難溶電解質(zhì)的溶解平衡

優(yōu)秀課件難溶電解質(zhì)的溶解平衡[目標導航]

1.知道沉淀溶解平衡的概念及其影響因素。2.能用平衡移動原理分析沉淀的溶解與生成、沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)，并會解決生產(chǎn)、生活中的實際問題。3.明確溶度積和離子積的關(guān)系，學會判斷反應進行的方向。第2頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第3頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第4頁,共52頁，2024年2月25日，星期天一、難溶電解質(zhì)的溶解平衡

1．固體物質(zhì)的溶解度(S)與溶解性的關(guān)系2.溶解平衡狀態(tài)：在一定溫度下，固體溶質(zhì)在水中形成____溶液時，溶液中__________保持不變的狀態(tài)，該狀態(tài)下，固體溶質(zhì)_____的速率和溶液中溶質(zhì)分子_____的速率達到相等，但溶解和結(jié)晶仍在進行。溶解性難溶微溶可溶易溶S的范圍S＜____0.01g＜S＜1g__＜S＜___S＞10g0.01g1g10g飽和溶質(zhì)質(zhì)量溶解結(jié)晶第5頁,共52頁，2024年2月25日，星期天3．沉淀溶解平衡 (1)概念

在一定溫度下，當沉淀_____和_____的速率相等時，即建立了動態(tài)平衡，叫做難溶電解質(zhì)的溶解平衡。如AgCl溶于水

的溶解平衡表示為：_______________________________。 (2)特征溶解生成動態(tài)平衡，溶解速率和沉淀速率不等于零溶解速率和沉淀速率_____平衡狀態(tài)時，溶液中的離子濃度_________當改變外界條件時，溶解平衡__________相等保持不變發(fā)生移動第6頁,共52頁，2024年2月25日，星期天【議一議】1．根據(jù)對溶解度及反應限度、化學平衡原理的認識，生成沉淀的離子反應能否真正進行到底？

答案不能進行到底。第7頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第8頁,共52頁，2024年2月25日，星期天條件改變移動方向c(Mg2＋)c(OH－)加水_______________升溫_______________加MgCl2(s)_______________加鹽酸_______________加NaOH(s)_______________向右減小減小增大增大向右向左向右向左減小減小增大增大增大減小第9頁,共52頁，2024年2月25日，星期天影響沉淀溶解平衡的因素： (1)內(nèi)因：溶質(zhì)本身的性質(zhì)。絕對不溶的物質(zhì)是沒有的；同是微溶物質(zhì)，溶解度差別也很大；易溶溶質(zhì)只要是飽和溶液也存在溶解平衡。 (2)外因：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；少數(shù)平衡向生成沉淀的方向移動，如Ca(OH)2的溶解平衡。③同離子效應：向平衡體系中加入相同的離子，使平衡向生成沉淀的方向移動。④其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應生成更難溶的物質(zhì)或氣體的離子時，平衡向溶解方向移動。第10頁,共52頁，2024年2月25日，星期天3．從物質(zhì)類別、變化過程角度分析沉淀溶解平衡與弱電解質(zhì)的電離平衡有何區(qū)別？

答案

(1)從物質(zhì)類別看，難溶電解質(zhì)可以是強電解質(zhì)，也可以是弱電解質(zhì)[如BaSO4是強電解質(zhì)，而Al(OH)3是弱電解質(zhì)]，而難電離物質(zhì)只能是弱電解質(zhì)。 (2)從變化的過程來看，沉淀溶解平衡是指已溶解的溶質(zhì)與未溶解的溶質(zhì)之間形成沉淀與溶解的平衡狀態(tài)；而電離平衡則是指已經(jīng)溶解在溶液中的弱電解質(zhì)分子與離子之間的轉(zhuǎn)化達到平衡狀態(tài)。第11頁,共52頁，2024年2月25日，星期天二、沉淀溶解平衡的應用1．沉淀的生成 (1)調(diào)節(jié)pH法：

如加入氨水調(diào)節(jié)pH＝4，可除去氯化銨中的雜質(zhì)氯化鐵。

反應離子方程式： ____________________________________。 (2)加沉淀劑法：

以Na2S、H2S等作沉淀劑，使Cu2＋、Hg2＋等生成極難溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。反應離子方程式如下：

