化学人教版选修4学案：互动课堂 第三章4.难溶电解质的溶解平衡 Word版含解析(5页).doc

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1、-化学人教版选修4学案：互动课堂 第三章4.难溶电解质的溶解平衡 Word版含解析-第 5 页互动课堂疏导引导一、溶解平衡1.易溶物质的溶解平衡 以蔗糖为例，在一定温度下，把适量的蔗糖溶解在水里，蔗糖分子便不断离开蔗糖表面扩散到水里去，水溶液开始逐渐变甜；另一方面，溶解在水里的蔗糖分子又不断地在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体，随着时间的推移，蔗糖溶解的速率逐渐减小，结晶的速率逐渐增大，最终这两个相反过程的速率会相等，于是蔗糖的溶解达到最大限度，形成了饱和溶液，此时溶液最甜，我们就称之为达到了溶解结晶的平衡状态。但在此溶解结晶的平衡状态中，溶解和结晶这两个相反的过程并没有停止，只是速率相等而已，因

2、此，溶解平衡是一种动态平衡。 溶解和结晶的平衡也受外界条件的影响，如果改变温度、改变浓度也会使溶解和结晶的平衡被破坏。2.难溶电解质的溶解平衡 物质溶解性的大小是相对的，AgCl、BaSO4等难溶但不是绝对的不溶。20 时，AgCl的溶解度是1.510-4g，BaSO4的溶解度是2.410-4g，可见绝对不溶的物质是没有的。 在AgCl溶液中，一方面，在水分子作用下，少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面溶于水中，AgCl=Cl-+Ag+；另一方面，溶液中的Cl-和Ag+受AgCl表面正、负离子的吸引，回到AgCl的表面析出沉淀，Ag+Cl-=AgCl。在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时

3、，便得到了AgCl的饱和溶液，即建立如下动态平衡：AgCl(s) Cl-(aq)+Ag+(aq) 难溶电解质的溶解平衡也是有条件的，条件变化，平衡被破坏。如上述的沉淀和溶解平衡就受温度、浓度等的影响，通过条件的变化可以使沉淀生成、沉淀溶解，也可以使沉淀转化。二、沉淀的生成 在难溶电解质的溶液中，如果有关离子浓度的乘积（以Qc表示）大于该难溶物的Ksp，就会生成沉淀，为使沉淀更完全，必须创造条件，促进平衡向生成沉淀的方向移动。1.加沉淀剂使QcKsp，析出沉淀在AgNO3溶液中加入适量K2CrO4溶液，当溶液中c（Ag+）2c()Ksp时，就会产生Ag2CrO4沉淀。这里K2CrO4是沉淀剂。

4、在20 mL 0.002 5 molL-1AgNO3溶液中，加入5 mL 0.01 molL-1K2CrO4溶液，是否有Ag2CrO4沉淀析出？Ksp（Ag2CrO4）=9.010-12。解：当沉淀剂加入后，溶液中各离子浓度分别为：c(Ag+)=(0.002 520)/25 molL-1=0.002 molL-1c()=(0.015)/25 molL-1=0.002 molL-1Qc=c(Ag+)2c()=810-99.010-12因为QcKsp(Ag2CrO4)，所以有Ag2CrO4沉淀产生。2.影响沉淀生成及完全与否的因素 怎样使沉淀进行得更完全呢？在被沉淀离子浓度一定的情况下，沉淀的完全

5、程度与沉淀物的溶解度、沉淀剂的性质和用量（同离子效应、盐效应）、酸效应（溶液的pH）、配位效应等因素有关。另外，温度、介质、晶体颗粒大小、晶型等也对它有影响。3.沉淀的溶解度 例如：要使溶液中的Pb2+沉淀，可用氯化物、硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度和溶度积如下：化合物 PbCl2 PbSO4 PbCO3 PbS溶度积 1.910-4 1.0610-8 3.310-14 3.410-28溶解度（molL-1） 8.610-2 1.510-4 1.810-7 1.810-14 选用何种试剂作为沉淀剂，由上述数据可知PbS的溶解度最小，用S2-去沉淀Pb2

6、+最完全，因此可溶性的硫化物是Pb2+的良好沉淀剂。三、沉淀的溶解 根据溶度积规则，当QcKsp时，沉淀就向溶解的方向进行。因此，使沉淀溶解的总原则就是设法使构晶离子的浓度减小使之满足QcKsp。 常用的方法是：在难溶电解质饱和溶液中加入适当试剂使之与组成沉淀的一种构晶离子结合成另一类化合物，从而使之溶解。具体办法可采用酸碱溶解法、配位溶解法、氧化还原溶解法以及沉淀转化溶解法等。1.酸碱溶解法 在实际工作中，常常会遇到需要使难溶物质溶解的问题。根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地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，就可以使沉淀溶解。例如，难溶于水的C

7、aCO3沉淀可以溶于盐酸中：CaCO3(s) Ca2+H2CO3=H2O+CO2 在上述反应中，气体CO2的生成和逸出，使CaCO3溶解平衡体系中的浓度不断减小，平衡向沉淀溶解的方向移动，只要盐酸的量足够，CaCO3就可溶解完全。类似的可用强酸溶解的难溶电解质还有FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等。2.发生氧化还原反应使沉淀溶解 有些金属硫化物如CuS、HgS等，其溶度积特别小，在饱和溶液中c（S2-）特别小，不能溶于非氧化性强酸，只能溶于氧化性酸，减少c（S2-），从而达到沉淀溶解的目的。如：3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2O而HgS的Ksp更小，仅用HN

