化學(xué)選修4 第三章 第四節(jié)

第三章水溶液中離子(lízǐ)平衡第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解(róngjiě)平衡2/4/2023精品資料[學(xué)習(xí)(xuéxí)目標(biāo)]1.理解難溶電解質(zhì)的溶解平衡。2.溶度積和溶度積規(guī)則。3.利用平衡移動(yídòng)原理分析沉淀的生成、溶解、轉(zhuǎn)化。精品資料1.鹽類的水解(shuǐjiě)實質(zhì):2.水解(shuǐjiě)規(guī)律:3.影響因素:有弱才水解,無弱不水解;誰弱誰水解,誰強顯誰性;越弱越水解,都弱雙水解。①溫度:②溶液酸堿性:③濃度:越稀越水解,越熱越水解

鹽電離出來的離子與水電離出來的H+或OH–結(jié)合,從而使水的電離平衡發(fā)生移動的過程。[復(fù)習(xí)舊課]精品資料討論(tǎolùn):(1)如何判斷NaCl溶液是否已經(jīng)達(dá)到飽和?實驗:在飽和NaCl溶液中加入濃鹽酸(yánsuān),觀察。(2)飽和的NaCl溶液中NaCl是否不再溶解了呢?實驗探究(3)NaCl能不能和鹽酸反應(yīng)?

(4)要使NaCl飽和溶液中析出NaCl固體,還可以采取什么措施?加熱濃縮.降溫.加入鈉離子濃度更大的其它溶液精品資料可溶的電解質(zhì)溶液(róngyè)中存在溶解平衡,難溶的電解質(zhì)在水中是否也存在溶解平衡呢?一.Ag+和Cl-的反應(yīng)(fǎnyìng)真能進(jìn)行到底嗎?[P61思考與交流]

閱讀課本P61～62我們知道,溶液中有難溶于水的沉淀生成是離子反應(yīng)發(fā)生的條件之一。例如,AgNO3溶液與NaCl溶液混合,生成白色沉淀AgCl:Ag++Cl-=AgCl↓,如果上述兩種溶液是等物質(zhì)的量濃度、等體積的,一般認(rèn)為反應(yīng)可以進(jìn)行到底。精品資料一.Ag+和Cl-的反應(yīng)真能進(jìn)行(jìnxíng)到底嗎?Ag++Cl-=AgCl↓P61討論1:當(dāng)AgNO3與NaCl反應(yīng)(fǎnyìng)生成難溶AgCl時,溶液中是否含有Ag+和Cl-?精品資料P61表3-4幾種(jǐzhǒnɡ)電解質(zhì)的溶解度(20℃)化學(xué)式溶解度/g化學(xué)式溶解度/gAgCl1.5×10-4Ba(OH)23.89AgNO3222BaSO42.4×10-4AgBr8.4×10-6Ca(OH)20.165Ag2SO40.796CaSO40.21Ag2S1.3×10-16Mg(OH)29×10-4BaCl235.7Fe(OH)33×10-9P61討論2:談?wù)?tántán)你對酸、堿和鹽的溶解度表中“溶”與“不溶”的理解。溶解度可以很小,但仍有度。溶與不溶是相對的,沒有絕對不溶的物質(zhì)。精品資料大于10g,易溶1g～10g,可溶0.01g～1g,微溶小于0.01g,難溶20℃時,溶解度:20℃易溶可溶微溶難溶溶解度/g>10>1>0.01<0.01精品資料P62討論3:難溶電解質(zhì)(如AgCl)是否存在溶解平衡?如何(rúhé)表示?Ag+Cl-一.Ag+和Cl-的反應(yīng)真能進(jìn)行(jìnxíng)到底嗎?初始狀態(tài):V

(溶解)>

V(沉淀)溶解平衡:V(溶解)=

V

(沉淀)

溶解

AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-

(aq)

沉淀精品資料1.生成沉淀的離子反應(yīng)(lízǐfǎnyīnɡ)能發(fā)生的原因生成物的溶解度很小2.溶解(róngjiě)平衡的建立1)概念:

