高二化学人教版选修4第三章第四节难溶电解质的溶解平衡(共38张PPT)
文档属性
| 名称 | 高二化学人教版选修4第三章第四节难溶电解质的溶解平衡(共38张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-03-31 21:54:21 | ||
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文档简介
(共38张PPT)
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
（第一课时）
在上层清液中滴加NaCl溶液后，有白色沉淀产生。
实验现象：
结论解释：
1滴管0.1mol/L AgNO3溶液
1滴管同浓度NaCl
溶液
几滴
同浓度
NaCl
溶液
AgCl
一、Ag＋和Cl－的反应能进行到底吗？
结论：AgCl沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，只不过溶解度很小
溶解度与溶解性的关系：20℃
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。
溶解
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
沉淀
AgCl在水中溶解平衡
尽管AgCl固体难溶于水，但仍有部分Ag+和CI-离开固体表面进入溶液，同时进入溶液的Ag+和CI-又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时， Ag+和CI-的沉淀与AgCl固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态. AgCl固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为：
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，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡）
（3）溶解平衡的特征：
逆、等、动、定、变
（2）难溶电解质的溶解平衡概念：
平衡的共性
【练习】 书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式
（4）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。
①内因：电解质本身的性质
②外因：
温度：
浓度
例：对：AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) △H>0 的平衡体系,改变条件:a.加热;b.加水;c.加入AgCl(s) ; d.加入NaCl晶体, 溶解平衡怎样移动？
a.温度：
多数难溶电解质的溶解是吸热的,通常情况升高温度,平衡正向移动,溶解度增大。
b.加入水：
平衡正向移动。
c.加入AgCl固体：
饱和溶液，平衡不移动。
d.加入NaCl晶体：
同离子效应，平衡逆向移动。
特例：
Ca(OH)2
[例1]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
AB
1．现将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是( )
①20 mL 0.01 mol·L－1 KCl溶液 ②30 mL 0.02 mol·L－1 CaCl2溶液 ③40 mL 0.03 mol·L－1 HCl溶液
④10 mL蒸馏水 ⑤50 mL 0.05 mol·L－1 AgNO3溶液
A．①>②>③>④>⑤ B．④>①>③>②>⑤
C．⑤>④>②>①>③ D．④>③>⑤>②>①
B
科学视野 溶度积 P65页
1、定义：沉淀溶解平衡中，各离子浓度幂的乘积叫做溶度积（Ksp） 。
2、表达式
平衡时：Ksp＝[c(Mn＋)]m·[c(Am—)]n
练习：BaSO4、Fe(OH)3的溶度积表达式 。
Ksp[BaSO4] =c(Ba2+).c(SO42-) 单位： mol2?L-2
Ksp [Fe(OH)3]= c(Fe3+).[c(OH-)]3 单位： mol4?L-4
设任意时刻有：Qc ＝ [c(Mn＋)]m . [c(Am-)]n
当: Qc > Ksp 过饱和，析出沉淀，
Qc ＝ Ksp 达饱和，平衡状态
Qc < Ksp 溶液未饱和，无沉淀 析出，
⑶.应用
[例2]100ml0.00001mol/lKCl溶液中加入100ml0.00002mol/l AgNO3溶液(Ksp=1.8×10-10)下列中对的是……( )
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
b
几种难溶电解质在25℃时的溶解平衡和溶度积： AgCl(s) Ag+ + Cl- Ksp= c(Ag+)c(Cl-) = 1.8×10-10mol2?L-2 AgBr(s) Ag+ + Br- Ksp= c(Ag+)c(Br-) = 5.0×10-13mol2?L-2 AgI(s) Ag+ + I- Ksp= c(Ag+)c(Br-) = 8.3×10-17mol2?L-2
溶解能力大小有：AgCl > AgBr > AgI
注：①一般情况,温度越高,Ksp越大。
②对于阴阳离子个数比相同 (即:相同类型)的难溶电解质,Ksp越小,溶解度越小,越难溶。
几种难溶电解质在25℃时的溶解平衡和溶度积： AgCl(s) Ag+ + Cl- Ksp= c(Ag+)c(Cl-) = 1.8×10-10mol2?L-2
Mg(OH)2(s) Mg2++2OH- Ksp= c(Mg2+)[c(OH-)]2 = 5.6×10-12mol3?L-3
问:AgCl、Mg(OH)2哪个更难溶?能由Ksp直接判断吗?
