化学：《难溶电解质的溶解平衡》课件12（26张PPT）（新人教版选修4）

欢迎进入化学课堂 难溶电解质的溶解平衡 沉淀反应的应用 沉淀的生成 沉淀的溶解 沉淀的转化 利用固体的溶解平衡和电离平衡进行知识迁移 溶度积 溶解度与电离平衡的进一步应用 知识特点 主要是已有知识的应用 迁移 编写特点 以四个 思考与交流 为线索 辅助以必要的 资料 查询 废水处理化学沉淀法工艺流程 介绍和 实验 活动 突出学生的主动参与 调动学生的思维 第四节难溶电解质的溶解平衡 重点 难溶电解质的溶解平衡 难点 难溶电解质的溶解和转化 目的 1 了解难溶电解质在水中的溶解情况 2 理解难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点 正确理解和掌握溶度积Ksp的概念 3 掌握运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解 生成和沉淀的转化 4 掌握简单的利用Ksp的表达式 计算溶液中相关离子的浓度 第四节难溶电解质的溶解平衡 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 物质溶解性的大小跟 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 复习 3 固体物质的溶解度 物质的溶解性只是粗略地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 A 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 B 注意 条件 一定温度 标准 100g溶剂 状态 饱和状态 单位 g 任何物质的溶解 是有条件的 在一定条件下某物质的溶解量也是有限的 无限可溶解的物质不存在 20 时 溶解性与溶解度的大小关系 练习 A 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 36g B 20 时 KClO3在水里的溶解度是7 4g 这表示什么含义 20 时 100克水中最多溶解7 4克 KClO3 实验探究 讨论 1 NaCl在水溶液里达到溶解平衡状态时有何特征 2 使NaCl饱和液中析出NaCl固体 可采取何措施 加热浓缩 降温 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 一 Ag 和Cl 的反应能进行到底吗 思考与交流 p61 1 分析表3 4或从有关书籍 网站上查找的更多电解质在水中溶解度数据 在溶解度的大小 易溶和难溶界限等方面你能得到哪些有关信息 谈谈对书后所附的部分酸 碱和盐的溶解度表中 溶 与 不溶 的理解 a 生成沉淀的离子反应之所以能够发生 在于生成物的溶解度小 b 难溶电解质的溶解度尽管很小 但不会等于0 生成AgCl沉淀后的溶液中三种有关反应的粒子在反应体系中共存 c 习惯上 将溶解度小于0 01克的电解质称为难溶电解质 d 化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10 5mol L时 沉淀反应达到完全 一 AgCl溶解平衡的建立 2 根据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 Ag 和Cl 的反应真能进行到底吗 为什么 当V 溶解 V 沉淀 时 得饱和AgCl溶液 建立溶解平衡 二 难溶电解质的溶解平衡 1 概念 在一定条件下 难溶电解质溶解成离子的速率与溶液中离子重新结合成沉淀的速率相等 溶液中各离子的浓度保持不变的状态 叫沉淀溶解平衡 例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 AlCl3溶液C NaOH溶液D CaCl2溶液 AB 2 特征 难 饱 逆 动 等 定 变 3 生成难溶电解质的离子反应的限度 4 影响因素 内因 外因 浓度 温度等 难溶电解质的溶解度小于0 01g 离子反应生成难溶电解质 通常离子浓度小于1 10 5mol L时 认为反应完全 但溶液中还有相应的离子 5 溶度积常数 简称溶度积 科学视野 p65 溶度积 Ksp 难溶电解质的溶解平衡中 离子浓度幂的乘积 表达式 平衡时 Ksp c Mn m c Am n 设任意时刻有 Qc c Mn m c Am n当 Qc Ksp过饱和 