资源描述
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,*,第三章 水溶液中的离子平衡,第四节 难溶电解质的溶解平衡,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,一、,Ag,和,Cl,的反应能进行到底吗？,【,实验,】,向盛有,2 mL 0.1mol/LAgNO,3,溶液的试管中加入,2 mL 0.1 mol/L NaCl,溶液。,有黄色沉淀生成，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,）恰好反应没有？,（,2,）溶液中还含有,Ag+,和,Cl,-,？,【,继续试验,】,取上层清液，滴加,KI,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。,一、Ag和Cl的反应能进行到底吗？【实验】向盛有2 mL,（,2,）,AgCl,溶解平衡的建立,当,v,（溶解）,v,（沉淀）,时，,得到,饱和,AgCl,溶液,，建立,溶解平衡,溶解,AgCl(s)Ag,(aq,)+,Cl,(aq),沉淀,注意写法,练：书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式,（2）AgCl溶解平衡的建立 当v（溶解）v（,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,）溶解平衡的特征：,逆、等、动、定、变,（,3,）溶解平衡的概念：,平衡的共性,在一定条件下，难溶电解质溶解成离子的速率等于,（,5,）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。,内因：电解质本身的性质,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,、加入相同离子,，平衡向,沉淀,方向移动。,d,、加入,可与体系中某些离子反应,生成更难溶或更难电离或气体的离子,，使平衡向,溶解,的方向移动。,（5）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,思考：为什么在通常情况下，认为离子间生成难溶电解质的反应能够进行完全呢？,习惯上将溶解度小于,0.01g,的电解质称为难溶电解质，对于一般常量的反应来说,0.01g,是很小的，一般认为完全反应了。,化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于,10,-5,mol/L,时,沉淀达到完全。,思考：为什么在通常情况下，认为离子间生成难溶电解质的反应能够,二、沉淀反应的应用,1,、沉淀的生成,（,1,）应用,：常利用生成沉淀来,除杂或提纯,物质。,二、沉淀反应的应用1、沉淀的生成（1）应用：常利用生成沉淀来,（,2,）沉淀的方法,调,pH,值,如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，使其溶解于水，再加氨水调,pH,值至,78,，可使,Fe,3+,转变为,Fe(OH),3,沉淀而除去。,Fe,3,+3NH,3,H,2,O=Fe(OH),3,+3NH,4,加沉淀剂,如：沉淀,Cu,2+,、,Hg,2+,等，以,Na,2,S,、,H,2,S,做沉淀剂,Cu,2,+S,2,=CuS,Hg,2,+S,2,=HgS,（2）沉淀的方法 调pH值如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，,思考与交流,1,、如果要除去某溶液中的,SO,4,2-,，你选择加 入钡盐还是钙盐？为什么？,加入钡盐，因为,BaSO,4,比,CaSO,4,更难溶，使用钡盐可使,SO,4,2-,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，因为不溶是相对的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。,思考与交流1、如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加 入钡,2.,沉淀的溶解,原理：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，就达到使沉淀溶解的目的。,例：,CaCO,3,(s),Ca,2+,(aq),+CO,3,2-,(aq,),HCO,3,-,+H,+,+H,+,H,2,CO,3,H,2,O+CO,2,强酸,是常用的,溶解,难溶电解质的,试剂,。如可溶解难溶氢氧化物，难溶碳酸盐、某些难溶硫化物等。除酸外，某些,盐溶液,也可用来溶解沉淀。,2.沉淀的溶解HCO3-+H+H+H2CO3H2O+,试管编号,对应试剂,少许,Mg(OH),2,少许,Mg(OH),2,少许,Mg(OH),2,滴加试剂,2ml,蒸馏水，滴加酚酞溶液,2ml,盐酸,3ml,饱和,NH,4,Cl,溶液,现象,固体无明显溶解现象，溶液变浅红,迅速溶解,逐渐溶解,Mg(OH),2,+2HCl,MgCl,2,+2H,2,O,Mg(OH),2,+2NH,4,Cl,MgCl,2,+2NH,3,H,2,O,完成实验,记录现象,写出反应的化学方程式。,说明溶解,实验方案：,分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、酸、,盐，根据实验现象，得出结论。,试管编号对应试剂少许Mg(OH)2少许Mg(OH)2少,在溶液中存在,Mg(OH),2,的溶解平衡：,Mg(OH),2,(s)Mg,2,(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,NH,4,Cl,时，,NH,4,与,OH,结合，生成,弱电解质,NH,3,H,2,O,（它在水中比,Mg,（,OH,）,2,更难电离出,OH,-,），使,c(OH,),减小，平衡,右,移，从而使,Mg(OH),2,的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。,【,思考与交流,】,：,应用平衡移动原理分析、解释实验中发生的反应，并试从中找出使沉淀溶解的规律。