人教版高中选修四化学第四节：【难溶电解的溶解平衡】(51张ppt)

(共51张PPT)
[复习]
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
物质的溶解性只是粗略的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。叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。
注意：条件：一定温度
标准：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也是有限的，不存在无限可溶解的物质。
溶解度与溶解性的关系：20℃
易溶
物质
可溶
物质
微溶
物质
难溶
物质
S＞10克
S＞1克
S＞0.01克
小于0.01克
（1）20℃时100克水里，溶解了36克氯化钠达到饱和状态，20℃时NaCl的溶解度是多少？
（2）20℃时，KClO3在水里的溶解度是
7.4g，这表示什么含义？
此时，溶液中溶质、溶剂、溶液的质量比是
。
练习
36克
20℃时，100克水中最多溶解7.4
克KClO3
7.4：100：107.4
[实验探究]
讨论:
⑴
NaCl在水溶液里达到溶液平衡状态时有何特征？
v（结晶）=v（溶解）
⑵
要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体，可采取什么措施？
加热浓缩
降温
(3)在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸
探究实验
现象:NaCl饱和溶液中析出固体
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Cl-
的浓度增加,平衡向左移,
NaCl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？
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
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？
思考与交流：阅读课本P61
问题讨论：
1、当AgNO3与NaCl恰好完全反应生成难溶AgCl时，溶液中是否含有Ag+和Cl-？
2、难溶电解质的定义是什么？难溶物的溶解度是否为0？
3、难溶电解质(如AgCl)是否存在溶解平衡？如何表示？
有
习惯上，将溶解度小于0.01克的电解质称为难溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0
Ag+
Cl-
溶解
AgCl(s)
Ag＋(aq)
+
Cl－(aq)
沉淀
AgCl(s)
当v（溶解）＝
v(沉淀）时,得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡
1、有沉淀生成的复分解类型离子反应能不能完全进行到底呢？
不能,
沉淀即是难溶电解质,不是绝对不溶,只不过溶解度很小,难溶电解质在水中存在溶解平衡.
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、难溶电解质的溶解平衡
3)特征：
逆、等、动、定、变
1)概念：
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)
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：
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。
练：书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式
C)
同离子效应：加入含有相同离子电解质，平衡向结晶的方向移动.
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
3、应用－－
Qc为离子积
Qc>
Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出。
Qc＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解平衡。
Qc<
Ksp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，可以继续溶解直至饱和。
MmAn
(s)
mMn＋(aq)＋
nAm—(aq)
平衡时：Ksp＝[c(Mn＋)]m·[c(Am—)]n
说明：（1）对同种类型，Ksp越小其溶解度越小
（2）对于化学式中阴阳离子个数比不同的难溶电解质，不能直接比较Ksp的大小来确定其溶解能力的大小，常转化为溶解度来计算。
（3）溶液中各离子浓度的变化只能使沉淀溶解平衡移动，并不改变溶度积
课堂练习
1,
在100mL
0.01mol/LKCl
溶液中，加入
1mL
0.01mol/L
AgNO3
溶液，有沉淀(已知AgCl
KSP=1.8×10-10)
吗？
Ag+沉淀是否完全?
产生沉淀的唯一条件是Qc﹥Ksp
c(Ag＋)=9·9×10－5mol/L,
c(Cl－)=
9·9×10－3mol/L
2.在下列溶液中，BaSO4的溶解度最大的是（
）
A)1mol/LH2SO4溶液
B)
2mol/LH2SO4溶液
C)
纯水
D)0
·1mol/LNa2SO4溶液
C
3.CaF2的Ksp=5·3×10－9,在c(F－)=3·0mol/L的溶液中，Ca2＋的最大浓度（
）mol/L
1·8×10－9
B)
1·8×10－10
5·9×10－10
D)
5·9×10－9
4.