析出沉淀 Qc Ksp达饱和 平衡状态Qc Ksp未饱和 溶度积规则 25 时 Ksp c Pb2 c I 2 7 1 10 9 mol3 l 3 练习 BaSO4 Fe OH 3的溶度积表达式 Ksp BaSO4 c Ba2 c SO42 单位 mol2 L 2Ksp Fe OH 3 c Fe3 c OH 3单位 mol4 L 4 注 一般情况 温度越高 Ksp越大 对于阴阳离子个数比相同 即 相同类型 的难溶电解质 Ksp越小 溶解度越小 越难溶 与弱电解质的电离平衡常数做对比 Ksp的意义和影响因素 物质本身性质和温度等 难溶物在水中的溶解能力 例2 100ml0 01mol lKCl溶液中加入1ml0 01mol lAgNO3溶液 Ksp 1 8 10 10 下列中对的是 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 几种难熔电解质在25 时的溶解平衡和溶度积 AgCl s Ag Cl Ksp c Ag c Cl 1 8 10 10mol2 L 2AgBr s Ag Br Ksp c Ag c Br 5 0 10 13mol2 L 2AgI s Ag I Ksp c Ag c Br 8 3 10 17mol2 L 2Mg OH 2 s Mg2 2OH Ksp c Mg2 c OH 2 5 6 10 12mol3 L 3 溶解能力大小有 AgCl AgBr AgI 问 AgCl Mg OH 2哪个更难溶 能由Ksp直接判断吗 由它们的Ksp求出常温下其饱和溶液中的浓度各为 c AgCl 1 34 10 5mol l c MgOH 2 1 12 10 4mol l 常温下AgCl Mg OH 2哪个更难溶 解析 对AgCl有 Ksp AgCl c Ag c Cl c Ag 2 X2X 1 8 10 10mol2 l 2c Ag X 1 34 10 5mol l 1即AgCl的溶解浓度为 1 34 10 5mol l 1 对Mg OH 2有 Ksp Mg OH 2 c Mg2 c OH 2 4c Mg2 3 4X3 5 6 10 12mol3 l 3X c Mg2 1 12 10 4mol l 1 即Mg OH 2的溶解浓度为 1 12 10 4mol l 1 可以看到 AgCl比Mg OH 2更难溶 6 Ksp的求算 例3 25 时 Ksp PbI2 7 1 10 9mol3 l 3求PbI2的饱和溶液中的c Pb2 和c I 解析 PbI2Pb2 2I 浓度关系 X 2X 溶解的PbI2的浓度为 1 2 10 3mol l 1 Ksp c Pb2 c I 2 c Pb2 22 c Pb2 24X3 7 1 10 9mol3 l 3 c Pb2 1 2 10 3mol l 1 c I 2c Pb2 2 4 10 3mol l 1 练习 1 将足量AgCl各放入 1 5ml水 2 10ml0 2mol l 1的MgCl2溶液 3 20ml0 5mol l 1NaCl溶液 4 40ml0 1mol l 1盐酸中溶解至饱和 各溶液中c Ag 由大到小的顺序为 各溶液中c Cl 越大 c Ag 越小 1 4 2 3 2 下列说法正确的是 A 硫酸钡放入水中不导电 则硫酸钡是非电解质B 物质溶于水达到饱和时 溶解过程就停止了C 绝对不溶解的物质是不存在的D 某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中浓度为0 3 在有固态Mg OH 2存在的饱和溶液中 存在如下平衡 Mg OH 2 s Mg2 aq 2OH aq 向该饱和溶液中分别加入固体CH3COONa NH4Cl时 固体Mg OH 2的质量有何变化 C 加入CH3COONa固体 CH3COO 水解得OH 抑制Mg OH 2溶解 Mg OH 2质量增大 加NH4Cl固体时 NH4 与溶液中OH 结合得NH3 H2O使Mg OH 2溶解平衡正向移动 Mg OH 2质量减少 4 常温下 在500ml0 011mol l 1的Ba OH 2溶液中加入500ml0 01mol l 1的硫酸溶液生成沉淀 求 已知Ksp BaSO4 1 1 10 10mol2 l 2 1 沉淀后溶液的pH 2 沉淀后溶液中c SO42 c Ba2 5 10 4mol l 1c H 1 0 10 11mol l 1 则溶液的pH 11 设沉淀后SO42 浓度为x 则有 BaSO4Ba2 SO42 5 10 4 