常温下AgCl、Mg(OH)2哪个更难溶？
[解析]：对AgCl有：
Ksp(AgCl) = c(Ag+).c(Cl-)= [c(Ag+)]2= 1.8×10-10mol2?l-2
c(Ag+)=1.34×10-5mol?l-1
即AgCl的溶解浓度为： 1.34×10-5mol ?l-1
对Mg(OH)2有：
Ksp[Mg(OH)2]= c(Mg2+)[c(OH-)]2=4c(Mg2+)3=
= 5.6×10-12mol3?l-3
c(Mg2+)=1.12×10-4mol?l-1 ;
即Mg(OH)2的溶解浓度为:1.12×10-4mol ?l-1。
可以看到:AgCl比Mg(OH)2更难溶！
3. 某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的( )
A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C．d点无BaSO4沉淀生成
D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
C
4.铬酸银(Ag2CrO4)在298K时的溶解度为0.0045g,求其溶度积。
c(Ag2CrO4)=1·34×10－4mol/L
Ksp=9·62×10－12
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）
环节一 创设情景、引入新课
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。
沉淀的方法
① 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7~8，可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。
Fe3＋ + 3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋
② 加沉淀剂
如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂
Cu2＋+S2－= CuS↓
Hg2＋+S2－= HgS↓
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
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。
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 + 2H2O
Mg(OH)2 + 2NH4Cl ＝ MgCl2 + 2NH3·H2O
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。
试管编号 ① ② ③ ④
对应试剂 少许Mg(OH)2 少许Mg(OH)2 少许Mg(OH)2 少许Mg(OH)2
滴加试剂 2ml蒸馏水，滴加酚酞溶液 2ml盐酸 3ml饱和NH4Cl溶液 2mlFeCl3溶液
现象
[思考]：白色的氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后，
为什么会有红褐色沉淀生成？
Mg(OH)2(s) ?Mg2＋(aq)+2OH－(aq)，
3、沉淀的转化
【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
步骤 1mLNaCl和10滴AgNO3溶混合(均为0.1mol／L) 向所得固液混合物中滴加10滴0.1mol／LKI溶液 向新得固液混合物中滴加10滴0.1mol／L Na2S溶液
现象
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3－4、3－5 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。
物质 溶解度/g
AgCl 1.5×10-4
AgI 9.6×10-9
Ag2S 1.3×10-16
沉淀的转化示意图
KI = I- + K+
+
AgI(s)
s(AgCl)=1.5×10-4g
s(AgI)=3.7×10-7g
s(Ag2S)=1.3×10-16g
沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。
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。
水垢的处理
2.沉淀的溶解
实际问题：如何去除锅炉水垢？
STS教育
+
CO32－
CaCO3
应用1：锅炉除水垢：P—64
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。
氟化物防治龋齿的化学原理
+ F-
羟基磷灰石
难溶物 溶解度(25℃)
Ca5(PO4)3(OH) 1.5×10-10g
Ca5(PO4)3F 9.5×10-11g
环节五 随堂练习、巩固新知
四、教学过程
(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是________(写化学式)。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH为________。
A．<1 B．4左右 C．>6
(3)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：
物质 FeS MnS CuS PbS HgS ZnS
Ksp 6.3×10－18 2.5×10－13 1.3×10－36 3.4×10－28 6.4×10－53 1.6×10－24
