第二课时《难溶电解质的溶解平衡》原创课件(人教版选修4).ppt

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1、 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）人教版选修人教版选修4 4 化学反应原理化学反应原理二、沉淀反应的应用二、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：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业生产、环保工程和科学研究中除杂或提纯除杂或提纯物质的重要方法之一。物质的重要方法之一。（2）沉淀的方法）沉淀的方法 调调pH值值如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，使其溶解于如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，使其溶解于水，再加氨水调水，再加氨水调 pH值

2、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=HgS化学沉淀法废水处理工艺流程示意图化学沉淀法废水处理工艺流程示意图思考与交流思考与交流1、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，你选择加 入钡入钡盐还是钙盐？为什么？盐还是钙盐？为什么？加入钡盐，因为加入钡盐，因为BaSO4比比CaSO4更难溶，使更难溶，使用钡盐可使用钡盐可使SO42-沉淀更完全沉淀更完全

3、2、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可从哪些方面考虑？是否可能使要除去的离子通过从哪些方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部除去？说明原因。沉淀反应全部除去？说明原因。从溶解度方面可判断沉淀能否生成；不可能使从溶解度方面可判断沉淀能否生成；不可能使要除去的离子通过沉淀完全除去，因为不溶是要除去的离子通过沉淀完全除去，因为不溶是相对的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。相对的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。2.2.沉淀的溶解沉淀的溶解原理：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

4、到使沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动，就达到使沉淀溶解的目的。的目的。例：例：CaCOCaCO3 3(s)CO(s)CO3 32-2-(aq(aq)+Ca2+(aq)HCO3-+H+H+H2CO3H2O+CO2强酸强酸是常用的是常用的溶解溶解难难溶电解质的溶电解质的试剂试剂。如。如可溶解难溶氢氧化物，可溶解难溶氢氧化物，难溶碳酸盐、某些难难溶碳酸盐、某些难溶硫化物等。除酸外，溶硫化物等。除酸外，某些某些盐溶液盐溶液也可用来也可用来溶解沉淀。溶解沉淀。思考思考：写出写出氢氧化镁氢氧化镁沉淀溶解平衡的表达式沉淀溶解平衡的表达式.1、若使氢氧化镁沉淀溶解，可以采取什么方法？、若使氢氧化镁沉淀溶解，可

5、以采取什么方法？所依据的原理是什么？所依据的原理是什么？2、现提供以下试剂，请你设计可行的实验方案。、现提供以下试剂，请你设计可行的实验方案。蒸馏水、盐酸、饱和蒸馏水、盐酸、饱和NH4Cl溶液、溶液、NaOH溶液、溶液、NaCl溶液、溶液、Na2CO3溶液。溶液。Mg(OH)2(s)Mg2(aq)+2OH(aq)溶解溶解沉淀沉淀 根据根据勒夏特列原理勒夏特列原理，使沉淀溶解，使沉淀溶解平衡向平衡向溶解溶解方向移动方向移动试管试管编号编号对应对应试剂试剂少许少许Mg(OH)2少许少许Mg(OH)2少许少许Mg(OH)2滴加滴加试剂试剂2ml蒸馏水，蒸馏水，2ml盐酸盐酸3ml饱和饱和NH4Cl溶

6、液溶液 现象现象固体无明显固体无明显溶解现象，溶解现象，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完成实验完成实验,记录现象记录现象,写出反应的化学方程式。写出反应的化学方程式。实验方案：实验方案：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，根据实验现象，得出结论。盐，根据实验现象，得出结论。在溶液中存在在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：的溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)+2OH(aq)加入盐酸时，加入盐酸时，H中和中和OH，使使c(OH)减减小，平衡小，

7、平衡右右移，从而使移，从而使Mg(OH)2溶解。溶解。加入加入NH4Cl时，时，NH4与与OH结合，生成结合，生成弱电弱电解质解质NH3H2O（它在水中比（它在水中比Mg（OH）2更难电更难电离出离出OH-），使），使c(OH)减小，平衡减小，平衡右右移，从而移，从而使使Mg(OH)2的平衡向溶解方向移动。的平衡向溶解方向移动。【思考与交流】：【思考与交流】：应用平衡移动原理分析、解释实验中应用平衡移动原理分析、解释实验中发生的反应，并试从中找出使沉淀溶解的规律。发生的反应，并试从中找出使沉淀溶解的规律。【解释【解释】【实验【实验3-4】步骤步骤1mLNaCl和和10滴滴AgNO3溶混溶混合合