250c,在含有大量PbI2的饱和溶液中存在平衡
PbI2(s)
Pb2＋(aq)
＋
2I－(aq),加入KI溶液
正确（
）
A)溶液中Pb2＋和I－浓度都增大
B)Ksp增大
C)沉淀溶解平衡向左移动
D)溶液中Pb2＋浓度减小
C
Ca2＋浓度最大即CaF2此时达饱和状态，Qc=Ksp
CD
5.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
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。
（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↓
Fe3＋
＋
3NH3·H2O
=
Fe(OH)3↓
＋
3NH4＋
Cu2＋+H2S=CuS↓＋2H＋
Hg2＋+H2S＝HgS↓＋2H＋
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。
d、氧化还原法
硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。
例：已知Fe3+在PH
3—4
之间开始沉淀，在PH
7—8
之间沉淀完全，而Fe2+，Cu2+在
8—9
之间开始沉淀
，11—12
之间沉淀完全。CuCl2中混有少量Fe2+如何除去？
先把Fe2+氧化成Fe3+，然后调PH至7到8使Fe3+转化为Fe(OH)3
沉淀，过滤除去沉淀。
氧化剂可用：氯气，双氧水，氧气等（不引入杂质）
调PH可用：氧化铜，碳酸铜等（不引入杂质）
氧化剂:
硝酸、高锰酸钾、氯气、氧气、双氧水等
调PH:
氨水、氢氧化钠、氧化铜、碳酸铜
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
a
、调pH
b
、加沉淀剂
c、同离子效应法
d、氧化还原法
【说明】(1)
沉淀剂的选择：要求除去溶液中的某种离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去。
(2)形成沉淀和沉淀完全的条件：由于难溶电解质溶解平衡的存在，在合理选用沉淀剂的同时，有时还要考虑溶液的pH和温度的调控。
(3)通过氧化还原反应等方式改变某离子的存在形式，促使其转变为溶解度更小的难溶电解质以便分离出去
沉淀生成的方法:
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
（2）举例
①
难溶于水的盐溶于酸中
如：CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶
于盐酸。
分别写出有关的离子方程式
②难溶于水的电解质溶于某些盐溶液
如：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液
演示实验:
Mg(OH)2的溶解
思考与交流
用平衡移动的原理分析Mg(OH)2溶于盐酸和NH4Cl溶液的原因？
Mg(OH)2
＋
2H＋
=
Mg2＋
＋
2H2O
Mg(OH)2
＋
2
NH4＋
==
Mg2＋
2
NH3·H2O
解释
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＋水解，产生的H＋中和OH－,使c(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解
3、沉淀的转化
演示实验3－4、3－5
（1）记录现象，写出相应的方程式
（2）如果将上述两个实验中沉淀生成和转化的操作步骤颠倒顺序，会产生什么结果？
沉淀不会转化。沉淀只是从溶解度小的向溶解度更小的方向转化
⑴
沉淀的转化的实质：使溶液中的离子浓度更小
⑵
沉淀转化的应用
①
锅炉除水垢（CaSO4）
②
一些自然现象的解释
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。
（实验3－4、3－5　沉淀转化）
白色
黄色
黑色
写出有关的化学（或离子）方程式：
1，Cl－＋
Ag＋
=
AgCl↓
2,
AgCl
＋
I－
=
AgI
＋
Cl－
3,
2AgI
＋
S2－
=
Ag2S
＋
2I－
4,
Mg2＋
＋
2
OH－
=
Mg(OH)2↓
5,
3Mg(OH)2
＋
2Fe3＋
=
3Mg2＋
＋
2Fe(OH)3
　锅炉水垢中含CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为CaCO3，然后用酸除去，从CaSO4到CaCO3的沉淀转化中，存在着两个沉淀溶解平衡。
　
　　加入Na2CO3溶液后，CO32-与Ca2＋结合生成更难溶的CaCO3沉淀，同时溶液中Ca2＋的减少又使CaSO4的溶解平衡向右移动，CaSO4逐渐溶解。
怎样除去锅炉水垢中含有的CaSO4？
CaSO4
　　
SO42-
+
Ca2+
+
CO32-
CaCO3
CaSO4
＋
CO32－
=
CaCO3
＋
SO42－
自然界中矿物的转化
原生铜的硫化物
CuSO4溶液
氧化、淋滤
渗透、遇闪锌矿（ZnS）
和方铅矿（PbS）
铜蓝（CuS）
【练习】
1)试用平衡移动原理解释下列事实
CaCO3不溶于水，但却能溶于稀盐酸中。
2)石灰乳中存在下列平衡：
Ca(OH)2(s)
Ca2+(aq)+2
OH―
(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
A
B
CaCO3(s)
CO32-(aq)
+
Ca2+(aq)
+H+
HCO3-
H2CO3
→
H2O+CO2↑
CaCO3(s)
CO32-(aq)
+
Ca2+(aq)
4．为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是（
）
A、NaOH
B、Na2CO3
C、氨水
D、MgO
3）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
D
5.已知Ksp[Cu(OH)2
]=2.0
×
10-20
(1)某Cu(SO4)溶液里，c(Cu2+)=0.02mol/L，如要生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液的pH，使之大于（
）才能达到目的。
(2)要使0.2
mol/LCuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全（使Cu2+浓度降至原来的千分之一），则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液的pH为（
）。
5
6
6、下列说法正确的是（????
