難溶電解質(zhì)的溶解平衡 (人教選修4)

1、小明用熱水配制了大半燒杯硝酸鉀的飽和水溶液，讓一個較大的塑料塊在液面上漂浮，當(dāng)時溶液的溫度約為60 ，室溫為20 。然后，小明讓溶液冷卻，注意觀察。請說出小明會看到的兩個現(xiàn)象，并用你學(xué)過的理論知識解釋。 提示溶解度與溫度相關(guān)，溫度越低，硝酸鉀的溶解度越小，所以隨著溶液溫度降低，小明會看到有硝酸鉀析出，冷卻后杯里溶液的密度會減小，小明會看到塑料塊浸入溶液的體積增大。,第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡,1,PPT學(xué)習(xí)交流,1了解難溶電解質(zhì)的溶解平衡。 2了解溶度積的意義。 3知道沉淀生成、沉淀溶解、沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動。,2,PPT學(xué)習(xí)交流,篤學(xué)一以Gal為例理解溶解平衡 盡管AgCl溶解

2、度很小，但并不是 ，從固體溶解平衡角度認(rèn)識，AgCl在溶液中存在下述兩個過程：一方面，在水分子作用下，少量 和 脫離 溶入水中；另一方面，溶液中的 和 受AgCl表面的吸引， AgCl表面，析出 。 在一定溫度下，當(dāng)AgCl 和 的速率相等時，得到AgCl的 溶液，即建立下列動態(tài)平衡： 。,絕對不溶,Ag,Cl,AgCl表面,Ag,Cl,陽、陰離子,回到,沉淀,溶解,生成,飽和,3,PPT學(xué)習(xí)交流,篤學(xué)二沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 1.沉淀的生成 (1)調(diào)節(jié)pH法 加入氨水調(diào)節(jié)pH至78，可除去氯化銨溶液中的雜質(zhì)氯化鐵。反應(yīng)離子方程式如下： 。 (2)加沉淀劑法 以Na2S、H2S等作沉淀劑，使Cu2等生

3、成極難溶的硫化物沉淀。反應(yīng)離子方程式如下： ， 。,Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH4,Cu2S2=CuS,Cu2H2S=CuS2H,4,PPT學(xué)習(xí)交流,2沉淀的溶解：根據(jù) 原理。對于在水中難溶的電解質(zhì)，如能設(shè)法不斷地 溶解平衡體系中 ，使平衡向 的方向移動，就可以使沉淀溶解。應(yīng)用舉例：難溶于水的CaCO3沉淀可以溶于鹽酸中,平衡移動,移去,相應(yīng)離子,沉淀溶解,5,PPT學(xué)習(xí)交流,3沉淀的轉(zhuǎn)化： 沉淀的轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是 。一般來說，溶解度小的沉淀可以轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀。 除去鍋爐中的水垢(CaSO4)時用Na2CO3試劑,沉淀溶解平衡的移動,6,PPT學(xué)習(xí)交流,篤學(xué)三溶度積 難溶電解

4、質(zhì)在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常數(shù)稱為溶度積。對于沉淀溶解平衡MmAn(s) mMn(aq)nAm(aq)而言，其溶度積的表達(dá)式為Ksp 。,cm(Mn)cn(Am),7,PPT學(xué)習(xí)交流,【慎思1】 從溶解度的角度分析，什么是難溶電解質(zhì)？ 提示習(xí)慣上將溶解度小于0.01 g的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。 【慎思2】 只有難溶電解質(zhì)才存在溶解平衡嗎？ 提示不僅難溶電解質(zhì)存在溶解平衡，在易溶的飽和溶液中也存在溶解平衡，如在飽和NaCl溶液中存在溶解和結(jié)晶平衡。,8,PPT學(xué)習(xí)交流,【慎思3】 沉淀溶解平衡的影響因素有哪些？ 提示(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

5、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：包括濃度、溫度等，遵循勒夏特列原理。 濃度：加水，平衡向溶解方向移動。 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。 同離子效應(yīng)：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。 其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)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。,9,PPT學(xué)習(xí)交流,【慎思4】 難溶電解質(zhì)的溶解平衡和難電離物質(zhì)(弱電解質(zhì))的電離平衡有什么區(qū)別？ 提示(1)從物質(zhì)類別來看：難溶電解質(zhì)可以是強(qiáng)電解質(zhì)也可以是弱電解質(zhì)如BaSO4是強(qiáng)電解質(zhì)，而Al(OH

6、)3是弱電解質(zhì)，而難電離物質(zhì)只是弱電解質(zhì)。 (2)從變化過程來看：溶解平衡是指已溶解的溶質(zhì)與未溶解的溶質(zhì)之間形成的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(dá)到平衡狀態(tài)。,10,PPT學(xué)習(xí)交流,提示加入固體CH3COONa使Mg(OH)2固體的質(zhì)量增加。理由是CH3COONa在溶液中水解CH3COOH2OCH3COOHOH，增大了c(OH)，使Mg(OH)2的溶解平衡向著生成Mg(OH)2的方向移動。 加入NH4Cl固體使Mg(OH)2固體的質(zhì)量減小。理由是NH4Cl在溶液中電離出NH4，NH4與OH發(fā)生反應(yīng)：NH4OHNH3H2O，減小了c(OH)，