8、(均为均为0.1molL)向所得固液混合物向所得固液混合物中滴加中滴加10滴滴0.1molLKI溶液溶液向新得固液混合物向新得固液混合物中滴加中滴加10滴滴0.1molL Na2S溶液溶液现象现象有白色沉淀析出有白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄色白色沉淀转化为黄色黄色沉淀转化为黑色黄色沉淀转化为黑色AgClAgIAg2S3 3、沉淀的转化、沉淀的转化向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液生成白色沉淀向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液白色沉淀转变为红褐色静置红褐色沉淀析出，溶液变无色【实验【实验3-5】（实验（实验3 34 4、3 35 5沉淀转化）沉淀转化）AgClAgClAgIAgIAgAg2

9、 2S SKIKINaNa2 2S SFeClFeCl3 3静置静置Mg(OH)Mg(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3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？实验说明：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的实验说明：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沉淀的转化示意图沉淀的转化示意图KI =I-+K+AgCl(s)Ag+

10、Cl-+AgI(s)s(AgCl)=1.510-4gs(AgI)=3.710-7gs(Ag2S)=1.310-16g沉淀从溶解度小的向溶沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。解度更小的方向转化。AgCl(s)+I-AgI(s)+Cl-思考与交流思考与交流1.根据你所观察到的现象，写出所发生的反应。2.如果将上述两个实验中的沉淀生成和转化的步骤颠倒顺序，会产生什么结果？试用平衡移动原理和两种沉淀溶解度上的差别加以解释，找出这类反应发生的特点。溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀。两者差别越大，转化越容易。两者差别越大，转化越容易。AgCl+I-=AgI+Cl

11、-2AgI+S2-=Ag2S+2I-3Mg(OH)2+2Fe3+=2Fe(OH)3+3Mg2+转化不会发生沉淀转化的实质沉淀转化的实质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。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度一般溶解度小的沉淀转化成溶解度更更小小的沉淀容易实现。的沉淀容易实现。沉淀转化的应用沉淀转化的应用沉淀的转化在科研和生产中具有重要沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。的应用价值。CaSO4 SO42+Ca2+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溶液溶液处理，使处理，

12、使 之转化为疏松、易溶于酸的之转化为疏松、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用盐盐酸酸或或饱饱和和氯氯化化铵铵液液除去水垢除去水垢ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)平衡向右

13、移动平衡向右移动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+ZnSZnS与与CuSCuS是同类难溶物，是同类难溶物，CuSCuS的溶解度远小的溶解度远小于于ZnSZnS的溶解度。的溶解度。应用应用3：为什么医学上常用为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”，而不，而不用用BaCO3作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”?BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：的沉淀溶解平衡分别为：BaSO4 Ba2 SO42 s=2.4 104 BaCO3 Ba2 CO32 s=2.2 103 由于人体内胃

14、酸的酸性较强由于人体内胃酸的酸性较强(pH=0.91.5)，如果服如果服下下BaCO3，胃酸会与，胃酸会与CO32反应生成反应生成CO2和水，和水，使使CO32浓度降低，使浓度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的使体内的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。浓度增大而引起人体中毒。BaCO3 Ba2+CO32-+H+CO2+H2O所以，不能用所以，不能用BaCO3作为内作为内服造影剂服造影剂“钡钡餐餐”。而而SO42不与不与H结合生成硫酸，结合生成硫酸，胃酸中的胃酸中的H对对BaSO4的溶解的溶解平衡没有影响，平衡没有影响，Ba2浓度保浓度保持在安全浓度标准下，

15、所以用持在安全浓度标准下，所以用BaSO4 作作“钡餐钡餐”。思考思考：如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应尽快用尽快用5.0的的Na2SO4溶液给患者洗胃溶液给患者洗胃，为为什么？什么？能用能用Na2CO3溶液溶液吗？吗？【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

16、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。例例2 2：在在1L1L含含1.01.01010-3-3molmol L L-1-1 的的SOSO4 42-2-溶液中，注入溶液中，注入0.01mol BaCl0.01mol BaCl2 2溶液（假设溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去溶液体积不变）能否有效除去SOSO4 42-2-?已知已知:K:Kspsp(BaSO(BaSO4 4)=1.1)=1.11010-10-10 mol mol2 2

17、L L-2-2解：解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成生成BaSO4沉沉淀后，淀后，Ba2+过量，剩余的即过量，剩余的即Ba2+=0.01-0.001=0.009mol/L.SO42-=Ksp/Ba2+=1.110-10/9.010-3=1.210-8(mol/L)因为，剩余的即因为，剩余的即SO42-=1.210-8mol/L1.010-5mol/L 所以，所以，SO42-已沉淀完全，即有效除去了已沉淀完全，即有效除去了SO42-。注意注意：当剩余离子即平衡离子浓度：当剩余离子即平衡离子浓度10-5mol/L时，认为离时，认为离子已沉淀完全或离