x Ksp BaSO4 5 10 4 x 1 1 10 10mol2 l 2 X c SO42 2 2 10 7mol l 1 5 对 AgCl s Ag aq Cl aq H 0的平衡体系 改变条件 a 加热 b 加水 c 加入AgCl s d 加入NaCl晶体 溶解平衡怎样移动 a 温度 多数难溶电解质的溶解是吸热的 通常情况升高温度 平衡正向移动 溶解度增大 b 加入水 平衡正向移动 c 加入AgCl固体 饱和溶液 平衡不移动 d 加入NaCl晶体 同离子效应 平衡逆向移动 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 c Pb2 c I 2 意义 沉淀溶解能力 Ksp求算 利用Ksp求难溶物离子浓度 小结 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 1 应用与意义 根据生成难溶电解质的沉淀原理 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 在物质的检验 提纯及工厂废水的处理等方面有重要意义 2 原则 生成沉淀反应能发生 且进行得越完全越好 一 沉淀的生成 二 沉淀反应的应用 3 方法 调pH 如 工业原料氯化铵中混有氯化铁 加氨水调节溶液的酸度 使溶液的pH至7 8 Fe3 3NH3 H2O Fe OH 3 3NH4 加沉淀剂 如 沉淀Cu2 Hg2 等 以Na2S H2S做沉淀剂 Cu2 S2 CuS Hg2 S2 HgS 思考与交流 p63 利用生成沉淀分离或除去某种离子 首先要使生成沉淀的反应能够发生 其次希望沉淀生成的反应进行得越完全越好 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 二 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 难溶于水的盐溶于酸中 如 Cu OH 2 Al OH 3CaCO3 FeS溶于盐酸 难溶电解质溶于某些盐溶液中 如 Mg OH 2溶于NH4Cl溶液中 实验3 3 向3支盛有Mg OH 2的试管中分别加入适量的蒸馏水 盐酸 氯化铵溶液 观察并记录现象 思考与交流 p64 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 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 三 沉淀的转化 实验3 4 向盛有10滴0 1mol lAgNO3溶液的试管中滴加0 1mol lNaCl溶液 至不再有白色沉淀生成 向其中滴加0 1mol lKl溶液 观察 记录现象 再向其中滴加0 1mol lNa2S溶液 观察并记录现象 加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 实验3 5 向盛有1ml0 1mol lMgCl2溶液的试管中滴加1 2滴2mol lNaOH溶液 有白色沉淀生成 再滴加2滴0 1mol lFeCl溶液 静置 观察现象并记录现象 3 沉淀的转化的实质 使溶液中的离子浓度更小 4 沉淀转化的应用 锅炉除水垢 CaSO4 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 如果操作步骤颠倒沉淀不会转化 沉淀只是从溶解度小的向溶解度更小的方向转化 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 1 记录现象 分析发生的反应并写出相应的方程式 思考与交流 p64 资料 牙齿表面由一层硬的 组成为Ca5 PO4 3OH的物质保护着 它在唾液中存在下列平衡 Ca5 PO4 3OH s 5Ca2 3PO43 OH 进食后 细菌和酶作用于食物 产生有机酸 这时牙齿就会受到腐蚀 其原因是 已知 Ca5 PO4 3F s 的溶解度比上面的矿化产物更小 质地更坚固 用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因 平衡概念 化学平衡理论 弱电解质电离平衡 难溶电解质溶解平衡 水的电离平衡 盐的水解平衡 酸碱盐溶液的酸碱性 沉淀的生成溶解转化 平衡特征 平衡移动 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全