难溶电解质的溶解平衡复习ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第4讲难溶电解质的溶解平衡,第4讲难溶电解质的溶解平衡,1,一、难溶电解质的溶解平衡,1.定义:在一定条件下,当,难溶电解质溶解,的速率和,沉淀生成,的速率相等时,得到该沉淀的饱和溶液,这种,动态平衡状态叫难溶电解质的溶解平衡。,2.特征:难溶电解质的溶解平衡属于化学平衡的一种,因,此它具有化学平衡的一切特征。,“动”:动态平衡,溶解的速率与沉淀的速率不等于0。,“等”:溶解的速率与沉淀的速率相等。,一、难溶电解质的溶解平衡1.定义:在一定条件下,当难溶电解,2,“定”:达到平衡时,溶液中离子的浓度保持不变。,“变”:当外界条件改变时,溶解平衡将发生移动,达到,新的平衡。,3.影响因素:,(1)内因:,难溶电解质本身的性质,。,(2)外因:,“定”:达到平衡时,溶液中离子的浓度保持不变。“变”:当外界,3,外因,对溶解平衡的影响,温度,大多数难溶电解质的溶解平衡是,吸热,反应,升高温度,溶解平衡向,沉淀溶解,的,方向移动,浓度,加水稀释,溶解平衡向,沉淀溶解,的方向,移动,同离子效应,向平衡体系中加入相同离子,溶解平衡,左,移,化学反应,若加入物质使难溶电解质生成更难溶的,电解质、弱电解质或气体时,溶解平衡,右,移,外因对溶解平衡的影响温度大多数难溶电解质的溶解平衡是吸热,4,互动探究1难溶电解质存在溶解平衡,可溶的电解,质(如 NaCl)是否也存在溶解平衡呢?,答案:存在,如向饱和的 NaCl 溶液中滴加浓盐酸(或通,入HCl气体)可观察到有晶体析出。,互动探究1难溶电解质存在溶解平衡,可溶的电解质(如 N,5,1.定义:难溶电解质在溶液中达到溶解平衡状态时,离子,浓度保持不变(或一定),其,离子浓度的方次的乘积,为,一个常数,这个常数称之为溶度积常数,简称为溶度积,用,K,sp,表示。,2.表达式:A,m,B,n,(s),m,A,n,+,(aq)+,n,B,m,-,(aq),K,sp,(A,m,B,n,)=,c,m,(A,n,+,),c,n,(B,m,-,),。,互动探究2能否由难溶电解质的溶度积来求其溶,解度,反之已知溶解度能否求其溶度积?,二、难溶电解质的溶解平衡常数溶度积,1.定义:难溶电解质在溶液中达到溶解平衡状态时,离子浓度保,6,答案:可以,如AgCl(s),Ag,+,(aq)+Cl,-,(aq),其溶度积为,K,sp,则其溶解度为,g(假定溶液的密度为1 gmL,-,1,)。反之也可求:,K,sp,=(,),2,(,S,为溶解度)。,答案:可以,如AgCl(s)Ag+(aq,7,3.注意:,K,sp,只与,温度,有关,而与沉淀的量和溶液中离子的浓,度无关。,一般来说,对同种类型难溶电解质,K,sp,越小,其溶解度,越,小,越易转化为沉淀。不同类型难溶电解质,不能,根据,K,sp,比较其溶解度的大小。,可通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积,离子积(,Q,c,)的相对大小判断难溶电解质在给定条,件下的沉淀生成或溶解情况:,3.注意:Ksp只与 温度有关,而与沉淀的量和溶液中离子,8,当,Q,c,K,sp,时,向生成沉淀的方向进行,有沉淀析出;,当,Q,c,=,K,sp,时,达到溶解平衡,溶液为饱和溶液;,当,Q,c,Ksp时,向生成沉淀的方向进行,有沉淀析出;当,9,考点透析,考点1,难溶电解质的溶解平衡的概念,典例1海水中含有丰富的镁资源。某同,学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:,考点透析考点1难溶电解质的溶解平衡的概念,10,模拟海水中,的离子浓度,/,molL,-,1,Na,+,Mg,2+,Ca,2+,Cl,-,HC,0.439,0.050,0.011,0.560,0.001,模拟海水中的离子浓度/molL-1Na+Mg2+Ca2,11,注:溶液中某种离子的浓度小于1.0,10,-,5,molL,-,1,可认为,该离子不存在;实验过程中,假设溶液体积不变。