难溶电解质溶解平衡.ppt

第一课时第一课时问题问题1 1：在：在饱和饱和的的NaCl溶液中加入溶液中加入NaCl晶体会有什晶体会有什 么现象呢？么现象呢？现象：有白色的现象：有白色的NaCl晶体出现，并且有多少晶体出现，并且有多少NaCl晶晶 体投入就会有多少体投入就会有多少NaCl晶体出现。晶体出现。问题问题2 2：如果在：如果在饱和饱和的的NaCl溶液中加入浓盐酸会出现溶液中加入浓盐酸会出现 什么现象呢？什么现象呢？易溶电解质饱和溶液的溶解平衡易溶电解质饱和溶液的溶解平衡饱和饱和实验：在装有实验：在装有3mL饱和的饱和的NaCl溶液的试管中滴入溶液的试管中滴入2mL 浓浓HCl，观察现象。，观察现象。现象：有白色固体析出。现象：有白色固体析出。解释：在解释：在NaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡的饱和溶液中，存在溶解平衡 NaCl(s) Na+(aq) + Cl-(aq) 加浓盐酸会使加浓盐酸会使c(Cl- )增加增加, ,平衡向左移动，因平衡向左移动，因 而有而有 NaCl 晶体析出。晶体析出。难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡实验实验验证验证得出得出结论结论提出提出问题问题难溶的电解质在水中是否也存难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？在溶解平衡呢？溶解度与溶解性的关系：溶解度与溶解性的关系：2010易溶易溶可溶可溶1 微溶微溶0.01难溶难溶S /g 难溶电解质的溶解平衡（以难溶电解质的溶解平衡（以AgCl为例）为例）提出提出问题问题实验实验验证验证得出得出结论结论【实验实验】向盛有向盛有2 mL 0.1mol/L AgNO3溶液的试溶液的试 管中加入管中加入2 mL 0.1 mol/L NaCl 溶液。溶液。【实验实验】取上层清液，滴加取上层清液，滴加 KI 溶液，有何现溶液，有何现 象？象？【现象现象】有白色沉淀产生。有白色沉淀产生。【现象现象】有黄色沉淀产生。有黄色沉淀产生。 难溶电解质的溶解平衡（以难溶电解质的溶解平衡（以AgCl为例）为例）提出提出问题问题实验实验验证验证得出得出结论结论1 1、难溶电解质、难溶电解质AgCl的水溶液中仍然存在的水溶液中仍然存在Ag+， 生成沉淀的离子反应并不能真正的进行到生成沉淀的离子反应并不能真正的进行到 底。底。3 3、难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡。、难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡。2 2、“溶溶”与与“不溶不溶”是相对的，没有绝对的是相对的，没有绝对的 不溶。不溶。资料：化学上通常认资料：化学上通常认为残留在溶液中的离为残留在溶液中的离子浓度子浓度小于小于10-5 mol/L时，沉淀达到完全。时，沉淀达到完全。1 1、难溶电解质溶解平衡的定义、难溶电解质溶解平衡的定义 在一定温度下，难溶电解质溶于水，沉在一定温度下，难溶电解质溶于水，沉淀的溶解和生成速率相等，溶液达到饱和状淀的溶解和生成速率相等，溶液达到饱和状态时，即建立了溶解平衡（也叫沉淀溶解平态时，即建立了溶解平衡（也叫沉淀溶解平衡）衡） 。符合勒夏特列原理。符合勒夏特列原理。2 2、难溶电解质溶解平衡的建立（以、难溶电解质溶解平衡的建立（以AgCl为例）为例） 当当v v（溶解）（溶解） v v（沉淀）（沉淀）时，时， 得到得到饱和饱和AgCl溶液溶液，建立，建立溶解平衡溶解平衡 AgCl(s) Ag(aq) + Cl(aq) 溶解溶解沉淀沉淀Ag+ Cl-3 3、特征、特征动动 动态平衡动态平衡 等等 溶解和沉淀速率相等溶解和沉淀速率相等 定定 平衡时溶液中离子浓度不变平衡时溶液中离子浓度不变 变变 改变外界条件平衡移动改变外界条件平衡移动 ：逆、动、等、定、变：逆、动、等、定、变逆逆溶解和沉淀是可逆的过程溶解和沉淀是可逆的过程v几点说明：几点说明：v溶解平衡的存在，决定了生成难溶电解质的反应溶解平衡的存在，决定了生成难溶电解质的反应不能进行到底不能进行到底。v当溶液中残留的离子浓度当溶液中残留的离子浓度 1 10-5 mol/L时，沉时，沉淀就达到淀就达到完全完全。v难溶电解质的溶解度尽管很小，但难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于不会等于0。v溶解平衡存在于溶解平衡存在于饱和溶液饱和溶液中。中。v溶解平衡与化学平衡一样，受外界条件的影响而溶解平衡与化学平衡一样，受外界条件的影响而发生移动。发生移动。结论：结论：在电解质的在电解质的饱和饱和溶液中，不管溶液中，不管 是是易溶易溶的、的、微溶微溶的还是的还是难溶难溶的的 电解质都存在着电解质都存在着溶解平衡。溶解平衡。4、影响难溶电解质溶解平衡的因素：、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。