人教版高中选修四化学3．4-难溶电解质的溶解平衡-两课时 （共34张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中选修四化学3．4-难溶电解质的溶解平衡-两课时 （共34张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 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 | 2020-07-26 07:40:10 | ||
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文档简介
(共34张PPT)
人教版选修4
·
化学反应原理
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
1.什么是饱和溶液？
在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液。
复
习
2.如何判断某NaCl溶液是否已经达到饱和？
讨论1：
在NaCl的饱和溶液中，再加入固体溶质，固体会不会继续溶解？是否发生着溶解过程？
饱和NaCl溶液
一昼夜后观察发现：固体变为规则的立方体；质量并未发生改变
思考：
得到什么启示？
一昼夜后……
探究1：
结论：NaCl的饱和溶液中存在溶解平衡
我们知道，溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应发生的条件之一。例如，AgNO3溶液与NaCl溶液混合，生成白色沉淀AgCl：Ag++Cl-=AgCl↓，如果上述两种溶液是等物质的量浓度、等体积的，一般认为反应可以进行到底。
一、Ag＋和Cl－的反应真能进行到底吗？
一、Ag＋和Cl－的反应真能进行到底吗？
Ag＋
+
Cl－
=
AgCl↓
表3-4
几种电解质的溶解度(20℃)
化学式
溶解度/g
化学式
溶解度/g
AgCl
1.5×10-4
Ba(OH)2
3.89
AgNO3
222
BaSO4
2.4×10-4
AgBr
8.4×10-6
Ca(OH)2
0.165
Ag2SO4
0.796
CaSO4
0.21
Ag2S
1.3×10-16
Mg(OH)2
9×10-4
BaCl2
35.7
Fe(OH)3
3×10-9
200C时，溶解性与溶解度的大小关系
1、溶解是绝对的,不溶是相对的。
2、没有绝对不溶的电解质，难溶电解质
都会发生微量溶解。
3、生成沉淀的离子反应能发生的原因：生成物的溶解度很小。
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5
mol/L，沉淀就达完全。
溶解性
易溶
可溶
微溶
难溶
溶解度
>10g
1g~10g
0.01g~1g
<0.01g
【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。
讨论3：
现象：有白色沉淀生成，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）是否恰好反应？
（2）溶液中是否还含有Ag+和Cl-？
【继续试验】取上层清液，滴加NaCl溶液，
有何现象？说明了什么？
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。
初始状态：Ｖ(溶解)
>
Ｖ(沉淀)
溶解平衡：Ｖ(溶解)
=
Ｖ(沉淀)
得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡
思考：把AgCl固体加到水中都发生着怎样的过程？
二、难溶电解质的溶解平衡
1、概念：
在一定条件下，难溶电解质___________的速率等于离子重新_____________的速率，溶液中各离子的浓度__________的状态。（也叫沉淀溶解平衡)
溶解成离子
结合成沉淀
保持不变
2、溶解平衡的建立
以AgCl(s)的溶解平衡为例
3、表达方法
4、溶解平衡的特征
标明物质状态和可逆符号
逆、等、动、定、变
5、生成难溶电解质的离子反应的限度
离子浓度小于1×10-5mol/L时，认为反应完全。
6、沉淀溶解平衡的影响因素
①内因：电解质本身的性质。
只要是饱和溶液都存在溶解平衡。
绝对不溶的物质是没有的
不同难溶物其溶解度差别也很大
0.01g
10g
难溶
微溶
易溶
可溶
1g
②外因
加相同离子，平衡向沉淀方向移动。
温度：
浓度：
加水，平衡向溶解方向移动；
(Ca(OH)2除外)
升温，多数平衡向溶解方向移动。
1、下列说法中正确的是（
）
A.物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水
B.不溶于水的物质溶解度为0
C.绝对不溶解的物质是不存在的
D.某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度为零
2、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是
（
）
A.开始时，溶液中各离子浓度相等
B.平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等
C.平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变
D.平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解
练习
C
B
3．(1)AgCl(s)
Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
(2)AgCl===Ag＋＋Cl－
问(1)式和(2)式所表示的意义？
4．常温条件下，CaCO3在水中的溶解度大还是在Na2CO3溶液中的溶解度大？
三.溶度积常数
1.定义
2.表达式
Ksp＝[c(Mn＋)]m·[c(Am—)]n
在难溶电解质的饱和溶液中,当溶解与结晶速率相等时,溶液达到溶解平衡状态,则该反应的平衡常数表示为：Ksp，AgCl
=[Ag+][Cl-]。该常数称为难溶电解质的溶度积常数，简称溶度积。
3、溶度积规则
AnBm(s)
nAm+(aq)
+
mBn-(aq)
Qc>Ksp时，溶液过饱和，有沉淀析出,直至达到平衡.