,K,sp,CaCO,3,=4.96,10,-,9,K,sp,MgCO,3,=6.82,10,-,6,K,sp,Ca(OH),2,=4.68,10,-,6,K,sp,Mg(OH),2,=5.61,10,-,12,下列说法正确的是,(),注:溶液中某种离子的浓度小于1.010-5 molL-1,12,B.滤液M中存在Mg,2+,不存在Ca,2+,C.滤液N中存在Mg,2+,、Ca,2+,D.步骤中若改为加入4.2 g NaOH固体,沉淀物Y为Ca(OH),2,和Mg(OH),2,的混合物,A.沉淀物X为CaCO,3,B.滤液M中存在Mg2+,不存在Ca2+C.滤液N中存在M,13,【解析】本题主要考查溶度积的计算和分析。步骤,发生反应:Ca,2+,+OH,-,+HC,CaCO,3,+H,2,O,故X,为CaCO,3,且为0.001 mol,A项正确;滤液M中存在Ca,2+,:,0.011 mol,-,0.001 mol=0.01 mol,剩余,c,(Ca,2+,)=0.01 molL,-,1,B项错误;步骤:,K,sp,Mg(OH),2,=,c,(Mg,2+,),(10,-,3,),2,=5.6,10,-,12,c,(Mg,2+,)=5.6,10,-,6,10,-,5,故滤液N中Mg,2+,无剩余,C项,错误;生成0.05 mol Mg(OH),2,余0.005 mol OH,-,Q,Ca(OH),2,=,c,(Ca,2+,),c,2,(OH,-,)=0.01,0.005,2,=2.5,10,-,7,K,sp,Ca(OH),2,故无Ca(OH),2,析出,D项错误。,【答案】A,【解析】本题主要考查溶度积的计算和分析。步骤发生反应:C,14,技能归纲,对于A,m,B,n,(s),m,A,n,+,(aq)+,n,B,m,-,(aq),K,sp,=,c,m,(A,n,+,),c,n,(B,m,-,)。,其影响因素主要有:,技能归纲对于AmBn(s)mAn+(aq,15,(1)内因:电解质本身的性质。,(2)外因:遵循平衡移动原理,对于沉淀溶解平衡来说,多,数在溶液中进行,可忽略压强的影响(气体在溶液中的,溶解平衡除外)。,浓度的影响:加水时,平衡向沉淀溶解的方向移动。,温度的影响:升高温度时,多数平衡向沉淀溶解的方,向移动。但Ca(OH),2,的溶解为放热过程,升高温度时,平,衡向析出Ca(OH),2,的方向移动,即溶解度减小。,同离子效应:在溶液中含有与沉淀溶解平衡相同的离,子,平衡逆向移动,溶解度减小。,(1)内因:电解质本身的性质。(2)外因:遵循平衡移动原理,16,学以致用,1.下列对沉淀溶解平衡的描述中正确的是,(),A.反应开始时,溶液中各离子浓度相等,B.沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等,C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变,D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀,物,那么将促进溶解,学以致用1.下列对沉淀溶解平衡的描述中正确的是(,17,【解析】反应开始时,各离子的浓度没有必然的关系,A项不正确;沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子,浓度保持不变,但不一定相等,C项不正确;沉淀溶解达,到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,由于固体的,浓度为常数,故平衡不发生移动,D项不正确。,【答案】B,【解析】反应开始时,各离子的浓度没有必然的关系,A项不正确,18,考点2,难溶电解质的溶解平衡图像,典例2,某温度下，Fe（OH）3(s)、Cu（OH）2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是(),典例2某温度下，Fe（,19,A.,K,sp,Fe(OH),3,K,sp,Cu(OH),2,B.