,【,解释,】,在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：加入盐酸,步骤,1mLNaCl,和,10,滴,AgNO,3,溶混合,(,均为,0.1mol,L),向所得固液混合物中滴加,10,滴,0.1mol,L,KI,溶液,向新得固液混合物中滴加,10,滴,0.1mol,L,Na,2,S,溶液,现象,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,Ag,2,S,3,、沉淀的转化,步骤1mLNaCl和10滴AgNO3溶混合(均为0.1mol,向,MgCl,2,溶液中滴加,NaOH,溶液,生成白色沉淀,向有白色沉淀的溶液中滴加,FeCl,3,溶液,白色沉淀转变为红褐色,静置,红褐色沉淀析出,【,实验,3-5】,FeCl,3,静置,向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液生成白色沉淀向有白色沉淀的,讨论,:,从实验中可以得到什么结论？,实验结论：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,1.510,-4,AgI,9.610,-9,Ag,2,S,1.310,-16,讨论:从实验中可以得到什么结论？实验结论：沉淀可以从溶解,思考与交流,1.,根据你所观察到的现象，写出所发生的反应。,2.,如果将上述两个实验中的沉淀生成和转化的步骤颠倒顺序，会产生什么结果？,AgCl+I,-,=AgI+Cl,-,2AgI+S,2-,=Ag,2,S+2I,-,3Mg(OH),2,+2Fe,3+,=2Fe(OH),3,+3Mg,2+,思考与交流1.根据你所观察到的现象，写出所发生的反应。AgC,CaSO,4,SO,4,2,+,Ca,2,+,CO,3,2,CaCO,3,难溶电解质溶解平衡,应用,1,：,锅炉除水垢：,P64,锅炉的水垢中含有,CaSO,4,，可先用,Na,2,CO,3,溶液处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的,CaCO,3,。,CaSO4 SO42+Ca2+CaCO3 难,化学法除锅炉水垢的流程图,CaSO,4,+CO,3,2-,=CaCO,3,+SO,4,2-,CaCO,3,+2H,+,=Ca,2+,+CO,2,+H,2,O,Mg(OH),2,+2H,+,=Mg,2+,+2H,2,O,水垢成分,CaCO,3,Mg(OH),2,CaSO,4,用,饱和,Na,2,CO,3,溶液浸泡数天,疏松的水垢,CaCO,3,Mg(OH),2,写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式,用盐酸,或,饱氯化铵液,除去水垢,化学法除锅炉水垢的流程图CaSO4+CO32-=,自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。,各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用,后可变成,CuSO,4,溶液，并向深部渗透，,遇到深层的闪锌矿,(ZnS),和方铅矿,(PbS),，,便慢慢地使之转变为铜蓝,(CuS),。,各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用,ZnS(s)Zn,2+,(aq)+S,2-,(aq),+,Cu,2+,(aq),CuS(s),平衡向右移动,ZnS,沉淀转化为,CuS,沉淀的,总反应,：,ZnS+Cu,2+,=CuS +Zn,2+,ZnS,与,CuS,是同类难溶物，,CuS,的溶解度远小于,ZnS,的溶解度。,ZnS(s)Zn2,应用,2,：,为什么医学上常用,BaSO,4,作为内服造影剂“钡餐”，而不用,BaCO,3,作为内服造影剂“钡餐”,?,BaSO,4,和,BaCO,3,的沉淀溶解平衡分别为：,BaSO,4,Ba,2,SO,4,2,s=,2.4,10,4,BaCO,3,Ba,2,CO,3,2,s=2.2,10,3,由于人体内胃酸的酸性较强,(pH=0.9,1.5),，,如果服下,BaCO,3,，胃酸会与,CO,3,2,反应生成,CO,2,和水，,使,CO,3,2,浓度降低，使,BaCO,3,的沉淀溶解平衡向右移动，,使体内的,Ba,2+,浓度增大而引起人体中毒。,BaCO,3,Ba,2+,+CO,3,2-,+,H,+,CO,2,+H,2,O,所以，不能用,BaCO,3,作为内服造影剂“钡餐”。,而,SO,4,2,不与,H,结合生成硫酸，,胃酸中的,H,对,BaSO,4,的溶解平衡没有影响，,Ba,2,浓度保持在安全浓度标准下，所以用,BaSO,4,作“钡餐”。,应用2：为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而,科学视野,溶度积,K,SP,对于溶解平衡：,M,m,A,n,(s)mM,n+,(aq),+nA,m-,(aq),K,SP,=c(M,n+,),m,c(A,m-,),n,在一定温度下，,K,SP,是一个常数。,2,、溶液中有关离子浓度幂的乘积,离子积,Q,C,（任意时刻溶液中离子浓度幂的乘积）,。,Q,C,K,SP,=,Q,C,K,SP,Q,C,K,SP,K,SP,例1：在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中，Ac(,例,2,：,在,1L,含,1.010,-3,mol,L,-1,的,SO,4,2-,溶液中，注入,0.01mol BaCl,2,溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去,SO,4,2-,?,已知,:K,sp,(BaSO,4,)=1.110,-10,mol,2,L,-2,解：,c(Ba,2+,)=0.01mol/L,c(SO,4,2-,)=0.001mol/L,生成,BaSO,4,沉,淀后，,Ba,2+,过量，剩余的即,Ba,2+,=0.01-0.001=0.009mol/L.,SO,4,2-,=K,sp,/Ba,2+,=1.110,-10,/9.010,-3,=1.210,-8,(mol/L),因为，剩余的即,SO,4,2-,=1.210,-8,mol/L1.010,-5,mol/L,所以，,SO,4,2-,已沉淀完全，即有效除去了,SO,4,2-,。,注意,：当剩余离子即平衡离子浓度,10,-5,mol/L,时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。,例2：在1L含1.010-3molL-1 的SO42-,【,练习,】,1.,向盛有,0.1mol/LAgNO,3,溶液的试管中滴加,0.1mol/LNaCl,溶液，至不再有白色沉淀生成为止。取其中澄清溶液，逐滴加入饱和,Na,2,S
展开阅读全文