Qc=Ksp时，沉淀与饱和溶液的平衡.
QcQc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.
②溶度积规则
①离子积
Qc=
c(Am+)n
·
c(Bn-)m
讨论：溶度积和溶解度都可以表示难溶电解质在水中的溶解能力，分析下表，你将如何看待溶度积和溶解度的关系？
结论：相同类型的难溶电解质的Ksp越小溶解度越小
一定条件下：
注意：只有在同种类型的电解质之间才能通过Ksp的
大小来直接比较溶解度的大小。
类型
化学式
溶度积Ksp
溶解度/g
AB
AgBr
5.0×10-13
8.4×10-6
AB
AgCl
1.8×10-10
1.5×10-4
A2B
Ag2CrO4
1.1×10-12
2.2×10-3
A2B
Ag2S
6.3×10-50
1.3×10-16
练一练
1、下列叙述正确的是（
）
A.由于AgCl水溶液导电性很弱，所以它是弱电解质
B.难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积常数
C.溶度积常数大者，溶解度也大
D.用水稀释含有AgCl固体的溶液时，
AgCl的溶度积常数不变。
D
练习1：25℃时，Ksp?(AgBr)=?5.0×10-10，求AgBr的饱和溶液中的c(Ag+)和c(Br-)。
4、利用溶度积计算某种离子的浓度：
练习2：25℃时，Ksp?[Mg(OH)2]=?1.8×10-11，求Mg(OH)2的饱和溶液中的C(Mg2+)和c(OH-)
C(Mg2+)=1.65×10-4，c(OH-)=3.3×10-4
c(Ag+)=c(Br-
)=2.2×10-5
6.判断能否生成沉淀
例：25℃时，在1.00?L?0.03?mol/L?AgNO3溶液中加入0.50?L?0.06?mol/L的CaCl2溶液，能否生成AgCl沉淀？
已知：AgCl的Ksp＝1.8×10－10
c(Ag＋)＝(0.03?mol/L×1.00?L)÷(1.00?L＋0.50?L)
＝0.020?mol/L?
c(Cl－)＝(0.06?mol/L×2×0.50?L)÷(1.00?L＋0.50?L)
＝0.040?mol/L?
Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.020?mol/L×0.040?mol/L
＝8.0×10－4
由于Qc>Ksp，所以有AgCl沉淀生成。
例：实验测得某水样中的铁离子的浓度为6×10-6mol·l-1
若要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的PH值至少要控制在多少以上？[已知Fe(OH)3的Ksp为2.6×10-39]
解：设溶液中的OH-离子的浓度最少为X才能使水中的铁离子转化为沉淀。
KSP=c(Fe3+)
·c3(OH-)
=2.6×10-39
=6×10-6×X3
求得X=7.57×10-12mol·L-1=c(OH-)
C(H+)=1.32×10-3mol·L-1
PH=2.88
答：PH至少要控制在2.88以上。
7.计算某离子开始沉淀的pH值
第四节
难溶电解质的溶解平衡
Dissolution
electrolyte
equlibrium
?