加适量NH,4,Cl固体可使溶液由a 点变到b点,C.c、d两点代表的溶液中,c,(H,+,)与,c,(OH,-,)乘积相等,D.Fe(OH),3,、Cu(OH),2,分别在b、c两点代表的溶液中达,到饱z和,A.KspFe(OH)3 KspCu(OH)2B.,20,【解析】b、c两点金属阳离子的浓度相等,设为,x,c,(OH,-,),c,=10,-,9.6,c,(OH,-,),b,=10,-,12.7,则,K,sp,Fe(OH),3,=,x,(10,-,12.7,),3,K,sp,Cu(OH),2,=,x,(10,-,9.6,),2,故,K,sp,Fe(OH),3,K,沉淀要析,出,D项正确。,【答案】B,【解析】b、c两点金属阳离子的浓度相等,设为x,21,技能归纲,难溶电解质图像中的溶度积曲线分别是以阴、阳离,子的对数浓度为坐标作出的曲线,不同温度下曲线形,状不尽相同。曲线上方表示该物质在某一温度下的,过饱和溶液;曲线上表示该物质在该温度下的饱和溶,液;而曲线下方表示该物质在某一温度下的不饱和溶,液。,技能归纲难溶电解质图像中的溶度积曲线分别是以阴、阳离子的对,22,2.已知Ag,2,SO,4,的,K,sp,为2.0,10,-,5,将适量Ag,2,SO,4,固体溶于1,00 mL水中至刚好饱和,该过程中Ag,+,和S,浓度随时间,变化关系如右图饱和Ag,2,SO,4,溶液中,c,(Ag,+,)=0.034 molL,-,1,。若,t,1,时刻在上述体系中加入100 mL 0.020 molL,-,1,Na,2,SO,4,溶液,下列示意图中,能正确表示,t,1,时刻后Ag,+,和S,浓度随时间变化关系的是,(),学以致用,2.已知Ag2SO4的Ksp为2.010-5,将适量Ag2,23,【答案】B,【答案】B,24,考点3,难溶电解质的溶解平衡的应用,典例3KI溶液与Pb(NO,3,),2,溶液混合可形成,沉淀,此沉淀的,K,sp,=7.0,10,-,9,。将等体积的KI溶液与Pb(NO,3,),2,溶液混合,若KI的浓度为1.0,10,-,2,molL,-,1,则生成沉淀所需 Pb(NO,3,),2,溶液的最小浓度为,。,典例3KI溶液与Pb,25,【解析】KI溶液与Pb(NO,3,),2,溶液混合可形成沉淀PbI,2,:,Pb(NO,3,),2,+2KI,PbI,2,+2KNO,3,其实质是Pb,2+,+2I,-,PbI,2,根据溶度积常数得:,(,),2,=7.0,10,-,9,所以,c,Pb(NO,3,),2,=5.6,10,-,4,mo1L,-,1,。,【答案】5.6,10,-,4,mo1L,-,1,【解析】KI溶液与Pb(NO3)2溶液混合可形成沉淀PbI2,26,(1)沉淀的生成,加入沉淀剂,应用同离子效应(当溶液中存在与难溶电,解质同种的离子时,难溶物的溶解度将降低,沉淀将更,完全),控制溶液的pH,当,Q,c,K,sp,时有沉淀生成。,(2)沉淀的溶解,当,Q,c,K,sp,时,沉淀发生溶解,使,Q,c,减小的方法有:,利用氧化还原反应降低某一离子的浓度;,生成弱电解质;,技能归纲,沉淀溶解平衡的应用,(1)沉淀的生成加入沉淀剂,应用同离子效应(当溶液中存在与难,27,生成络合物,例如银氨溶液的配制。,(3)分步沉淀,溶液中含有几种离子,加入某沉淀剂均可生成沉淀,沉淀生成的先后顺序按离子积大于溶度积的先后顺序,沉淀,叫做分步沉淀。利用分步沉淀可进行离子间的相,互分离。,对于同一类型沉淀,K,sp,越小越先沉淀,且,K,sp,相差越大,分步沉淀越完全。,对不同类型的沉淀,其沉淀的先后顺序要通过计算才,生成络合物,例如银氨溶液的配制。(3)分步沉淀溶液中含有,28,能确定。,一般认为沉淀离子浓度小于1.0,10,-,5,molL,-,1,时,已经,沉淀完全。,(4)沉淀的转化,由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程,若难溶电解质类,型相同,则,K,sp,较大的沉淀易于转化为,K,sp,较小的沉淀。