、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。、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。内因：电解质本身的性质内因：电解质本身的性质 外因：外因： a、浓度：加水，平衡向溶解方向移动。、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。、温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。特例：特例：Ca(OH)2c、引入离子、引入离子例题：例题：当氢氧化钙固体在水中达到溶解平衡当氢氧化钙固体在水中达到溶解平衡Ca(OH)2(s) Ca2+(aq) + 2OH-(aq)时，为使时，为使Ca(OH)2固体的量减少，需要加入少量的（固体的量减少，需要加入少量的（ ） A. NH4NO3 B. NaOHC. CaCl2 D. NaHSO4A D 如果在该溶解平衡中加入如果在该溶解平衡中加入氢氧化钙固体氢氧化钙固体， 平衡会如何移动呢？平衡会如何移动呢？ 不移动不移动5、溶度积常数（、溶度积常数（Ksp） 定义定义溶度积常数是在溶度积常数是在一定温度一定温度下，在下，在难溶电解质难溶电解质的的饱和饱和溶液中，各离子溶液中，各离子浓度幂之乘积浓度幂之乘积为一常数。为一常数。 表达式（以表达式（以Mg(OH)2为例）为例） Ksp=c(Mg2+) c(OH-)2 影响因素：影响因素：温度温度溶度积溶度积没有单位没有单位！溶度积常数的意义溶度积常数的意义 用溶度积来比较溶解性的大小，用溶度积来比较溶解性的大小，相同类型相同类型的电解质，溶度积越大，其在水中的溶解能的电解质，溶度积越大，其在水中的溶解能力就越大。力就越大。 例题：请比较例题：请比较25时饱和时饱和 AgCl 溶液中离子浓度和饱和溶液中离子浓度和饱和 Mg(OH)2中离子浓度。（中离子浓度。（25 时，时， Ksp(AgCl)=1.810-10，KspMg(OH)2=1.810-11 ）解：饱和解：饱和AgCl溶液中溶液中c(Ag+) = c(Cl-) = 1.310-5 mol/LKsp = c(Mg2+) c(OH-)2 = a (2a) 2 = 4a3 = 1.810-11Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH-(aq)a2aa = 1.710-4c(Mg2+) = 1.710-4 mol/Lc(OH-) = 3.410-4 mol/L Mg(OH)2中离子浓度大于中离子浓度大于AgCl溶液中离子浓度溶液中离子浓度将等体积浓度为将等体积浓度为110-5mol/L Ag+和和Cl-混合是混合是否有沉淀生成？氯化银的溶度积为否有沉淀生成？氯化银的溶度积为1.810-10。例题解：解：Qc= c(Ag+) c(Cl-) = 0.510-50.510-5 = 2.510-11QcKsp，溶液没有达到饱和，无沉淀析出。，溶液没有达到饱和，无沉淀析出。 可以用溶度积来判断能否生成沉淀可以用溶度积来判断能否生成沉淀 【结论结论】QcKsp，溶液没有达到饱和，无沉淀析出，溶液没有达到饱和，无沉淀析出， 若加入过量的难溶电解质，难溶电若加入过量的难溶电解质，难溶电 解质溶解直至溶液饱和。解质溶解直至溶液饱和。Qc = Ksp，溶液达到饱和，沉淀与溶解处于平，溶液达到饱和，沉淀与溶解处于平 衡状态，无沉淀析出。衡状态，无沉淀析出。QcKsp，溶液达到过饱和，有沉淀析出，直，溶液达到过饱和，有沉淀析出，直 至溶液饱和，达到新的平衡至溶液饱和，达到新的平衡 。可以用溶度积来计算平衡时的可以用溶度积来计算平衡时的pH 【例题例题】计算计算 25 时饱和氢氧化镁溶液的时饱和氢氧化镁溶液的pH，氢氧化，氢氧化 镁的溶度积为镁的溶度积为1.810-11。 Ksp= c(Mg2+) c(OH-)2 = 1/2 c(OH-)3 = 1.810-11 c(OH-) = 3.410-4 mol/L Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH-(aq)c(H+)3.3310-11 mol/L pH10.48解：解：text1text1难溶电解质的溶解平衡溶度积常数1 1、概念、概念2 2、建立过程、建立过程3 3、特征、特征4 4、影响因素、影响因素1 1、定义、定义2 2、表达式、表达式3 3、影响因素、影响因素4 4、意义、意义 第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡第四节第四节 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡 （第二课时）（第二课时）沉淀反应的应用沉淀反应的应用1 1、沉淀的生成、沉淀的生成（1）应用）应用 生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中环保工程和科学研究中除杂或提纯除杂或提纯物质的重物质的重要方法之一。