新人教版选修4高中化学第四节《难溶电解质的溶解平衡》课件(43张PPT)

(共43张PPT)
第四节
难溶电解质的
溶解平衡
——第一课时
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、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。
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一般是有限的。
溶解度的简单计算：
4.在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸
3.饱和溶液中溶质的溶解过程停止了吗？
氯化钠饱和溶液
浓盐酸
解释:
在NaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡
NaCl(s)
Na+(aq)
+
Cl-(aq)
现象:NaCl饱和溶液中析出白色晶体
易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？
加浓盐酸Cl-
的浓度增加,平衡向结晶方向移动,
NaCl析出
第四节
难溶电解质的溶解平衡
思考：Ag＋和Cl－的反应
真能进行到底吗？
阅读课本P61～62
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？
Ag＋
+
Cl－==
AgCl↓
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
表3-4
几种电解质的溶解度(20℃)
讨论1:
在溶解度的大小、易溶和难溶界限等方面你能得到哪些相关信息谈谈你对酸、碱和盐的溶解度表中“溶”与“不溶”的理解。
溶解度可以很小很小，但仍有度。溶与不溶是相对的，没有绝对不溶的电解质。
200C时，溶解性与溶解度的大小关系
溶解性
易溶
可溶
微溶
难溶
溶解度
>10g
1g~10g
0.01g~1g
<0.01g
讨论2：根据你对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识，说明生成沉淀的离子反应是否能真正进行到底。
不能，生成的沉淀会有少量溶解。
说明生成沉淀的离子反应能够进行完全也是相对的。
问题1：当AgNO3与NaCl完全反应生成难溶AgCl时，溶液中是否含有Ag+和Cl-？
有
问题2：如何证明？难溶电解质(如AgCl)是否存在溶解平衡？如何表示？
以AgCl为例，讨论难溶电解质的溶解平衡
1、难溶电解质的溶解平衡
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，形成饱和溶液，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡)
注：标明物质状态和可逆符号
变——当外界条件改变，溶解平衡将________
动——动态平衡，溶解速率和沉淀速率_______
定——达到平衡时，溶液中离子浓度________
等——溶解速率和沉淀速率_______
3)
特征
不等于零
相等
保持不变
发生移动
1、难溶电解质的溶解平衡
逆——溶解与沉淀互为____
可逆
练
习
1.书写CaCO3，Mg(OH)2溶解平衡的表达式.
2.向有固体Mg(OH)2存在的饱和溶液中,分别加入固体醋酸钠，氯化铵时固体Mg(OH)2的质量有什么变化?
加入固体醋酸钠,固体Mg(OH)2的质量增加;
加入固体氯化铵,固体Mg(OH)2的质量减少
1、既然难溶电解质中存在溶解平衡,为什么通常情况下,可以认为生成沉淀的反应可以进行到底呢?
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。
2、若要除去溶液中的SO42-离子你选择钙盐还是钡盐?为什么?
选择可溶性钡盐，因硫酸钡的溶解度比硫酸钙小,用Ba2+沉淀SO42-更完全
3、硫酸钡存在溶解平衡，是一个可逆的过程，能否说明硫酸钡是弱电解质？
难溶电解质可能是强电解质也可能是弱电解质
4)影响因素：
①内因：电解质本身的性质
同是难溶电解质，溶解度差别也很大
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
特例：
Ca(OH)2
c、同离子效应
【例1】AgCl(s)
Ag+(aq)
+
Cl-(aq)
△H>0
的平衡体系，改变条件，溶解平衡怎样移动？
a.温度：
升高温度,平衡向溶解方向移动，溶解度增大
b.加入水：
向溶解方向移动，但离子浓度减小
c.加入AgCl固体：
饱和溶液，平衡不移动
d.加入NaCl晶体：
平衡向沉淀方向移动
②外因:遵循勒夏特列原理
练习：把足量熟石灰放入水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2
Ca2+(aq)
+
2OH-(aq)，下列叙述正确的是（
）
A、加热，溶液pH升高
B、恒温下加入CaO，溶液pH升高
C、加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2固体增多
D、加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体增多
D
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
练习
3.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
⑵表达式：
平衡时：Ksp＝cm
(Mn＋)
·cn(Am-)
MmAn
(s)
mMn＋(aq)＋
nAm-(aq)
2、溶度积（Ksp）
⑴溶度积在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂之乘积为一常数。
练习：BaSO4、Fe(OH)3的溶度积表达式
。
Ksp(BaSO4)=
c(Ba2+)
·
c(SO42-)
Ksp
[Fe(OH)3]=
c(Fe3+)
·
c
3(OH-)
练习：将0.001
mol·L-1
NaCl和0.001
mol·L-1
AgNO3
溶液等体积混合下列说法正确的是(AgCl
Ksp=1.8×10-10)
（
）
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
A
⑶、溶度积规则
任意时刻：Qc
＝
cm(Mn＋)