18、子已有效除去。子已沉淀完全或离子已有效除去。例例4：若某溶液中若某溶液中Fe3+和和Mg2+的浓度均为的浓度均为0.10 molL,使使Fe3+完全沉淀而使完全沉淀而使Mg2+不沉淀的不沉淀的pH条件是什么条件是什么?(KspKsp(Fe(OH)(Fe(OH)3 3)=4)=41010-39-39Ksp(Mg(OH)Ksp(Mg(OH)2 2)=1.8)=1.81010-11-11)pOH=10.8,pH=3.2解解:Fe(OH)3 Fe3+3OH-Fe3+沉淀完全时的沉淀完全时的OH-为为:Mg2开始沉淀的开始沉淀的pH值为值为:pOH=4.9,pH=9.1因此因此,只要控制只要控制pH值在

19、值在3.2 9.1之间即可之间即可使使Fe3+定量沉淀而使定量沉淀而使Mg2+不沉淀。不沉淀。K Kspsp(Mg(OH)(Mg(OH)2 2)=1.8)=1.81010-11-11交 流 与 讨 论阅读阅读P66 氟化物防治龋齿的化学原理氟化物防治龋齿的化学原理+F-氟磷灰石氟磷灰石难溶物溶解度(25)Ca5(PO4)3(OH)1.510-10g Ca5(PO4)3F 9.510-11g羟基磷灰石羟基磷灰石牙齿表面由一层硬的、组成牙齿表面由一层硬的、组成为为Ca5(PO4)3OH的物质保的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH（s）5 Ca2

20、+3PO43-+OH-进食进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是会受到腐蚀，其原因是 。已知已知Ca5(PO4)3F（s）的溶解度比上面的矿化产物更小、的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：加剂后能防止龋齿的原因：因因 。生成的有机酸能中和生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，加速，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿腐蚀牙齿 5Ca23PO43FCa5(PO4)3F 思考：例例1 1：已知已知2525

21、时，时，AgCl的溶解度是的溶解度是1.9210-3g/L，求，求它的溶度积。它的溶度积。已知已知AgClAgCl的摩尔质量为的摩尔质量为143.5g/mol143.5g/mol。解解 ：依题意可知依题意可知25时时AgCl饱和溶液中饱和溶液中 c(Ag+)=c(Cl-)=0.00192/143.5mol/L =1.3410-5mol/L则则KSP,AgCl=c(Ag+).c(Cl-)=(1.3410-5)2 =1.810-103.3.3.3.溶度积与溶解度之间的换算溶度积与溶解度之间的换算溶度积与溶解度之间的换算溶度积与溶解度之间的换算例例2：已知已知25时时KSP(AgCl)=1.810-

22、10,把足把足 量的量的AgCl放入放入1L 1.0 mol L的的 盐酸溶液盐酸溶液中溶解度是多少？（中溶解度是多少？（g/L）解：解：设设AgCl 在盐酸中的溶解度为在盐酸中的溶解度为S（molL),AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡 S S 1 1AgCl在盐酸溶液中溶解度比在水中的在盐酸溶液中溶解度比在水中的小小。例例3 3：已知已知K Ksp,AgClsp,AgCl1.81.8 1010-10-10，K Ksp,Agsp,Ag2 2CrOCrO4 49.09.0 1010-1-12 2，试试 求求AgClAgCl和和AgAg2 2CrOCrO4 4的溶解度（用的溶解度（

23、用g/Lg/L表示）表示）解：解：（1）设）设AgCl的溶解度为的溶解度为S1（molL),则：则：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡平衡 S1 S1(2)2)设设AgAg2 2CrOCrO4 4的溶解度为的溶解度为S S2 2（mol/L),mol/L),则：则：AgAg2 2CrOCrO4 4(s)2Ag(s)2Ag+(aq)+CrO(aq)+CrO4 42-2-(aq)(aq)平平 2S2S2 2 S S2 2在水中：在水中：AgCl溶解度小于溶解度小于Ag2CrO4的溶解度的溶解度由以上例题的结果可得到如下结论：由以上例题的结果可得到如下结论：同种类型的难溶电解质，在一定

24、温度下，同种类型的难溶电解质，在一定温度下，Ksp越大则溶解度越大。越大则溶解度越大。不同类型则不能用不同类型则不能用Ksp的大小来比较溶解度的大小来比较溶解度的大小，必须经过换算才能得出结论。的大小，必须经过换算才能得出结论。练习练习1：下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（）A.不溶于不溶于水水的物质溶解度为的物质溶解度为0 B.绝对不溶解的物质是不存在的绝对不溶解的物质是不存在的 C.某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为度为0 D.物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水B练习练习2：在饱和澄清石灰水中加入生石