①加Na2S生成CuS：__________________。

②通入H2S生成CuS：________________________。Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH4＋S2－＋Cu2＋===CuS↓H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋第12頁,共52頁，2024年2月25日，星期天2．沉淀的溶解 (1)原理：根據(jù)平衡移動原理，對于在水中難溶的電解質(zhì)，只要不斷______溶解平衡體系中的相應離子，平衡就向沉淀溶解的方向移動，從而使沉淀溶解。 (2)實例：①CaCO3沉淀溶于鹽酸中：移去H2CO3HCO3－第13頁,共52頁，2024年2月25日，星期天 CO2氣體的生成和逸出，使CaCO3溶解平衡體系中的CO32－濃度不斷減小，平衡向_________的方向移動。

②分別寫出用HCl溶解難溶電解質(zhì)FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2的離子方程式 ____________________________________________________ ________________________________________。

③向Mg(OH)2懸濁液中分別滴加蒸餾水、稀鹽酸、NH4Cl溶液，白色沉淀將________、_____、_____(填“溶解”或“不溶解”)。沉淀溶解FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O、Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O不溶解溶解溶解第14頁,共52頁，2024年2月25日，星期天溶解度小

溶解度更小

越大

第15頁,共52頁，2024年2月25日，星期天 (1)實驗探究

①AgCl、AgI、Ag2S的轉(zhuǎn)化(教材實驗3－4)實驗操作實驗現(xiàn)象__________________________________________________________________有白色沉淀生成白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色沉淀第16頁,共52頁，2024年2月25日，星期天化學方程式________________________________________實驗結(jié)論____________________________________________溶解度小的沉淀可以轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀第17頁,共52頁，2024年2月25日，星期天②Mg(OH)2與Fe(OH)3的轉(zhuǎn)化(教材實驗3－5)實驗操作實驗現(xiàn)象____________________________________________________________產(chǎn)生白色沉淀產(chǎn)生紅褐色沉淀上層為無色溶液，下層為紅褐色沉淀第18頁,共52頁，2024年2月25日，星期天化學方程式____________________________________________________________________________MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl(2)沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)就是_____________的移動，即將__________的沉淀轉(zhuǎn)化成___________的沉淀。沉淀溶解平衡溶解度小溶解度更小第19頁,共52頁，2024年2月25日，星期天【議一議】1．除去溶液中的SO42－，選擇鈣鹽還是鋇鹽？為什么？怎樣選擇沉淀劑？

答案

(1)根據(jù)CaSO4微溶于水，BaSO4難溶于水，除去SO42－時，應選擇鋇鹽，因為鋇鹽可使SO42－沉淀更完全。 (2)選擇沉淀劑時，使生成沉淀的反應越完全越好；不能影響其他離子的存在，由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)離子要便于除去或不引入新的雜質(zhì)離子。第20頁,共52頁，2024年2月25日，星期天2．向Mg(OH)2懸濁液中分別滴加稀鹽酸和NH4Cl溶液，溶液變澄清，試解釋原因。第21頁,共52頁，2024年2月25日，星期天三、溶度積(Ksp)1．溶度積Ksp

一定溫度下，在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，各__________冪之積為常數(shù)，稱之為溶度積常數(shù)，用Ksp表示。2．表達式 Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)

例如：Ag2SO4的溶度積常數(shù)為 ______________________________。Ksp(Ag2SO4)＝c2(Ag＋)×c(SO42－)離子濃度第22頁,共52頁，2024年2月25日，星期天3．影響因素

4．溶度積Ksp與離子積Qc的關(guān)系

通過比較溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積——離子積Qc的相對大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否生成或溶解。 (1)Qc___Ksp，溶液過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和達到新的平衡； (2)Qc___Ksp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)； (3)Qc___Ksp，溶液未飽和，無沉淀析出，若加入過

量難溶電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和。＞＝＜第23頁,共52頁，2024年2月25日，星期天【議一議】1．溶解度較小的沉淀易轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀，而溶解度小的沉淀不能向溶解度大的沉淀轉(zhuǎn)化，這種認識對嗎？

答案不對。只要離子積Qc＞Ksp，溶解度小的沉淀也可以轉(zhuǎn)化為溶解度大的沉淀。2．同溫條件下，Ksp數(shù)值越大，難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強，這種認識對嗎？

答案不對，對于同類型物質(zhì)而言，Ksp數(shù)值越大，難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強，如AgCl＞AgBr＞AgI；而對于不同類型的物質(zhì)，則不能直接比較，如Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，不能認為Mg(OH)2比AgCl更難溶，需轉(zhuǎn)化為溶解度進行比較。第24頁,共52頁，2024年2月25日，星期天3．試以Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10為例，進行溶度積和溶解度的換算。