8、O3不够，只能溶于王水，使c（S2-）和c(Hg2+)同时减小：3HgS+12HCl+2HNO3=3H2(HgCl4)+3S+2NO+4H2O此法适用于溶解那些具有明显氧化性或还原性的难溶物。3.生成配合物使沉淀溶解 向沉淀体系中加入适当配合剂，使溶液中某离子生成稳定的配合物，减少其离子浓度，从而使沉淀溶解。如：AgCl(s)Ag+Cl- 2NH3(加氨水) Ag(NH3)2+ 此法对用酸碱法不能溶解的难溶电解质尤其具有重要意义。4.沉淀转化溶解法 此法是将难溶物转化为能被前三种方法溶解的沉淀，然后再溶解。典型的例子就是BaSO4的溶解。它不能为酸、碱所溶解，又不易形成稳定的配离子，也不具有明

9、显的氧化还原性，唯一的办法就是把它转化为一种新的难溶盐弱酸钡盐（常使之转化为BaCO3）。活学巧用1.对于难溶盐MX，其饱和溶液中M+和X-的物质的量浓度之间的关系类似于c(H+)c(OH-)=KW,存在等式c(M+)c(X-)=Ksp。现将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是（ ）20 mL 0.01 molL-1 KCl溶液 30 mL 0.02 molL-1 CaCl2溶液 40 mL 0.03 molL-1 HCl溶液 10 mL蒸馏水 50 mL 0.05 molL-1 AgNO3溶液A. B.C. D.解题提示:AgCl(s) Ag+Cl-,由于c

10、(Ag+)c(Cl-)=Ksp,c(Cl-)或c（Ag+）越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解度就越小。注意AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag+或Cl-的浓度有关，而与溶液体积无关。中c（Cl-）=0.01 molL-1 中c（Cl-）=0.04 molL-1 中c（Cl-）=0.03 molL-1 中c（Cl-）=0 molL-1 中c（Ag+）=0.05 molL-1Ag+或Cl-浓度由小到大的顺序为，故AgCl的溶解度由大到小的排列顺序为。答案:B2.难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡。在常温下，溶液里各离子浓度以它们化学计量数为方次的乘积是一个常数，叫溶度积常数（Ksp）。例如

11、：Cu(OH)2Cu2+2OH-，Ksp=c(Cu2+)c(OH-)2=210-20。当溶液中各离子浓度方次的乘积大于溶度积时，则产生沉淀，反之固体溶解。（1）某CuSO4溶液里c（Cu2+）=0.02 molL-1，如要生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液pH，使之大于_。（2）要使0.2 molL-1CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全（使Cu2+浓度降至原来的千分之一），则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液pH为_。解题提示:（1）根据信息，当c(Cu2+)c（OH-）2=210-20时开始出现沉淀，则c（OH-）=molL-1=molL-1=10-9 molL-1，c（H+）=10-5

12、molL-1，pH=5，所以要生成Cu(OH)2沉淀，应调整pH5。（2）要使Cu2+浓度降至0.2 molL-1/1 000=210-4molL-1，c（OH-）= molL-1=10-8 molL-1，c（H+）=10-6 molL-1。此时溶液的pH=6。答案:（1）5 （2）63.Al(OH)3为两性氢氧化物，在水溶液中存在酸式电离和碱式电离两种形式，试根据平衡移动原理，解释下列有关问题。（1）向Al(OH)3沉淀中加入盐酸，沉淀溶解，其原因是_，有关离子方程式是_。（2）向Al(OH)3沉淀中加入苛性钠溶液，沉淀溶解，其原因是_，有关离子方程式是_。答案:（1）Al(OH)3的碱式电

13、离为Al(OH)3Al3+3OH-，加入酸溶液，由于H+与Al(OH)3电离出来的少量OH-中和生成水，使Al(OH)3的电离平衡向正反应方向移动 Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O(2)Al(OH)3的酸式电离为Al(OH)3H+H2O，当向Al(OH)3沉淀中加入碱溶液时，OH-与H+反应生成水，使c(H+)减小，Al(OH)3的酸式电离平衡向正方向移动；Al(OH)3+OH-+2H2O4.试利用平衡移动原理解释下列事实：（1）FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中；（2）CaCO3难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中；（3）分别用等体积的蒸馏水和0.010 molL-1硫酸洗涤BaSO4沉淀，用

14、水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量。解题提示:平衡移动原理也适用于溶解平衡，如果促进难溶物质的溶解平衡，则固体逐渐溶解；如果抑制难溶物质的溶解平衡，则有固体生成或固体不溶解。答案:（1）FeS(s) Fe2+S2-,加入稀盐酸后，S2-+2H+=H2S，破坏了FeS的溶解平衡，使上述平衡向正方向移动，故FeS溶解。（2）CaCO3(s) +Ca2+，在稀硫酸中生成的CaSO4微溶，附着在CaCO3的表面，很难破坏CaCO3的溶解平衡，故难溶于稀H2SO4。而在醋酸中，+2CH3COOH= 2CH3COO-+H2O+CO2，破坏了CaCO3的溶解平衡，故CaCO3能溶于醋酸。(3)BaSO4(s) Ba2+,用水洗涤使BaSO4的溶解平衡向正方向移动，造成BaSO4的损失；而用H2SO4洗涤，H2SO4=2H+，的存在抑制了BaSO4的溶解，故BaSO4损失量少。