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。
工业废水的处理
工业废水
硫化物等
重金属离子（如Cu2+、Hg2+等）转化成沉淀
（2）方法
a
、调pH
如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调pH值至7－8
b
、加沉淀剂：
如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂
Cu2＋+S2－=CuS↓
Hg2＋+S2－＝HgS↓
加氨水，OH-
浓度上升，平衡右移，有利于生成沉淀
c、同离子效应法：
例如，硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小。
硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。
2、沉淀的溶解
（1）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
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.KCl溶液
C.NaOH溶液
D.CaCl2溶液
A
练习：
【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
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
[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。
物质
溶解度/g
AgCl
1.5×10-4
AgI
9.6×10-9
Ag2S
1.3×10-16
练习：
1、在NaCl溶液中含有少量的Na2S，欲将S2－除去，可加入
( )
A．CuCl2 B．AgCl
C．NaOH
D．Ag2S
B
2、已知25℃时，AgCl的溶度积Ksp＝1.8×10－10，则下列说法正确的是
( )
A．向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp值变大B．AgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中，一定有c(Ag＋)＝c(Cl－)
C．温度一定时，当溶液中c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp时，此溶液中必有AgCl的沉淀析出
D．将AgCl加入到较浓的KI溶液中，部分AgCl转化为AgI，因为AgCl溶解度大于AgI
D
人教版选修4
·
化学反应原理
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
1.什么是饱和溶液？
在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液。
复
习
2.如何判断某NaCl溶液是否已经达到饱和？
讨论1：
在NaCl的饱和溶液中，再加入固体溶质，固体会不会继续溶解？是否发生着溶解过程？
饱和NaCl溶液
一昼夜后观察发现：固体变为规则的立方体；质量并未发生改变
思考：
得到什么启示？
一昼夜后……
探究1：
结论：NaCl的饱和溶液中存在溶解平衡
我们知道，溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应发生的条件之一。例如，AgNO3溶液与NaCl溶液混合，生成白色沉淀AgCl：Ag++Cl-=AgCl↓，如果上述两种溶液是等物质的量浓度、等体积的，一般认为反应可以进行到底。
一、Ag＋和Cl－的反应真能进行到底吗？
一、Ag＋和Cl－的反应真能进行到底吗？
Ag＋
+
Cl－
=
AgCl↓
表3-4
几种电解质的溶解度(20℃)
化学式
溶解度/g
化学式
溶解度/g
AgCl
1.5×10-4
Ba(OH)2
3.89
AgNO3
222
BaSO4
2.4×10-4
AgBr
8.4×10-6
Ca(OH)2
0.165
Ag2SO4
0.796
CaSO4
0.21
Ag2S
1.3×10-16
Mg(OH)2
9×10-4
BaCl2
35.7
Fe(OH)3
3×10-9
200C时，溶解性与溶解度的大小关系
1、溶解是绝对的,不溶是相对的。
2、没有绝对不溶的电解质，难溶电解质
都会发生微量溶解。
3、生成沉淀的离子反应能发生的原因：生成物的溶解度很小。
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5
mol/L，沉淀就达完全。
溶解性
易溶
可溶
微溶
难溶
溶解度
>10g
1g~10g
0.01g~1g
<0.01g
【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。
讨论3：
现象：有白色沉淀生成，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）是否恰好反应？
（2）溶液中是否还含有Ag+和Cl-？
【继续试验】取上层清液，滴加NaCl溶液，
有何现象？说明了什么？
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。
初始状态：Ｖ(溶解)
>
Ｖ(沉淀)
溶解平衡：Ｖ(溶解)
=
Ｖ(沉淀)
得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡
思考：把AgCl固体加到水中都发生着怎样的过程？
二、难溶电解质的溶解平衡
1、概念：
在一定条件下，难溶电解质___________的速率等于离子重新_____________的速率，溶液中各离子的浓度__________的状态。（也叫沉淀溶解平衡)
溶解成离子
结合成沉淀
保持不变
2、溶解平衡的建立
以AgCl(s)的溶解平衡为例
3、表达方法
4、溶解平衡的特征
标明物质状态和可逆符号
逆、等、动、定、变
5、生成难溶电解质的离子反应的限度
离子浓度小于1×10-5mol/L时，认为反应完全。
6、沉淀溶解平衡的影响因素
①内因：电解质本身的性质。
只要是饱和溶液都存在溶解平衡。
绝对不溶的物质是没有的
不同难溶物其溶解度差别也很大
0.01g
10g
难溶
微溶
易溶
可溶
1g
②外因
加相同离子，平衡向沉淀方向移动。
温度：
浓度：
加水，平衡向溶解方向移动；
(Ca(OH)2除外)
升温，多数平衡向溶解方向移动。
1、下列说法中正确的是（
）
A.物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水
B.不溶于水的物质溶解度为0
C.绝对不溶解的物质是不存在的
D.某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度为零
2、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是
（
）
A.开始时，溶液中各离子浓度相等
B.平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等
C.平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变
D.平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解
练习
C
B
3．(1)AgCl(s)
Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
(2)AgCl===Ag＋＋Cl－
问(1)式和(2)式所表示的意义？
4．常温条件下，CaCO3在水中的溶解度大还是在Na2CO3溶液中的溶解度大？
三.溶度积常数
1.定义
2.表达式
Ksp＝[c(Mn＋)]m·[c(Am—)]n
在难溶电解质的饱和溶液中,当溶解与结晶速率相等时,溶液达到溶解平衡状态,则该反应的平衡常数表示为：Ksp，AgCl
=[Ag+][Cl-]。该常数称为难溶电解质的溶度积常数，简称溶度积。
3、溶度积规则
AnBm(s)
nAm+(aq)
+
mBn-(aq)
Qc>Ksp时，溶液过饱和，有沉淀析出,直至达到平衡.