答案由于沉淀的飽和溶液是很稀的，其密度可近似認為是1g·mL－1。

根據(jù)Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，得第25頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第26頁,共52頁，2024年2月25日，星期天1．沉淀溶解平衡在工業(yè)除雜中的應用【例1】工業(yè)制氯化銅時，是將濃鹽酸用蒸氣加熱至80℃左右，慢慢加入粗制氧化銅粉(含雜質(zhì)氧化亞鐵)，充分攪拌使之溶解，反應如下：CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O，F(xiàn)eO＋2HCl===FeCl2＋H2O。已知：pH≥9.6時，F(xiàn)e2＋以Fe(OH)2的形式完全沉淀：pH≥6.4時，Cu2＋以Cu(OH)2的形式完全沉淀；pH為3～4時，F(xiàn)e3＋以Fe(OH)3的形式完全沉淀。第27頁,共52頁，2024年2月25日，星期天(1)為除去溶液中的Fe2＋，可采用的方法是 (

)A．直接加堿，調(diào)整溶液pH≥9.6B．加純銅粉，將Fe2＋還原出來C．先將Fe2＋氧化成Fe3＋，再調(diào)整pH到3～4D．通入硫化氫，使Fe2＋直接沉淀(2)工業(yè)上為除去溶液中的Fe2＋，常使用NaClO，當溶液中加入NaClO后，溶液pH變化情況是 (

)A．肯定減小 B．肯定增大C．可能減小 D．可能增大第28頁,共52頁，2024年2月25日，星期天(3)若此溶液中只含有Fe3＋時，要調(diào)整pH為3～4，此時最好向溶液中加入 (

)A．NaOH溶液 B．氨水C．CuCl2溶液 D．CuO固體答案

(1)C

(2)B

(3)D解析

(1)A項中pH≥9.6時，Cu2＋也將沉淀；B項中，銅粉不能將Fe2＋還原出來；D項中，F(xiàn)e2＋與H2S不反應。(2)NaClO具有強氧化性，能將Fe2＋氧化：2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O，反應中消耗H＋，pH一定增大。(3)此溶液中只含雜質(zhì)Fe3＋，要調(diào)整pH到3～4，加入的物質(zhì)必須能與酸反應，使c(H＋)減小，且不引入新的雜質(zhì)離子，D項符合條件。第29頁,共52頁，2024年2月25日，星期天特別提醒

在物質(zhì)除雜、提純實驗中，一定要避免引入新的雜質(zhì)，如上題中的第(3)問，NaOH溶液、氨水雖能調(diào)節(jié)pH為3～4，但會引入雜質(zhì)離子。第30頁,共52頁，2024年2月25日，星期天變式訓練1某小型化工廠生產(chǎn)皓礬(ZnSO4·7H2O)的工藝流程如下圖所示：第31頁,共52頁，2024年2月25日，星期天已知：開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH范圍分別為Fe(OH)3：2.7～3.7；Fe(OH)2：7.6～9.6；Zn(OH)2：5.7～8.0。試回答下列問題：(1)加入的試劑①應是________，其目的是________________。(2)加入的試劑②，供選擇使用的有：氨水、NaClO溶液、20%H2O2溶液、濃硫酸、濃硝酸等，應選用________，其理由是______________________________________________________。(3)加入的試劑③是________，目的是____________________________________________________________________________。第32頁,共52頁，2024年2月25日，星期天

答案

(1)Zn將Cu2＋、Fe3＋等雜質(zhì)離子除去 (2)20%H2O2溶液H2O2作氧化劑，可將Fe2＋氧化為Fe3＋，且不引入其他雜質(zhì)(3)ZnO或Zn(OH)2(答案合理即可)調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去

解析向溶液中加入Zn，發(fā)生反應：Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu、2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋，然后把Fe2＋氧化成Fe3＋，在選擇氧化劑時，應使用H2O2，因為H2O2的還原產(chǎn)物為H2O，不引入雜質(zhì)，然后通過調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。第33頁,共52頁，2024年2月25日，星期天2．沉淀溶解平衡曲線【例2】在t

℃時，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。又知t

℃時AgCl的Ksp＝4×10－10，下列說法不正確的是 (

)第34頁,共52頁，2024年2月25日，星期天A．在t

℃時，AgBr的Ksp為4.9×10－13B．在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體，可使溶液中c點變到b點C．圖中a點對應的是AgBr的不飽和溶液答案