）A、在一定温度下AgCl水溶液中，Ag＋和Cl－浓度的乘积是一个常数
B、AgCl的KSP
=
1.8×10－10，在任何含AgCl固体的溶液中c(Ag＋)
=
c(Cl－)且Ag＋与Cl－浓度的乘积等于1.8×10－10
C、温度一定时，当溶液中Ag＋和Cl－浓度的乘积等于KSP值时，此溶液为AgCl的饱和溶液
D、向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，KSP值变大
C
7．下列说法正确的是
(　　)A．难溶电解质的溶度积Ksp越小，则它的溶解度越小
B．任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡，溶解度大小都可以用Ksp表示
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
D
8.
已知298K时，
氢氧化镁的溶度积常数
Ksp=
5.6×10－12,取适量的氢氧化镁滤液,加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得pH
=
13，则此温度下残留在溶液中的?c(Mg2＋)
=
_________
5.6×10-10mol·L－1
9.
在25℃下，向浓度均为0.1
mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_________沉淀（填化学式)。已知25℃Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,
Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。
Cu(OH)2
10.取5ml
0.002mol·L-1
BaCl2与等体积的
0.02mol·L-1
Na2SO4的混合，计算Ba2+是否沉淀完全[即c(Ba2+)<10-5mol·L-1]？BaSO4的
Ksp=1.0×10-10）
c(Ba2+)
=
1.2×10-8(mol·L-1)
Ba2+已沉淀完全
11.
已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)
＝1.5×10－16，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag＋浓度大小顺序是(　　
)
Ag2CrO4＞AgCl＞AgI
12.
25℃时，2.0×10-3mol·L-1氢氟酸水溶液中，调节溶液pH（忽略体积变化），得到c（HF）、c（F-）与溶液pH的变化关系，如下图所示：4.0×10-3mol·L-1HF溶液与4.0×10-4
mol·L-1CaCl2溶液等体积混合，调节混合液pH为4.0（忽略调节混合液体积的变化），通过列式计算说明是否有沉淀产生。
298K：Ksp（CaF2）＝1.5×10
-10
PH=4.0，根据图中数据可知c（F－）=1.6×10-3，而溶液中的c（Ca2+）=2.0×10-4。c2（F-）×c（Ca2+）=5.12×10-10，5.12×10-10大于Ksp（CaF2）＝1.5×10－10，此时有少量沉淀产生。
利用Qc与K关系
13.
硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线
)
如图
2－12－3，下列说法正确的是(
BC
14.
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
总结：
⑴．在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度只能在曲线上变化，不会出现在曲线外的点
⑵．溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况：ⅰ、原溶液不饱和时，离子浓度要增大都增大；
ⅱ、原溶液饱和时，离子浓度都不变。
⑶．溶度积常数只是温度的函数，与溶液中
溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，
溶度积常数相同。