,能确定。一般认为沉淀离子浓度小于1.010-5 mol,29,K,sp,(Ag,2,CrO,4,)的表达式为,。,(2)已知25 时,K,sp,(AgCl)=1.8,10,-,10,K,sp,(Ag,2,CrO,4,)=1.2,10,-,10,此温度下,AgCl饱和溶液中的,c,(Ag,+,),(填“大于”、“小于”或“等于”)Ag,2,CrO,4,饱和溶液中的,c,(Ag,+,);此温度下,在 0.010 molL,-,1,NaCl和0.010 molL,-,1,K,2,CrO,4,的混合溶液中滴加0.010 molL,-,1,的AgNO,3,溶液,首先产生的沉淀是,。,(3)在Ag,2,CrO,4,悬浊液(砖红色)中滴加NaCl溶液,混合液,颜色的变化为,再滴加NaI溶液,学以致用,3.(1)写出Ag,2,CrO,4,在水中的沉淀溶解平衡方程式:,混合液颜色的变化为,。,Ksp(Ag2CrO4)的表达式为,30,【答案】(1)Ag,2,CrO,4,(s),2Ag,+,(aq)+Cr,(aq);,K,sp,(Ag,2,CrO,4,)=,c,(Cr,),c,2,(Ag,+,),(2)小于;AgCl,(3)砖红色变为白色;白色变为黄色,【答案】(1)Ag2CrO4(s)2Ag+(,31,实验探究,难溶电解质溶解平衡的应用,【示例】羟基磷灰石Ca,5,(PO,4,),3,OH是一种重要的生物,无机材料。其常用的制备方法有两种:,方法A:用浓氨水分别调Ca(NO,3,),2,和(NH,4,),2,HPO,4,溶液的,pH约为12;在剧烈搅拌下,将(NH,4,),2,HPO,4,溶液缓慢滴入,【示例】羟基磷灰石Ca5(PO4)3OH是一种重要的生,32,Ca(NO,3,),2,溶液中。,方法B:剧烈搅拌下,将H,3,PO,4,溶液缓慢滴加到Ca(OH),2,悬,浊液中。,3种钙盐的溶解度随溶液pH的变化如图所示(图中纵坐,标是钙离子浓度的对数),回答下列问题:,Ca(NO3)2溶液中。方法B:剧烈搅拌下,将H3PO4溶液,33,5Ca(NO,3,),2,+3(NH,4,),2,HPO,4,+4NH,3,H,2,O,Ca,5,(PO,4,),3,OH+,+,;,5Ca(OH),2,+3H,3,PO,4,。,(2)与方法A相比,方法B的优点是,。,(3)方法B中,如果H,3,PO,4,溶液滴加过快,制得的产物不纯,其原因是,。,(4)图中所示3种钙盐在人体中最稳定的存在形式是,(填化学式)。(5)糖黏附在牙齿上,在酶,(1)完成方法A和方法B中制备Ca,5,(PO,4,),3,OH的化学反应,方程式:,5Ca(NO3)2+3(NH4)2HPO4+4NH3H2,34,的作用下产生酸性物质,易造成龋齿。结合化学平衡移,动原理,分析其原因:,。,的作用下产生酸性物质,易造成龋齿。结合化学平衡移动原理,分,35,【解析】(1)根据原子守恒可以配平反应的化学方程,式。,(2)方法A与方法B对比,主要是方法A有副产物NH,4,NO,3,原子利用率不高。,(3)H,3,PO,4,溶液滴加过快,会使反应液酸性局部过大,容易,生成CaHPO,4,。,(4)人体pH基本上在7.397.41之间,所以钙主要存在形,式为Ca,5,(PO,4,),3,OH,结合其电离平衡可以分析知酸会促,进其电离而溶解,造成龋齿。,【解析】(1)根据原子守恒可以配平反应的化学方程式。(2),36,【答案】(1)10NH,4,NO,3,;3H,2,O,Ca,5,(PO,4,),3,OH+9H,2,O,(2)唯一副产物为水,工艺简单,(3)反应液局部酸性过大,会有CaHPO,4,产生,(4)Ca,5,(PO,4,),3,OH,(5)酸性物质使沉淀溶解平衡:Ca,5,(PO,4,),3,OH(s)5Ca,2+,(aq)+3P,(aq)+OH,-,(aq)向右移动,导致Ca,5,(PO,4,),3,OH溶,解,造成龋齿,【答案】(1)10NH4NO3;3H2OCa5(PO4),37,