人教版高二化学（选修四） 第3章 第四节　难溶电解质的溶解平衡课件（共50张PPT）

(共50张PPT)
水溶液中的离子平衡
第三章
第四节　难溶电解质的溶解平衡
第三章
加热可以使硬水中的Ca(HCO3)2与Mg(HCO3)2分解为CaCO3与MgCO3沉淀。有的同学可能认为水垢的成分应为CaCO3与MgCO3沉淀的混合物，但实际上水垢的主要成分却是CaCO3与Mg(OH)2的混合物，你知道其中的Mg(OH)2是怎样生成的吗？
在处理污水时，可以向其中加入FeS固体，以除去Cu2＋、Hg2＋、Pb2＋等重金属离子。在此过程中发生了哪些化学反应？
CaCO3、FeS和Mg(OH)2等物质是盐或碱，因而属于电解质，只是它们在水中难以溶解，所以称为难溶电解质。尽管难溶电解质难溶于水，但在水中也会建立一种动态平衡。你知道引人入胜的桂林溶洞、石笋、石柱是怎样形成的吗？请让我们一块走进教材第二节：难溶电解质的溶解平衡。
●新知导学
溶解
生成
(3)特征
动态
相等
保持不变
发生移动
难溶
微溶
可溶
①调节pH法
加入氨水调节pH至7～8，可除去氯化铵中的杂质氯化铁。反应的离子方程式如下：____________________________ _______。
②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等沉淀。反应的离子方程式如下：
__________________；________________________；
__________________；________________________。
(2)沉淀的溶解
①原理
根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，只要不断________溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解。
②方法
A．酸溶解法
例如：难溶于水的CaCO3溶于盐酸中
减少
溶解度更小
越大
白色
黄色
黑色
盐酸
铜蓝(CuS)
其反应的化学方程式如下：
____________________________，
____________________________。
●自主探究
提示：溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果，石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为微溶性的碳酸氢钙。由于石灰岩层各部分含石灰质多少不同，被侵蚀的程度不同，就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞。溶有碳酸氢钙的水，当从溶洞顶滴到洞底时，由于水分蒸发或压强减小，以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。
沉淀溶解平衡
●教材点拨
2．溶解平衡的特征
与化学平衡一样，也可以概括为“逆、动、等、定、变”五个字。
(1)“逆”——电解质的沉淀和溶解是可逆的。
(2)“动”——动态平衡，溶解速率和沉淀速率不等于零，即溶解过程和沉淀过程都在进行。
(3)“等”——溶解速率和沉淀速率相等。
(4)“定”——溶解达平衡状态时，溶液中的离子浓度保持不变。
(5)“变”——当改变外界条件时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。即勒夏特列原理也适用于判断溶解平衡移动分析。
3．生成难溶电解质的离子反应的限度
不同电解质在水中的溶解度差别很大，例如AgCl和AgNO3，但难溶电解质与易溶电解质之间并无严格的界限，习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解质。对于常见的化学反应，化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5mol/L时，沉淀就达完全。
生成沉淀的离子反应之所以能够发生，是因为生成物的溶解度很小。
4．沉淀溶解平衡的影响因素：
(1)内因：难溶电解质本身的性质(主要因素)
如CaSO4微溶，CaCO3难溶。
(2)外因
提示：①难溶电解质的溶解平衡属于化学平衡，符合勒夏特列原理，外界条件改变时，平衡将会发生移动。
②温度升高，多数物质的溶解度增大，溶解平衡向溶解的方向移动；也有例外，如Ca(OH)2。
5．沉淀溶解平衡与难溶电解质的电离
●典例透析
【答案】　B
【点评】　(可逆反应的)化学平衡、(弱电解质的)电离平衡、(含弱酸根或弱碱根的盐的)水解平衡、(难溶电解质的)溶解平衡是四类重要的动态平衡，它们具有相同的特征(逆、动、等、定、变)，在学习中要善于将这四类平衡联系起来并运用平衡移动原理(勒夏特列原理)进行分析理解。
1．有关AgCl沉淀的溶解平衡说法中，不正确的是(　　)