要方法之一。（2）生成沉淀的方法）生成沉淀的方法 调调pH值值如：工业原料如：工业原料NH4Cl中混有中混有FeCl3，使其溶解于，使其溶解于水，再加氨水调水，再加氨水调 pH值至值至78，可使，可使Fe3+转变为转变为Fe(OH)3沉淀而除去。沉淀而除去。Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4 加沉淀剂加沉淀剂 如：沉淀如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以等，以Na2S、H2S做沉淀剂做沉淀剂 Cu2 + S2= CuS Hg2 + S2= HgS1、如果要除去某溶液中的、如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加入钡，你选择加入钡盐还是钙盐？为什么？盐还是钙盐？为什么？加入加入钡盐钡盐，因为，因为BaSO4比比CaSO4更难溶，更难溶，使用钡盐可使使用钡盐可使SO42-沉淀更完全。沉淀更完全。思考思考2、在粗制、在粗制CuSO4.5H2O晶体中常含有杂质晶体中常含有杂质Fe2+，在提纯时，为了除去在提纯时，为了除去Fe2+，常用什么方法？，常用什么方法？（溶液中（溶液中Fe2+ 2+ 、Cu2+、Fe3+完全沉淀为氢完全沉淀为氢氧化物，需要的氧化物，需要的pH分别为分别为9.6、6.4、3.7。）。）为了除去为了除去Fe2+2+，常加少量的，常加少量的H2O2，使，使Fe2+氧化氧化为为Fe3+，然后再加少量，然后再加少量碱碱至溶液至溶液pH=4，可以，可以达到除去亚铁离子而不损失硫酸铜的目的。达到除去亚铁离子而不损失硫酸铜的目的。(1)(1)原理：不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使原理：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，就达到使沉平衡向沉淀溶解的方向移动，就达到使沉 淀溶解的目的。淀溶解的目的。HCO3-H+加入H+H2CO3H2O + CO22 2、 沉淀的溶解沉淀的溶解例：例：CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq) 思考思考 若使氢氧化镁沉淀溶解，有哪些方法？若使氢氧化镁沉淀溶解，有哪些方法？Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq)溶解溶解沉淀沉淀氢氧化镁沉淀溶解平衡的表达式氢氧化镁沉淀溶解平衡的表达式试管编试管编号号滴加试滴加试剂剂现象现象固体无明显固体无明显溶解现象，溶解现象，滴加酚酞后滴加酚酞后呈浅红色呈浅红色迅速溶解迅速溶解逐渐溶解逐渐溶解Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2OMg(OH)2 + 2NH4Cl MgCl2 + 2NH3H2O实验实验3-3：分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、酸、分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、酸、 盐，观察并记录现象。盐，观察并记录现象。2mL蒸馏水蒸馏水2mL盐酸盐酸3mL饱和饱和NH4Cl溶液溶液Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq)溶解溶解沉淀沉淀滴加酚酞滴加酚酞（2 2）方法）方法a、酸溶解法酸溶解法：强酸强酸是常用的是常用的溶解溶解难溶电解质的难溶电解质的试剂试剂。 如可溶解难溶氢氧化物（如如可溶解难溶氢氧化物（如Al(OH)3）、难溶碳酸）、难溶碳酸 盐盐(如如CaCO3)、某些难溶硫化物（如、某些难溶硫化物（如FeS）等。）等。b、盐溶解法盐溶解法：某些：某些盐溶液盐溶液也可用来溶解沉淀。（如也可用来溶解沉淀。（如 Mg(OH)2可溶于可溶于NH4Cl溶液中）溶液中）c、生成配合物法生成配合物法：如：如Cu(OH)2可溶于可溶于NH3 . H2O溶液中溶液中, AgCl也可溶于也可溶于NH3 . H2O溶液中。溶液中。d、氧化还原法氧化还原法：如：如CuS、HgS等可溶于硝酸中等可溶于硝酸中思考思考：白色的白色的氯化银沉淀加入碘化钾溶液后，为什氯化银沉淀加入碘化钾溶液后，为什么会么会有黄色沉淀生成？有黄色沉淀生成？