在一定條件下,難溶電解質(zhì)電解質(zhì)溶解成離子的速率等于離子重新結(jié)合成沉淀的速率,溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。(也叫沉淀溶解平衡)

2)表達(dá)式:練習(xí):

書寫碘化銀、氫氧化鎂溶解平衡的表達(dá)式[小結(jié)]

溶解

AgCl(s)Ag+

(aq)+Cl-

(aq)

沉淀精品資料3.溶解平衡(pínghéng)的特征逆、等、動、定、變4.生成難溶電解質(zhì)的離子反應(yīng)(lízǐfǎnyīnɡ)的限度

難溶電解質(zhì)的溶解度小于0.01g,離子反應(yīng)生成難溶電解質(zhì),離子濃度小于1×10-5mol/L時,認(rèn)為反應(yīng)完全,但溶液中還有相應(yīng)的離子。精品資料1.石灰乳中存在(cúnzài)下列平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)加入下列溶液,可使Ca(OH)2減少的是（）A.Na2CO3溶液B.AlCl3溶液C.NaOH溶液D.CaCl2溶液[課堂練習(xí)]AB精品資料圖3-15化學(xué)沉淀法廢水處理工藝流程示意圖二.沉淀反應(yīng)(fǎnyìng)的應(yīng)用1.沉淀(chéndiàn)的生成(1)應(yīng)用:生成難溶電解質(zhì)的沉淀,是工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保工程和科學(xué)研究中除雜或提純物質(zhì)的重要方法之一。(閱讀課本P62~65)精品資料(2)方法(fāngfǎ)①調(diào)節(jié)(tiáojié)溶液pH值:如:工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵,加氨水調(diào)pH值至7-8Fe3++3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+

②加入沉淀劑:如沉淀Cu2+、Hg2+等,以Na2S、H2S做沉淀劑Cu2++S2-

=CuS↓Hg2++S2-=HgS↓精品資料1.如果要除去某溶液中的SO42-,選擇加入鈣鹽還是鋇鹽?為什么?

2.如果要除去某溶液中的Mg2+,應(yīng)該加入什么離子比較(bǐjiào)好?為什么?

3.以你現(xiàn)有的知識,你認(rèn)為判斷沉淀能否生成可從那些方面考慮?是否可使要除去的離子全部通過沉淀除去?如何盡可能多地除去?鋇鹽。硫酸鋇難溶,可使硫酸根離子沉淀(chéndiàn)完全,而硫酸鈣微溶,硫酸根沉淀(chéndiàn)不完全。加入OH-為好,Mg(OH)2難溶,而MgCO3微溶。沉淀生成可從溶解度大小來考慮。不可能使要除去的離子全部通過沉淀除去,因存在溶解平衡。可加入過量的沉淀劑,以使平衡向沉淀的方向移動。[P63思考與交流]精品資料2.要除去MgCl2酸性(suānxìnɡ)溶液中少量的FeCl3,不宜選用的試劑是（）A.MgOB.MgCO3C.NaOHD.Mg(OH)2[課堂練習(xí)]c精品資料2.沉淀(chéndiàn)的溶解原理:設(shè)法不斷移去溶解平衡體系(tǐxì)中的相應(yīng)離子,使平衡向沉淀溶解的方向移動。(1)生成弱電解質(zhì)使沉淀溶解如:CaCO3FeSAl(OH)3Cu(OH)2CaC2O4

溶于強酸CaCO3(s)CO32-+Ca2++H+HCO3-

H2CO3→H2O+CO2↑+H+

強酸是常用的溶解難溶電解質(zhì)的試劑。如可溶解難溶氫氧化物,難溶碳酸鹽、某些難溶硫化物等。精品資料1.寫出有關(guān)反應(yīng)(fǎnyìng)的化學(xué)方程式.滴加試劑蒸餾水鹽酸氯化氨溶液現(xiàn)象固體無明顯(míngxiǎn)溶解現(xiàn)象迅速溶解逐漸溶解(2)加入某些鹽促進(jìn)沉淀溶解[實驗3-3]

[P64思考與交流]如:

Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液精品資料H+直接結(jié)合OH-,使c(OH-)減小,平衡右移,從而(cóngér)使Mg(OH)2溶解。2.用平衡移動的原理分析Mg(OH)2溶于鹽酸和NH4Cl溶液的原因(yuányīn),并從中找出沉淀溶解的規(guī)律。解釋在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡:加入NH4Cl時,解釋2:

NH4+水解,產(chǎn)生的H+中和OH-,使c(OH-)減小,平衡右移,從而使Mg(OH)2溶解。Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)解釋1:

NH4+直接結(jié)合OH-,使c(OH-)減小,平衡右移,從而使Mg(OH)2溶解。[P64思考與交流]加入HCl時,精品資料Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)H2ONH4++H2O

NH3·H2O+H+OH-+H+因OH-濃度降低,使溶解平衡向沉淀(chéndiàn)溶解的方向移動Mg(OH)2+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+2H2O精品資料[小結(jié)]難溶電解質(zhì)溶解(róngjiě)的規(guī)律不斷減小溶解平衡體系中的相應(yīng)離子(lízǐ),平衡就向沉淀溶解的方向移動,從而使沉淀溶解。精品資料3.牙齒表面由一層硬的、組成為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護(hù)著,它在唾液中存在下列平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2++3PO43-+OH-進(jìn)食后,細(xì)菌和酶作用于食物(shíwù),產(chǎn)生有機酸,這時牙齒就會受到腐蝕,其原因是:.。已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上面的礦化產(chǎn)物更小、質(zhì)地更堅固。用離子方程表示當(dāng)牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原因:。生成的有機酸能中和OH-,使平衡向脫礦方向移動,加速(jiāsù)腐蝕牙齒[課堂練習(xí)]5Ca2++3PO43-+F-=Ca5(PO4)3F↓

精品資料NaCl和AgNO3混合(hùnhé)生成(shēnɡchénɡ)白色沉淀向所得固液混合物中滴加KI溶液白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色向新得固液混合物中滴加Na2S溶液黃色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?.沉淀的轉(zhuǎn)化[實驗3-4]精品資料3.沉淀(chéndiàn)的轉(zhuǎn)化步驟NaCl和AgNO3溶液混合向所得固體混合物中滴加KI溶液向新得固體混合物中滴加Na2S溶液現(xiàn)象白色沉淀(chéndiàn)析出白色沉淀轉(zhuǎn)為黃色黃色沉淀轉(zhuǎn)為黑色[實驗3-4]精品資料向MgCl2溶液(róngyè)中滴加NaOH溶液(róngyè)生成白色(báisè)沉淀向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色靜置紅褐色沉淀析出,溶液變無色[實驗3-5]精品資料3.沉淀(chéndiàn)的轉(zhuǎn)化步驟向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液靜置現(xiàn)象白色沉淀(chéndiàn)析出白色沉淀變紅褐色紅褐色沉淀析出溶液褪至無色[實驗3-5]精品資料三、沉淀(chéndiàn)的轉(zhuǎn)化精品資料1.根據(jù)你所觀察到的現(xiàn)象(xiànxiàng),分析所發(fā)生的反應(yīng)。

2.如果將上述兩個實驗中的沉淀生成和轉(zhuǎn)化的步驟顛倒順序,會產(chǎn)生什么結(jié)果?試用平衡移動原理和兩種沉淀溶解度上的差別加以解釋,并找出這類反應(yīng)發(fā)生的特點。溶解度小的沉淀(chéndiàn)轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀(chéndiàn)。兩者差別越大,轉(zhuǎn)化越容易。沉淀的轉(zhuǎn)化的實質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動[P64思考與交流]精品資料（1）沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是沉淀溶解(róngjiě)平衡移動。一般溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解(róngjiě)度更小的沉淀容易實現(xiàn)在含有沉淀的溶液中加入另一種(yīzhǒnɡ)沉淀劑,使其與溶液中某一離子結(jié)合成更難溶的物質(zhì),引起一種(yīzhǒnɡ)沉淀轉(zhuǎn)變成另一種(yīzhǒnɡ)沉淀的現(xiàn)象,叫沉淀的轉(zhuǎn)化。（2）沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用