7、使Mg(OH)2的溶解平衡向著生成Mg2和OH的方向移動。,11,PPT學(xué)習(xí)交流,1影響沉淀溶解平衡的因素 (1)內(nèi)因：難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì) (2)外因： 溫度：溫度升高，多數(shù)溶解平衡向溶解的方向移動。 濃度：加水稀釋，溶解平衡向溶解方向移動。 同離子效應(yīng)：加入與難溶電解質(zhì)構(gòu)成微粒相同的物質(zhì)。溶解平衡向生成沉淀的方向移動。 能反應(yīng)的物質(zhì)：加入與難溶電解質(zhì)溶解所得的離子反應(yīng)的物質(zhì)，溶解平衡向溶解的方向移動。,12,PPT學(xué)習(xí)交流,2實(shí)例 難溶電解質(zhì)的溶解平衡屬于化學(xué)平衡，符合勒夏特列原理，外界條件改變時，平衡將會發(fā)生移動。,13,PPT學(xué)習(xí)交流,【例1】某化工廠為了綜合利用生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品Ca

8、SO4，與相鄰的合成氨廠聯(lián)合設(shè)計了如圖所示制備(NH4)2SO4的工藝流程： 請回答以下問題： (1)合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式是_，該反應(yīng)在_(填設(shè)備名稱)中發(fā)生。沉淀池中發(fā)生的主要反應(yīng)方程式是_，該反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是_。,14,PPT學(xué)習(xí)交流,(2)在上述流程的沉淀池中通入足量氨氣的目的是_，可以循環(huán)使用的X是_。 (3)該生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品是_。從綠色化學(xué)和資源綜合利用的角度說明上述流程的主要優(yōu)點(diǎn)是_；從物質(zhì)的性質(zhì)和工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的角度考慮該流程的主要缺陷是_。,15,PPT學(xué)習(xí)交流,(1)利用生成沉淀分離或除去某種離子，首先要使生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生；其次希望沉淀生成的反應(yīng)進(jìn)行的越完全越好

9、。如沉淀Mg2，應(yīng)使用NaOH等使之轉(zhuǎn)為溶解度小的Mg(OH)2。 (2)一般認(rèn)為離子濃度小于1105molL1時，沉淀已經(jīng)完全。,16,PPT學(xué)習(xí)交流,【體驗1】自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO4溶液，向地下深層滲透，遇到難溶的ZnS或PbS，慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS)。下列分析正確的是()。 ACuS的溶解度大于PbS的溶解度 B原生銅的硫化物具有還原性，而銅藍(lán)沒有還原性 CCuSO4與ZnS反應(yīng)的離子方程式是Cu2S2=CuS D整個過程涉及的反應(yīng)類型有氧化還原反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng) 解析由PbS轉(zhuǎn)化生成CuS，說明CuS更難溶，CuS中的S為2價，仍具有還原性，CuSO

10、4與ZnS反應(yīng)的離子方程式為Cu2ZnS=CuSZn2 答案D,17,PPT學(xué)習(xí)交流,1影響Ksp的因素 Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)、溫度有關(guān)，而與沉淀的量無關(guān)，并且溶液中的離子濃度的變化只能使平衡移動，并不改變?nèi)芏确e。 2意義 Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。 (1)對于同類型物質(zhì)，Ksp數(shù)值越大，難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)。如由Ksp數(shù)值可知，溶解能力：AgClAgBrAgI，Cu(OH)2Mg(OH)2。,18,PPT學(xué)習(xí)交流,3溶度積與離子積的關(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： QcKsp

11、，溶液過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，達(dá)到新的平衡。 QcKsp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。 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。,19,PPT學(xué)習(xí)交流,【例2】已知：25 時，KspMg(OH)25.611012，Ksp(MgF2)7.421011。下列說法正確的是()。 A25 時，飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2)大 B25 時，在Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，c(Mg2)增大 C25 時，Mg(OH)2固體在20 mL 0.01 mol/L氨水中的Ksp比在20 mL 0.0

12、1 mol/L NH4Cl溶液中的Ksp小 D25 時，在Mg(OH)2懸濁液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能轉(zhuǎn)化為MgF2,20,PPT學(xué)習(xí)交流,解析A中氫氧化鎂溶度積小，所以其Mg2少。B中NH4結(jié)合OH使氫氧化鎂溶解平衡正移，Mg2增多。C中Ksp不隨濃度變化，只與溫度有關(guān)。D中二者Ksp接近，使用濃NaF溶液可以使氫氧化鎂轉(zhuǎn)化。 答案B (1)溶度積Ksp僅與溫度有關(guān)(難溶電解質(zhì)一定時)。 (2)溶度積與溶解度均可表示物質(zhì)的溶解性。 (3)相同類型的物質(zhì)，溶度積越小，其溶解度越小。,21,PPT學(xué)習(xí)交流,【體驗2】某溫度下，F(xiàn)e(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤簆H，金屬陽離子濃度的變化如右圖所示。據(jù)圖分析，下列判斷錯誤的是()。 AKspFe(OH)3KspCu(OH)2 B加適量NH4Cl固體可使溶液由A點(diǎn)變到B點(diǎn) CC、D兩點(diǎn)代表的溶液中c(H)與c(OH)乘積相等 DFe(OH)3、Cu(OH)2分別在B、C兩點(diǎn)代表的溶液中達(dá)到飽和,22,PPT學(xué)習(xí)交流,解析B項，圖上A點(diǎn)到B點(diǎn)，溶液的pH增大，而NH4Cl溶液呈酸性，故不正確。 答案B,23,PPT學(xué)習(xí)交流,實(shí)驗探究十四氟化物防治齲齒的原理 齲齒可能是由口腔細(xì)菌在糖代謝過程中釋放出來的有機(jī)酸穿透牙釉質(zhì)表面使牙齒的礦物質(zhì)羥(基)磷灰石Ca5(PO