3 3、沉淀的转化、沉淀的转化【实验实验3-4】步骤步骤 1mL NaCl和和10滴滴AgNO3溶混合（均溶混合（均为为0.1molL)向所得固液混合向所得固液混合物中滴加物中滴加10滴滴0.1molL KI溶溶液液向新得固液混合向新得固液混合物中滴加物中滴加10滴滴0.1molL Na2S溶液溶液现象现象 有白色沉淀有白色沉淀析出析出白色沉淀转变白色沉淀转变为黄色为黄色黄色沉淀转变黄色沉淀转变为黑色为黑色AgIAg2SAgClAgCl(s) Ag+(aq) +Cl-(aq)+KI = I- + K+AgI（s） 2AgI(s) 2Ag+ (aq)+2I-(aq) Na2S = S2- + 2Na+Ag2S（s）沉淀的转化示意图沉淀的转化示意图AgCl (s) + I- AgI (s) + Cl- 2AgI (s) + S2- Ag2S(s) + 2I- 讨论讨论:从实验中可以得到什么结论？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。方向转化，两者差别越大，转化越容易。沉淀一般从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。沉淀一般从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。物质物质溶解度溶解度/gAgCl1.510-4AgI 9.610-9Ag2S1.310-16向向MgCl2溶溶液中滴加液中滴加NaOH溶液溶液生成白生成白色沉淀色沉淀向有白色沉淀的溶液中向有白色沉淀的溶液中滴加滴加FeCl3溶液溶液白色沉淀转变为红褐色白色沉淀转变为红褐色静置静置红褐色沉淀红褐色沉淀析出，溶液析出，溶液变无色变无色【实验实验3-5】沉淀转化的实质沉淀转化的实质v沉淀转化的实质是沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动沉淀溶解平衡移动。一。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度般溶解度小的沉淀转化成溶解度更小更小的沉的沉淀容易实现。淀容易实现。沉淀转化的应用沉淀转化的应用v沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。用价值。CaSO4 (s) SO42(aq) + Ca2(aq) +CO32CaCO3 应用应用1：锅炉除水垢：锅炉除水垢：P64锅炉的水垢中含有锅炉的水垢中含有CaSO4可先用可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的易溶于酸的CaCO3。化学法除锅炉水垢的流程图化学法除锅炉水垢的流程图CaSO4 + CO32- CaCO3 + SO42- CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2+ H2OMg(OH)2 + 2H+ = Mg2+ + 2H2O水垢成分水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 用用饱和饱和Na2CO3溶液浸泡数天溶液浸泡数天疏松的水垢疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式用盐酸用盐酸除去水垢除去水垢应用应用2：一些自然现象的解释：一些自然现象的解释自然界也发生着溶解度小的矿物转化为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。溶解度更小的矿物的现象。各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSOCuSO4 4溶液，并向深部渗透，遇到深层闪锌矿溶液，并向深部渗透，遇到深层闪锌矿(ZnS)(ZnS)和方铅矿和方铅矿(PbS)(PbS)，便慢慢地使之转变为铜蓝，便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)(CuS)。ZnS沉淀转化为沉淀转化为CuS沉淀的沉淀的总反应总反应：ZnS(s) + Cu2+(aq) CuS(s) + Zn2+(aq)【小结小结】：沉淀的生成、溶解、转化沉淀的生成、溶解、转化实质实质上上都是都是沉淀溶解平衡的移动沉淀溶解平衡的移动的过程，其基本依的过程，其基本依据主要有：据主要有：浓度浓度：加水，平衡向：加水，平衡向溶解溶解方向移动。方向移动。温度温度：升温，多数平衡向：升温，多数平衡向溶解溶解方向移动。方向移动。加入相同离子加入相同离子，平衡向，平衡向沉淀沉淀方向移动。方向移动。加入加入可与体系中某些离子反应可与体系中某些离子反应生成更难溶或更生成更难溶或更难电离或气体的离子，难电离或气体的离子，使平衡向使平衡向溶解溶解的方向移动。的方向移动。加入物质加入物质c(Ag+)c(Cl-) 平衡移动方向平衡移动方向AgCl的质量的质量AgNO3NaClNH3H2O少量少量H2OAgClKI增大增大减小减小向左向左增大增大增大增大增大增大增大增大不变不变不变不变减小减小不变不变不变不变减小减小减小减小减小减小向左向左向右向右向右向右减小减小不移动不移动增大增大增大增大向右向右减小减小在饱和的氯化银中加入下列物质在饱和的氯化银中加入下列物质AgCl(s) Ag+(aq) +Cl-(aq)