B第35頁,共52頁，2024年2月25日，星期天

解析根據(jù)圖中c點的c(Ag＋)和c(Br－)可得該溫度下AgBr的Ksp為4.9×10－13，A正確。在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體后，c(Br－)增大，溶解平衡逆向移動，c(Ag＋)減小，故B錯。在a點時Qc＜Ksp，故為AgBr的不飽和溶液，C正確。選項D中K＝c(Cl－)/c(Br－)＝Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)，代入數(shù)據(jù)得K≈816，D正確。第36頁,共52頁，2024年2月25日，星期天解題策略沉淀溶解平衡圖像題的解題策略 (1)沉淀溶解平衡曲線類似于溶解度曲線，曲線上任一點都表示飽和溶液，曲線上方的任一點均表示過飽和，此時有沉淀析出，曲線下方的任一點，均表示不飽和。 (2)從圖像中找到數(shù)據(jù)，根據(jù)Ksp公式計算得出Ksp的值。 (3)比較溶液的Qc與Ksp的大小，判斷溶液中有無沉淀析出。 (4)涉及Qc的計算時，所代入的離子濃度一定是混合溶液中的離子濃度，因此計算離子濃度時，所代入的溶液體積也必須是混合液的體積。第37頁,共52頁，2024年2月25日，星期天變式訓練2如圖所示，有T1、T2兩種溫度下兩條BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線，回答下列問題：

討論T1溫度時BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線，下列說法不正確的是 (

)第38頁,共52頁，2024年2月25日，星期天A．加入Na2SO4可使溶液由a點變?yōu)閎點B．在T1曲線上方區(qū)域(不含曲線)任意一點時，均有BaSO4沉淀生成C．蒸發(fā)溶劑可能使溶液由d點變?yōu)榍€上a、b之間的某一點(不含a、b)D．升溫可使溶液由b點變?yōu)閐點答案

D解析

A項，加入Na2SO4，c(SO42－)增大，Ksp不變，c(Ba2＋)減小，正確；B項，在T1曲線上方任意一點，由于Qc＞Ksp，所以均有BaSO4沉淀生成；C項，不飽和溶液蒸發(fā)溶劑，c(SO42－)、c(Ba2＋)均增大，正確；D項，升溫，Ksp增大，c(SO42－)、c(Ba2＋)均增大，錯誤。第39頁,共52頁，2024年2月25日，星期天1．下列有關(guān)AgCl沉淀的溶解平衡說法正確的是 (

) A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解達平衡后不再進行 B．AgCl難溶于水，溶液中沒有Ag＋和Cl－ C．升高溫度，AgCl沉淀的溶解度增大 D．向AgCl沉淀中加入NaCl固體，AgCl沉淀的溶解度不變

答案

C

解析難溶物達到溶解平衡時沉淀的生成和溶解都不停止，但溶解和生成速率相等；沒有絕對不溶的物質(zhì)；溫度越高，一般物質(zhì)的溶解度越大；向AgCl沉淀中加入NaCl固體，使溶解平衡左移，AgCl的溶解度減小。第40頁,共52頁，2024年2月25日，星期天3．已知25℃時，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示，向100mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加入400mL0.01mol·L－1Na2SO4溶液，下列敘述正確的是(

)第41頁,共52頁，2024年2月25日，星期天A．溶液中析出CaSO4固體沉淀，最終溶液中c(SO42－)比原來的大B．溶液中無沉淀析出，溶液中c(Ca2＋)、c(SO42－)都變小C．溶液中析出CaSO4固體沉淀，溶液中c(Ca2＋)、c(SO42－)都變小D．溶液中無沉淀析出，但最終溶液中c(SO42－)比原來的大答案

D第42頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第43頁,共52頁，2024年2月25日，星期天4．工業(yè)上制取純凈的CuCl2·2H2O的主要過程是：①將粗氧化銅(含少量Fe)溶解于稀鹽酸中，加熱、過濾，調(diào)節(jié)濾液的pH為3；②對①所得濾液按下列步驟進行操作：

已知Cu2＋、Fe2＋在pH為4～5時不水解，而Fe3＋卻幾乎完全水解而沉淀。請回答下列問題： (1)X是什么物質(zhì)？________。其反應的離子方程式是 ______________________________________________。第44頁,共52頁，2024年2月25日，星期天(2)Y物質(zhì)應具備的條件是______，生產(chǎn)中Y可選______。(3)溶液乙在蒸發(fā)結(jié)晶時應注意______________________________________________________________________________。答案

(1)Cl2

Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－

(2)調(diào)節(jié)溶液酸性，使pH為4～5，且不引進新雜質(zhì)CuO或Cu(OH)2(3)通入HCl氣體(或加入鹽酸)，并不斷攪拌且不能蒸干第45頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第46頁,共52頁，2024年2月25日，星期天5．鋇(Ba)和鍶(Sr)及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應用，它們在地殼中常以硫酸鹽的形式存在，BaSO4和SrSO4都是難溶性鹽。工業(yè)上提取鋇和鍶時首先將BaSO4和SrSO4轉(zhuǎn)化成難溶弱酸鹽。第47頁,共52頁，2024年2月25日，星期天(1)