某工业废水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋，最适宜向此工业废水中加入过量的________除去它们。(填序号)
A．NaOH B．FeS C．Na2S
【答案】 (1)Cu2＋ (2)B (3)B
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
（第一课时）
在上层清液中滴加NaCl溶液后，有白色沉淀产生。
实验现象：
结论解释：
1滴管0.1mol/L AgNO3溶液
1滴管同浓度NaCl
溶液
几滴
同浓度
NaCl
溶液
AgCl
一、Ag＋和Cl－的反应能进行到底吗？
结论：AgCl沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，只不过溶解度很小
溶解度与溶解性的关系：20℃
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。
溶解
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
沉淀
AgCl在水中溶解平衡
尽管AgCl固体难溶于水，但仍有部分Ag+和CI-离开固体表面进入溶液，同时进入溶液的Ag+和CI-又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时， Ag+和CI-的沉淀与AgCl固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态. AgCl固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为：
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，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡）
（3）溶解平衡的特征：
逆、等、动、定、变
（2）难溶电解质的溶解平衡概念：
平衡的共性
【练习】 书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式
（4）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。
①内因：电解质本身的性质
②外因：
温度：
浓度
例：对：AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) △H>0 的平衡体系,改变条件:a.加热;b.加水;c.加入AgCl(s) ; d.加入NaCl晶体, 溶解平衡怎样移动？
a.温度：
多数难溶电解质的溶解是吸热的,通常情况升高温度,平衡正向移动,溶解度增大。
b.加入水：
平衡正向移动。
c.加入AgCl固体：
饱和溶液，平衡不移动。
d.加入NaCl晶体：
同离子效应，平衡逆向移动。
特例：
Ca(OH)2
[例1]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
AB
1．现将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是( )
①20 mL 0.01 mol·L－1 KCl溶液 ②30 mL 0.02 mol·L－1 CaCl2溶液 ③40 mL 0.03 mol·L－1 HCl溶液
④10 mL蒸馏水 ⑤50 mL 0.05 mol·L－1 AgNO3溶液
A．①>②>③>④>⑤ B．④>①>③>②>⑤
C．⑤>④>②>①>③ D．④>③>⑤>②>①
B
科学视野 溶度积 P65页
1、定义：沉淀溶解平衡中，各离子浓度幂的乘积叫做溶度积（Ksp） 。
2、表达式
平衡时：Ksp＝[c(Mn＋)]m·[c(Am—)]n
练习：BaSO4、Fe(OH)3的溶度积表达式 。
Ksp[BaSO4] =c(Ba2+).c(SO42-) 单位： mol2?L-2
Ksp [Fe(OH)3]= c(Fe3+).[c(OH-)]3 单位： mol4?L-4
设任意时刻有：Qc ＝ [c(Mn＋)]m . [c(Am-)]n
当: Qc > Ksp 过饱和，析出沉淀，
Qc ＝ Ksp 达饱和，平衡状态
Qc < Ksp 溶液未饱和，无沉淀 析出，
⑶.应用
[例2]100ml0.00001mol/lKCl溶液中加入100ml0.00002mol/l AgNO3溶液(Ksp=1.8×10-10)下列中对的是……( )
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
b
几种难溶电解质在25℃时的溶解平衡和溶度积： AgCl(s) Ag+ + Cl- Ksp= c(Ag+)c(Cl-) = 1.8×10-10mol2?L-2 AgBr(s) Ag+ + Br- Ksp= c(Ag+)c(Br-) = 5.0×10-13mol2?L-2 AgI(s) Ag+ + I- Ksp= c(Ag+)c(Br-) = 8.3×10-17mol2?L-2
溶解能力大小有：AgCl > AgBr > AgI
注：①一般情况,温度越高,Ksp越大。
②对于阴阳离子个数比相同 (即:相同类型)的难溶电解质,Ksp越小,溶解度越小,越难溶。
几种难溶电解质在25℃时的溶解平衡和溶度积： AgCl(s) Ag+ + Cl- Ksp= c(Ag+)c(Cl-) = 1.8×10-10mol2?L-2
Mg(OH)2(s) Mg2++2OH- Ksp= c(Mg2+)[c(OH-)]2 = 5.6×10-12mol3?L-3
问:AgCl、Mg(OH)2哪个更难溶?能由Ksp直接判断吗?
