B.AgCl难溶于水，溶液中没有Ag+和Cl-C.升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大 D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解量不变2、石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（）A、Na2CO3溶液 B、AlCl3溶液 C、NaOH溶液 D、CaCl2溶液,AC,AB,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。,若向沉淀溶解平衡体系中加入相同的离子，平衡向生产沉淀 的方向移动。,若向沉

4、淀溶解平衡体系中加入某些离子，可与体系中某些离子反应生成难溶的物质或气体，则平衡向溶解的方向移动。,2、沉淀溶解平衡常数溶度积常数 Ksp,阅读教材P65,通式：AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)则Ksp=c(Am+)n.c(Bn-)m,（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Ksp=c(Ag+)c(Cl-)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。,练习：BaSO4、Fe(OH)3的溶度积表达式,注意：Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。,对于阴阳离子个数比相同的难溶电解质，Ksp

5、越小，溶解度越小，越难溶。,一般情况，温度越高，Ksp越大。,在一定温度下，某难溶电解质，Ksp 为一定值,（2）溶度积规则:,AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq),Q c Ksp 时，溶液过饱和，不断析出沉淀，直至达到平衡；,Qc=c(Am+)n c(Bn-)m Qc称为离子积，其表达式中离子浓度是任意的，为溶液中离子的瞬间实际浓度，所以其数值不定。,溶度积规则:,离子积:,Q c=Ksp 时，沉淀与饱和溶液的平衡；,Q c Ksp 时，溶液不饱和，若加入难溶物，则沉淀会溶解直至 达到平衡。,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？

6、,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 的原因,HCl(0.1 molL-1),讨论1：AgCl(s)Ag+Cl-,不变 不变 不变 不变 稀释,不变 化学反应,增大 温度,不变 同离子,AgNO3(0.1 molL-1),升高温度,NH3H2O(2 molL-1),加H2O,不变 同离子,B,（3）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的溶解度为S1（molL),则：AgCl(s)

7、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)平衡 2S2 S2,=1.3110-4332 g/L,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？（用g/L表示）,解：设AgCl的溶解度为S（molL),AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡 S S11,AgCl在盐酸溶液中溶解度比在水中的小。,KSP=S1=1.5610-10,S=1.5610-10mol/L=1.5610-10143.5 g/L,例1：下列情况下，有无CaCO3沉淀生

8、成？(已知Ksp,CaCO3=4.96 10-9)（1）往盛有1.0 L纯水中加入0.1 mL浓度为0.01 mol/L 的CaCl2和Na2CO3；（2）改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0 mol/L 呢？,Ca2+=CO32-=0.110-30.01/1.0=10-6 mol/L Qc=Ca2+CO32-=10-12 Ksp,CaCO3=4.96 10-9 因此,无 CaCO3沉淀生成。,Ca2+CO32-=10-4 mol/L Qc=Ca2+CO32-=10-8 Ksp,CaCO3=4.96 10-9 因此,有CaCO3沉淀生成。,（4）Ksp的有关计算,讨论2：（12海南）在F

9、eCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：I：向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液：II：向滤液中加一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量空气。己知：KspFe(OH)3=4.010-38 回答下列问题：(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为：(2)过程I 加入铁屑的主要作用是，分离得到固体的主要成分是，从固体中分离出铜需采用的方法是；(3)过程II中发生反应的化学方程式为；(4)过程II中调节溶液的pH为5，金属离子浓度为。(列式计算),例2、向1.010-3 molL-1的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液,求开始有Ag2CrO4沉淀生成

10、时的Ag+=?CrO42-沉淀完全时,Ag+=?(已知：Ksp，Ag2CrO4=9.010-12),解:Ag2CrO4 2Ag+CrO42-Ksp=Ag+2 CrO42-,CrO42-沉淀完全时的浓度为1.0 10-5 molL-1,故有:,-1,-1,例3：在20mL 0.0020molL-1Na2SO4溶液中加入 20 mL 0.020molL-1 BaCl2溶液，有无BaSO4沉淀生成？并判断 SO42-离子是否沉淀完全？已知BaSO4的Ksp=1.0710-10.,解:（1）,有BaSO4沉淀生成,Qc,（2）设平衡时 c(SO42-)=x molL-1,Ksp=c(Ba2+)c(SO

11、42-)=(0.0090+x)x,起始浓度/molL-1 0.010 0.0010 平衡浓度/molL-1 0.010（0.0010-x）x,BaSO4(s)Ba 2+SO42-,0.0090+x 0.0090,x 很小,即 1.0710-10 0.0090 x x=c(SO42-)1.210-8 mol L-1,沉淀完全是指离子残留量 10-5 mol L-1,故 SO42-沉淀完全,练习1：（10海南）已知：Ksp(AgCl)=1.81010，Ksp(AgI)=1.51016，Ksp(Ag2CrO4)=2.01012，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag+浓度大小顺序正确的是（）AAgClAgI