25、灰反应后，在饱和澄清石灰水中加入生石灰反应后，恢复至原来温度下列说法正确的是恢复至原来温度下列说法正确的是()A.溶液中钙离子浓度变大溶液中钙离子浓度变大B.溶液中氢氧化钙的质量分数增大溶液中氢氧化钙的质量分数增大C.溶液的溶液的PH不变不变D.溶液中钙离子的物质的量减少溶液中钙离子的物质的量减少.C D练习练习3：为除去为除去MgCl2溶液中的溶液中的FeCl3，可在加，可在加热搅拌的条件下加入一种试剂，下列不宜选热搅拌的条件下加入一种试剂，下列不宜选用的试剂是（用的试剂是（）A.NaOH B.MgCO3 C.氨水氨水 D.MgO E.Mg(OH)2AC 同离子效应同离子效应硫酸中硫酸根浓度

26、大，使平衡左移，硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移，不利于沉淀溶解不利于沉淀溶解练习练习4：硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小？硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小？练习练习5：以以MnO2为原料制得的为原料制得的MnCl2溶液中常含有溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子，通过添加过量难溶等金属离子，通过添加过量难溶电解质电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，可推。根据上述实验事实，可推知知MnS具有的相关性

27、质是（具有的相关性质是（）A.具有吸附性具有吸附性 B.溶解度与溶解度与CuS、PbS、CdS等相同等相同 C.溶解度大于溶解度大于CuS、PbS、CdS D.溶解度小于溶解度小于CuS、PbS、CdSC练习练习6 6：已知已知K KSPSP【Ca(OH)Ca(OH)2 2】=5.5=5.51010-6-6molmol3 3.L.L3 3则其饱和溶液的则其饱和溶液的PHPH值是多少？值是多少？解：解：设设Ca(OH)Ca(OH)2 2 的溶解度为的溶解度为S S（molmolL),L),则：则：Ca(OH)Ca(OH)2 2 CaCa2+2+2OH+2OH-平衡平衡 S 2SS 2S K KS

28、PSP=S=S(2S)(2S)2 2=4S=4S3 3=5.5=5.51010-6-6 S=1.1 S=1.11010-2-2 即即 c(OHc(OH-)-)=2.2=2.21010-2-2 mol/L mol/L c(Hc(H+)+)=10=10-14-14/2.2/2.21010-2-2=4.5=4.51010-13-13 mol/L mol/L PH=12 PH=12练习练习7 7：现将足量现将足量AgClAgCl固体分别放入下列物质中，固体分别放入下列物质中，AgClAgCl溶解度由大到小的排列顺序为（溶解度由大到小的排列顺序为（）20ml0.01mol/LKCl20ml0.01mol

29、/LKCl溶液溶液30ml0.02mol/LCaCl30ml0.02mol/LCaCl2 2溶液溶液40ml0.03mol/LHCl40ml0.03mol/LHCl溶液溶液10ml10ml蒸馏水蒸馏水 50ml0.05mol/LAgNO50ml0.05mol/LAgNO3 3溶液溶液 A A、B B、C C、D D、B B练习练习8 8：将足量将足量BaCOBaCO3 3分别加入分别加入 30ml30ml水水 10ml0.2mol/LNa10ml0.2mol/LNa2 2COCO3 3溶液溶液50ml0.01mol/LBaCl50ml0.01mol/LBaCl2 2溶液溶液100ml0.01m

30、ol/LHCl100ml0.01mol/LHCl中溶解至溶液饱和。请确定各中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中溶液中BaBa2+2+的浓度有大到小的顺序为：的浓度有大到小的顺序为：在在AgCl的饱和溶液中，有的饱和溶液中，有AgCl固体存在，当分别向固体存在，当分别向溶液中加入下列物质时，将有何种变化？溶液中加入下列物质时，将有何种变化？加入物质加入物质 平衡平衡 溶液中浓度溶液中浓度 AgCl AgCl 引起变引起变化化 移动移动 Ag+Cl-溶解度溶解度 KSP 原因原因 HCl(0.1 molL-1)练习练习9：AgCl(s)Ag+Cl-不变不变 不变不变 不变不变 不变不变 稀释稀释 不变不变 生成配离子生成配离子 增大增大 温度温度 不变不变 同离子效应同离子效应AgNO3(0.1 molL-1)升高温度升高温度NH3H2O(2 molL-1)加加H2O 不变不变 同离子效应同离子效应原溶液中：c(SO42-)=c(Ag+)2=0.034mol/L2=0.017mol/L加入Na2SO4后：c(Ag+)=0.034mol/L2=0.017mol/L c(SO42-)=(0.017mol/L+0.020mol/L)2=0.0185mol/L。