·
cn(Am-)
当:
Qc
>
Ksp
过饱和，析出沉淀
Qc
＝
Ksp
饱和，平衡状态
Qc
<
Ksp
未饱和，加入难溶物会继续溶解
注意
(1)
影响因素:
Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关，与浓度无关。
(2)意义：Ksp大小反映难溶电解质的溶解能力。对于同类型的难溶电解质，Ksp越小说明难溶物越难溶解，溶解度更小。
练习
下列说法正确的是(　　)
A．溶度积就是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的乘积
B．溶度积常数是不受任何条件影响的常数，简称溶度积
C．可用离子积Qc与溶度积Ksp的比较来判断沉淀溶解平衡进行的方向
D．所有物质的溶度积都是随温度的升高而增大的
C
难溶物的溶解平衡
溶解平衡
难溶≠完全不溶
一定条件下，溶质离子与该固态物质间建立动态平衡
溶度积(Ksp)
表达式如:
Ksp=
cm(Mn+)
·
cn(Am-)
意义：溶解能力
Ksp求算：
利用Ksp求难溶物离子浓度
小结：
第四节
难溶电解质的
溶解平衡
——第二课时
问题：
能否通过改变条件，使难溶电解质的溶解平衡发生移动？使沉淀生成、溶解或转化？
二、沉淀反应的应用
1、沉淀的生成
（1）应用：在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的(除杂或提纯)。
（2）方法
①
调pH值
如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调
pH值至7－8
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↓
Cu2＋+H2S=
CuS↓+
2H＋
Hg2＋+S2－=
HgS↓
Hg2＋+H2S=
CuS↓+
2H＋
思考与交流1
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？
从溶解度大小考虑，应选择钡盐
2、你认为判断沉淀能否生成可从哪些方面考虑？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。
从溶解度是否足够小考虑
不可能，生成的沉淀会有微量溶解
练习
要使工业废水中的重金属离子Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：
化合物
PbSO4
PbCO3
PbS
溶解度/g
1.03×10－4
1.81×10－7
1.84×10－14
由上述数据可知，选用沉淀剂最好为(　　)
A．硫化物　　
B．硫酸盐
C．碳酸盐
D．以上沉淀剂均可
A
（1）原理：对于在水中难溶的电解质，如果能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，就可以使沉淀溶解。例如难溶于水的CaCO3沉淀可以溶于盐酸中：
CaCO3(s)
CO32-(aq)
+
Ca2+(aq)
+H+
2.沉淀的溶解
在实际工作中，常常会遇到需要使沉淀溶解的问题
HCO3-
H2CO3
→
H2O+CO2↑
+H+
【实验3-3】用平衡移动的原理分析Mg(OH)2溶于盐酸和NH4Cl溶液的原因？并找出使沉淀溶解的规律。
滴加试剂
蒸馏水
盐酸
氯化铵溶液
现
象
解释：
在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：
Mg(OH)2(s)
?
Mg2＋(aq)+2OH－(aq)
加入盐酸和氯化铵溶液时,H＋、NH4＋分别和OH-结合成难电离的H2O、NH3·
H2O,使c(OH－)减小,平衡右移,从而使Mg(OH)2溶解；
2.沉淀的溶解
不溶解
迅速溶解
可溶
(3)
生成络合物，例：银铵溶液的配制
AgNO3
+
NH3·H2O
=
AgOH↓
+
NH4NO3
AgOH
+
2NH3·H2O
=
[Ag(NH3)2]OH
+
2H2O
2.沉淀的溶解
小结：难溶电解质溶解的规律
设法不断移去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。
步骤
NaCl和AgNO3
向所得固液中滴加KI
向新的固液混合物滴加Na2S
现象
白色沉淀
白色沉淀转化为黄色
黄色沉淀转化为黑色
3、沉淀的转化
[实验3-4]
步骤
向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液
向有白色沉淀的混合物液中滴加FeCl3溶液
静置
现象
[实验3-5]
白色沉淀
白色沉淀转化为红褐色
红褐色沉淀析出，溶液褪至无色
思考与交流3
1、根据观察到的现象，分析所发生的反应。
2、如果将上述沉淀转化的操作步骤颠倒顺序，会产生什么结果？试利用平衡移动原理和两种沉淀溶解度上的差别加以解释，并找出这类反应的特点。
颠倒操作步骤，转化不会发生。
沉淀一般从溶解度小的转化为溶解度更小的
3、沉淀的转化
实质：沉淀溶解平衡的移动
规律：溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀，两者差别越大，转化越容易。
意义：对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。
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，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是(　　)
A.CuS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
C.CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－=CuS↓
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
练习
D
小结
二、沉淀反应的应用
2、沉淀的溶解
1、沉淀的生成
Cu2+
+
S2-
=
CuS↓
3、沉淀的转化
AgCl
AgBr
AgI
Ag2S
Mg(OH)2(s)
?
Mg2＋(aq)+2OH－(aq)
调节pH或选用合适的沉淀剂，使离子转化为沉淀
不断移去溶解的离子，使平衡向沉淀溶解方向移动
溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