12、 Ag2CrO4 BAgCl Ag2CrO4AgI CAg2CrO4AgClAgI DAg2CrO4AgIAgCl,C,练习2、将足量AgCl各放入:(1)5ml水;(2)10ml 0.2 moll-1的 MgCl2溶液;(3)20ml 0.5moll-1NaCl溶液;(4)40ml 0.1 moll-1盐酸中溶解至饱和,各溶液中c(Ag+)由大到小的顺序为：,各溶液中c(Cl-)越大,c(Ag+)越小(1)(4)(2)(3),二、沉淀反应的应用：,1.沉淀的生成 加入沉淀剂，应用同离子效应，控制溶液的pH，当 时有沉淀生成。,调节pH法：加入氨水调节pH至78，可除去氯化铵中的 杂质氯化铁。

13、,加沉淀剂法：以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2+、Hg2+等生成 极难溶的硫化物CuS、HgS沉淀。,应用与意义：根据生成难溶电解质的沉淀原理,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。,原则:生成沉淀反应能发生,且进行得越完全越好。,Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+,Cu2+S2=CuS;Hg2+S2=HgS,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方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应

14、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.,教材P67 3题,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？,无明显溶解现象，溶液变浅红,迅速溶解,逐渐溶解,有红褐色沉淀生成,在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)+2OH(aq),2、现提供以下试剂，设计可行的实验方案。蒸馏水、盐酸、饱和NH4Cl液、NaOH溶液、NaCl溶液、FeCl3溶液。,2、沉淀的溶解：,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.,难溶于水的沉淀溶于酸中;如:Cu(OH)2、Al(OH)3、CaC

15、O3、FeS 溶于盐酸。,难溶电解质溶于某些盐溶液中;如:Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液中。,利用氧化还原方法降低某一离子的浓度;,H2SFeS Fe2+S2-S+NO+H2O,利用生成络合物使沉淀溶解。,如：难溶于水的氯化银可以溶解于氨水中。,3、沉淀的转化:,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。,（1）沉淀转化的实质：使溶液中的离子浓度更小,（2）沉淀转化的应用：,锅炉除水垢(CaSO4)；,资料P65,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,用盐酸或饱和氯化铵溶液,除去水垢,写

16、出除去水垢过程中发生的所有离子方程式,CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O,一些自然现象的解释:,CaCO3 Ca2+CO32-,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)。,2HCO3-,ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+,阅读P66 氟化物防治龋齿的化学原理,4.分步沉淀 溶液中含有几种离子，加入某沉淀剂均可生成沉淀，沉淀生成的先后顺序按离子积大于溶度积的先后顺序沉淀，叫作分

17、步沉淀。Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀越完全;如AgCl、AgBr、AgI、Ag2S 一般认为沉淀离子浓度小于1.010-5 mol/L时,则认为已经沉淀完全。,解:Fe(OH)3 Fe3+3OH-Ksp=Fe3+OH-3=4.0 10-38 因此，Fe3+沉淀完全时的OH-为:,例1：如果溶液中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?（相应的Ksp查阅教材P65页表格中数据。）,pH=3.2,Mg2开始沉淀时的OH-为:,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。

18、,讨论1：（1）向盛有0.1mol/LAgNO3溶液的试管中滴加0.1mol/LNaCl 溶液，至不再有白色沉淀生成为止。取其中澄清溶液，逐滴加入饱和Na2S溶液，有无沉淀生成？（2）如果先向AgNO3溶液中加等浓度的Na2S溶液至沉淀完全，再向上层清液中滴加NaCl，情况又如何？试解释原因。（3）是否可以用等浓度的Na2SO4溶液代替Na2S溶液？,不可以，c(SO42-)=0.1mol/L，为使之沉淀，c(Ag+)=(1.410-5/0.1)1/2=1.1810-2mol/L。而在AgCl饱和溶液中c(Ag+)=(1.810-10)1/2=1.3410-5mol/L,讨论2：在粗制CuSO

19、45H2O晶体中常含有杂质Fe2+。在提纯时，为了除去Fe2+，常加入少量H2O2，使Fe2+氧化为Fe3+，然后再加少量碱到溶液pH=4，可以达到除去铁离子而不损失硫酸铜的目的。试解释原因。,溶解性：Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3。,讨论3：小结Ksp的大小与沉淀转化的关系。,对于同类型的难溶电解质：Ksp的大小与溶解度的大小一致，Ksp较大的沉淀可以转化为Ksp较小的沉淀。,讨论4：（10北京）自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成 CuSO4溶液，向地下层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是()ACuS的溶解度大于PbS的溶解度B原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性CCuSO与ZnS反应的离子方程式是,D整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应,S2+Cu2+=CuS,D,例如：硝酸银溶液和氯化钠完全反应时，溶液中是否 存在Cl-和Ag+？,实验34：,现象：生成白色沉淀；加入碘化钾后生成黄色沉淀；加入硫化钠后生成黑色沉淀。,AgCl,AgI,Ag2S,溶解能力大小有：AgClAgBrAgI,问：AgCl、Mg(OH)2哪个更难溶？,