Qc=Ksp时，沉淀与饱和溶液的平衡.
Qc
②溶度积规则
①离子积
Qc=
c(Am+)n
·
c(Bn-)m
讨论：溶度积和溶解度都可以表示难溶电解质在水中的溶解能力，分析下表，你将如何看待溶度积和溶解度的关系？
结论：相同类型的难溶电解质的Ksp越小溶解度越小
一定条件下：
注意：只有在同种类型的电解质之间才能通过Ksp的
大小来直接比较溶解度的大小。
类型
化学式
溶度积Ksp
溶解度/g
AB
AgBr
5.0×10-13
8.4×10-6
AB
AgCl
1.8×10-10
1.5×10-4
A2B
Ag2CrO4
1.1×10-12
2.2×10-3
A2B
Ag2S
6.3×10-50
1.3×10-16
练一练
1、下列叙述正确的是（
）
A.由于AgCl水溶液导电性很弱，所以它是弱电解质
B.难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积常数
C.溶度积常数大者，溶解度也大
D.用水稀释含有AgCl固体的溶液时，
AgCl的溶度积常数不变。
D
练习1：25℃时，Ksp?(AgBr)=?5.0×10-10，求AgBr的饱和溶液中的c(Ag+)和c(Br-)。
4、利用溶度积计算某种离子的浓度：
练习2：25℃时，Ksp?[Mg(OH)2]=?1.8×10-11，求Mg(OH)2的饱和溶液中的C(Mg2+)和c(OH-)
C(Mg2+)=1.65×10-4，c(OH-)=3.3×10-4
c(Ag+)=c(Br-
)=2.2×10-5
6.判断能否生成沉淀
例：25℃时，在1.00?L?0.03?mol/L?AgNO3溶液中加入0.50?L?0.06?mol/L的CaCl2溶液，能否生成AgCl沉淀？
已知：AgCl的Ksp＝1.8×10－10
c(Ag＋)＝(0.03?mol/L×1.00?L)÷(1.00?L＋0.50?L)
＝0.020?mol/L?
c(Cl－)＝(0.06?mol/L×2×0.50?L)÷(1.00?L＋0.50?L)
＝0.040?mol/L?
Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.020?mol/L×0.040?mol/L
＝8.0×10－4
由于Qc>Ksp，所以有AgCl沉淀生成。
例：实验测得某水样中的铁离子的浓度为6×10-6mol·l-1
若要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的PH值至少要控制在多少以上？[已知Fe(OH)3的Ksp为2.6×10-39]
解：设溶液中的OH-离子的浓度最少为X才能使水中的铁离子转化为沉淀。
KSP=c(Fe3+)
·c3(OH-)
=2.6×10-39
=6×10-6×X3
求得X=7.57×10-12mol·L-1=c(OH-)
C(H+)=1.32×10-3mol·L-1
PH=2.88
答：PH至少要控制在2.88以上。
7.计算某离子开始沉淀的pH值
第四节
难溶电解质的溶解平衡
Dissolution
electrolyte
equlibrium
?
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。
工业废水的处理
工业废水
硫化物等
重金属离子（如Cu2+、Hg2+等）转化成沉淀
（2）方法
a
、调pH
如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调pH值至7－8
b
、加沉淀剂：
如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂
Cu2＋+S2－=CuS↓
Hg2＋+S2－＝HgS↓
加氨水，OH-
浓度上升，平衡右移，有利于生成沉淀
c、同离子效应法：
例如，硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小。
硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。
2、沉淀的溶解
（1）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
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.KCl溶液
C.NaOH溶液
D.CaCl2溶液
A
练习：
【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
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
[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。
物质
溶解度/g
AgCl
1.5×10-4
AgI
9.6×10-9
Ag2S
1.3×10-16
练习：
1、在NaCl溶液中含有少量的Na2S，欲将S2－除去，可加入
( )
A．CuCl2 B．AgCl
C．NaOH
D．Ag2S
B
2、已知25℃时，AgCl的溶度积Ksp＝1.8×10－10，则下列说法正确的是
( )
A．向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp值变大B．AgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中，一定有c(Ag＋)＝c(Cl－)
C．温度一定时，当溶液中c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp时，此溶液中必有AgCl的沉淀析出
D．将AgCl加入到较浓的KI溶液中，部分AgCl转化为AgI，因为AgCl溶解度大于AgI
D