常温下AgCl、Mg(OH)2哪个更难溶？
[解析]：对AgCl有：
Ksp(AgCl) = c(Ag+).c(Cl-)= [c(Ag+)]2= 1.8×10-10mol2?l-2
c(Ag+)=1.34×10-5mol?l-1
即AgCl的溶解浓度为： 1.34×10-5mol ?l-1
对Mg(OH)2有：
Ksp[Mg(OH)2]= c(Mg2+)[c(OH-)]2=4c(Mg2+)3=
= 5.6×10-12mol3?l-3
c(Mg2+)=1.12×10-4mol?l-1 ;
即Mg(OH)2的溶解浓度为:1.12×10-4mol ?l-1。
可以看到:AgCl比Mg(OH)2更难溶！
3. 某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的( )
A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C．d点无BaSO4沉淀生成
D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
C
4.铬酸银(Ag2CrO4)在298K时的溶解度为0.0045g,求其溶度积。
c(Ag2CrO4)=1·34×10－4mol/L
Ksp=9·62×10－12
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）
环节一 创设情景、引入新课
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。
沉淀的方法
① 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7~8，可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。
Fe3＋ + 3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋
② 加沉淀剂
如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂
Cu2＋+S2－= CuS↓
Hg2＋+S2－= HgS↓
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
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。
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 + 2H2O
Mg(OH)2 + 2NH4Cl ＝ MgCl2 + 2NH3·H2O
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。
试管编号 ① ② ③ ④
对应试剂 少许Mg(OH)2 少许Mg(OH)2 少许Mg(OH)2 少许Mg(OH)2
滴加试剂 2ml蒸馏水，滴加酚酞溶液 2ml盐酸 3ml饱和NH4Cl溶液 2mlFeCl3溶液
现象
[思考]：白色的氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后，
为什么会有红褐色沉淀生成？
Mg(OH)2(s) ?Mg2＋(aq)+2OH－(aq)，
3、沉淀的转化
【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
步骤 1mLNaCl和10滴AgNO3溶混合(均为0.1mol／L) 向所得固液混合物中滴加10滴0.1mol／LKI溶液 向新得固液混合物中滴加10滴0.1mol／L Na2S溶液
现象
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3－4、3－5 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。
物质 溶解度/g
AgCl 1.5×10-4
AgI 9.6×10-9
Ag2S 1.3×10-16
沉淀的转化示意图
KI = I- + K+
+
AgI(s)
s(AgCl)=1.5×10-4g
s(AgI)=3.7×10-7g
s(Ag2S)=1.3×10-16g
沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。
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。
水垢的处理
2.沉淀的溶解
实际问题：如何去除锅炉水垢？
STS教育
+
CO32－
CaCO3
应用1：锅炉除水垢：P—64
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。
氟化物防治龋齿的化学原理
+ F-
羟基磷灰石
难溶物 溶解度(25℃)
Ca5(PO4)3(OH) 1.5×10-10g
Ca5(PO4)3F 9.5×10-11g
环节五 随堂练习、巩固新知
四、教学过程
(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是________(写化学式)。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH为________。
A．<1 B．4左右 C．>6
(3)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：
物质 FeS MnS CuS PbS HgS ZnS
Ksp 6.3×10－18 2.5×10－13 1.3×10－36 3.4×10－28 6.4×10－53 1.6×10－24
某工业废水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋，最适宜向此工业废水中加入过量的________除去它们。(填序号)
A．NaOH B．FeS C．Na2S
【答案】 (1)Cu2＋ (2)B (3)B