沉淀的轉(zhuǎn)化在科研和生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用價值3.沉淀的轉(zhuǎn)化精品資料鍋爐中水垢中含有CaSO4,可先用Na2CO3溶液處理(chǔlǐ),使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3。CaSO4SO42-+

Ca2+

+CO32-CaCO3②對一些自然現(xiàn)象(xiànxiàng)的解釋①鍋爐除水垢CaSO4(s)+Na2CO3=CaCO3(s)+Na2SO4

自然界也發(fā)生著溶解度小的礦物轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物的現(xiàn)象。例:

各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液,并向深部滲透,遇到深層的閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS),便慢慢地使之轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS)。精品資料[小結(jié)]沉淀的生成、溶解、轉(zhuǎn)化本質(zhì)上都是沉淀溶解平衡的移動,其基本依據(jù)主要(zhǔyào)有:①濃度:加水,平衡向溶解方向移動。②溫度:升溫,多數(shù)平衡向溶解方向移動。③加入相同離子:平衡向沉淀方向移動。④加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或更難電離或氣體的離子:使平衡向溶解的方向移動。精品資料科學(xué)(kēxué)視野—溶度積KSP對于溶解平衡:MmNn(s)mMn+(aq)+nNm+(aq)有:KSP=[c(Mn+)]m·[c(Nm+)]n在一定溫度(wēndù)下,KSP是一個常數(shù)。溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積—離子積QC。QCKSP=QCKSP>QCKSP<溶液過飽和,有沉淀析出溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)溶液未飽和,可繼續(xù)溶解該難溶電解質(zhì)精品資料[練習(xí)(liànxí)]1.向0.1mol/LAgNO3溶液滴加0.1mol/LNaCl溶液,至不再(bùzài)有白色沉淀生成為止。取其中澄清溶液,逐滴加入飽和Na2S溶液,有無沉淀生成?是否可以用Na2SO4代替Na2S?如果先向AgNO3溶液中加Na2S溶液至沉淀完全,再向上層清液中滴加NaCl,情況又如何?試解釋原因。沒有沉淀生成。Ag2S飽和溶液中Ag+太少,不能生成AgCl沉淀。有黑色沉淀生成精品資料不可以，設(shè)c(SO42-)=0.1mol/L，為使而之沉淀(chéndiàn)，c(Ag+)=(1.4×10-5/0.1)1/2=1.18×10-2mol/L。而在AgCl飽和溶液中c(Ag+)=(1.8×10-10)1/2=1.34×10-5mol/L精品資料2.在粗制CuSO4·5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2+,在提純時,為了除去Fe2+,常加入少量H2O2,使Fe2+氧化為Fe3+,然后再加少量堿到溶液pH=4,可以達(dá)到除去鐵離子而不損失硫酸銅的目的,試解釋原因溶解性:Fe(OH)2>Cu(OH)2>Fe(OH)3。3.小結(jié)Ksp的大小與沉淀(chéndiàn)轉(zhuǎn)化的關(guān)系。對于同類型的難溶電解質(zhì),Ksp的大小與溶解度的大小一致,Ksp較大的沉淀(chéndiàn)可以轉(zhuǎn)化為Ksp較小的沉淀(chéndiàn)。[練習(xí)(liànxí)]精品資料

通過學(xué)習(xí)沉淀溶解平衡,你對復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件——生成沉淀、氣體和水,又有哪些進(jìn)一步的認(rèn)識?本質(zhì)(běnzhì)是沉淀溶解平衡的移動。酸堿鹽之間反應(yīng)發(fā)生的條件拓展為生成更難溶或更難電離或更易揮發(fā)的物質(zhì)。精品資料1.下列說法中正確的是（）A.不溶于水的物質(zhì)溶解度為0B.絕對不溶解的物質(zhì)是不存在的C.某離子被沉淀(chéndiàn)完全是指該離子在溶液中的濃度為0D.物質(zhì)的溶解性為難溶，則該物質(zhì)不溶于水2.下列各組離子,在水溶液中能以較高濃