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沉淀的溶解的量减少
●变式训练
溶度积常数
●教材点拨
3．影响因素：
Ksp只与难溶电解质的性质、温度有关，而与沉淀的量无关，并且溶液中的离子浓度的变化只能使平衡移动，并不改变溶度积。
4．意义：
①Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，当化学式所表示的阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力相对越强；②可以利用Ksp来计算饱和溶液中某种离子的浓度。
5．判断沉淀生成与否的原则——溶度积规则
通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解：
Qc>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。
Qc＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。
Qc提示：①溶度积Ksp仅与温度有关(当难溶电解质一定时)。
②溶度积与溶解度均可表示物质的溶解性。
③相同类型的物质，溶度积越小，其溶解度越小。
●典例透析
【解析】　(1)根据题意，当c(Cu2＋)·[c(OH－)]2＝2.0×10－20时开始出现沉淀，c(Cu2＋)＝0.02 mol/L，则[c(OH－)]2＝2.0×10－20/c(Cu2＋)，c(OH－)＝10－9 mol/L，所以c(H＋)＝10－5 mol/L，故pH＝5，即应调整溶液pH使之大于5才能达到目的。
(2)要使Cu2＋浓度降至0.2 mol/L的千分之一，即c(Cu2＋)＝2.0×10－4 mol/L，则c(OH－)＝10－8 mol/L，所以c(H＋)＝KW/c(OH－)＝10－6 mol/L，即pH＝6。即要使Cu2＋沉淀完全，应使溶液的pH＝6。
【答案】　(1)5　(2)6
2．下列说法正确的是(　　)
A．已知某温度下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp (Ag2CrO4)＝1.9×10－12，故Ag2CrO4更难溶
B．在AgCl饱和溶液中，加入AgCl固体，新加入AgCl固体不会溶解
C．溶度积常数Ksp与温度有关，温度越高，溶度积越大
D．升高温度，某沉淀溶解平衡逆向移动，说明它的溶解度是减小的，Ksp也变小
●变式训练
解析：(1)易错选项分析
根据Ksp比较难溶电解质在水中的溶解能力大小时，必须是相同类型的物质，如AgCl和AgBr，而不同类型的物质，当Ksp相差不大时Ksp是不能作为判断依据的，错选A正是忽略了这一点。应根据Ksp求出溶解度，发现AgCl的溶解度反而小于Ag2CrO4。
(2)其他错误选项分析
错误选项 错因剖析
B项 原因在于没有理解当溶液达到饱和时，剩余溶质的总质量不再变化，并不是新加入的溶质不再溶解，而是溶解和沉淀的速率相等。
C项 原因在于忽视了有些物质的溶解度随温度的升高而减小，如Ca(OH)2。
1．下列说法不正确的是(　　)
A．Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关
B．由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)，所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀
C．其他条件不变，离子浓度改变时，Ksp不变
D．两种难溶电解质作比较时，Ksp小的，溶解度一定小
解析：只有相同类型的难溶电解质作比较时，Ksp小的，溶解度一定小，D错误。
答案：D
3．室温时，CaCO3在水中的溶解平衡曲线如图所示，已知：25 ℃其溶度积为2.8×10－9 mol2·L－2，下列说法不正确的是(　　)
A．x数值为2×10－5
B．c点时有碳酸钙沉淀生成
C．加入蒸馏水可使溶液由d点变到a点
D．b点与d点对应的溶度积相等
下列几种物质的溶解度大小的比较中，正确的是(　　)
A．CuSB．CuS>Cu(OH)2>CuCO3
C．Cu(OH)2>CuCO3>Cu
D．Cu(OH)2解析：根据沉淀转化的一般规律：溶解度小的沉淀易转化为溶解度更小的沉淀。
答案：A
5．试利用平衡移动原理解释下列事实：
(1)FeS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；
(3)分别用等体积的蒸馏水和0.010 mol/L硫酸洗涤BaSO4沉淀，用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量。
解析：平衡移动原理也适用于溶解平衡，如果促进难溶物质的溶解平衡，则固体逐渐溶解；如果抑制难溶物质的溶解平衡，则有固体生成或固体不溶解。