选修四难溶电解质的溶解平衡(最终)

1、选修四化学反应原理选修四化学反应原理第三章水溶液中的离子平衡第三章水溶液中的离子平衡张艳君张艳君化学与生活化学与生活 如何使牙齿更健康如何使牙齿更健康 有些牙膏添加了少量的氟化钠，刷牙时氟有些牙膏添加了少量的氟化钠，刷牙时氟化钠与牙齿中的矿物质化钠与牙齿中的矿物质羟基磷灰石羟基磷灰石反应生反应生成成氟磷灰石氟磷灰石，从而能防止食物残渣发酵生，从而能防止食物残渣发酵生成的有机物腐蚀牙齿，达到防止龋齿的目成的有机物腐蚀牙齿，达到防止龋齿的目的，使人们的牙齿更健康。的，使人们的牙齿更健康。上述现象包括那些上述现象包括那些化学知识化学知识？如何用科学？如何用科学的语言描述？的语言描述？一、难溶电解质的

2、溶解平衡一、难溶电解质的溶解平衡 在一定的温度下在一定的温度下，当沉淀溶解，当沉淀溶解的速率和沉淀生成速率相等时，即达到的速率和沉淀生成速率相等时，即达到了溶解平衡了溶解平衡2 2、表示、表示方法方法： 溶解溶解 AgCl(s) Ag(aq) + Cl(aq) 沉淀沉淀 3 3、溶解平衡的特征、溶解平衡的特征逆、等、定、动、变逆、等、定、动、变1 1、概念：、概念：二、沉淀反应的应用二、沉淀反应的应用沉淀的生成沉淀的生成沉淀的溶解沉淀的溶解沉淀的转化沉淀的转化1、沉淀的生成、沉淀的生成（1）沉淀生成的应用）沉淀生成的应用：是工业生产、废水：是工业生产、废水处理和科学研究中处理和科学研究中除杂或

3、提纯除杂或提纯物质的重要方物质的重要方法之一。法之一。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如如：沉淀沉淀Cu2+、Hg2+等，可用等，可用Na2S、H2S做做 沉淀剂沉淀剂（2）沉淀的方法）沉淀的方法a 、调、调pH值法值法如：除去工业原料氯化铵中混有氯化铁如：除去工业原料氯化铵中混有氯化铁Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4Cu2+S2=CuS Hg2+S2HgS加氨水调加氨水调pHpH值至值至7 78 8Cu2+H2S = CuS+2H+ Hg2+H2SHgS+2H+b 、加沉淀剂法：、加沉淀剂法：实验：向饱和的实验：向饱和的NaCl溶液中加浓溶

4、液中加浓盐酸盐酸 c c、同离子效应法、同离子效应法例如例如 硫酸钡在硫酸中的溶解度硫酸钡在硫酸中的溶解度 比在纯水中小。比在纯水中小。 如要除去废水中的硫酸根离子，你如要除去废水中的硫酸根离子，你选择加入钙盐还是钡盐？为什么？选择加入钙盐还是钡盐？为什么？ 难溶物难溶物CaSOCaSO4 4BaSOBaSO4 4溶解度溶解度/g/g2.12.110101 12.42.410104 4加入钡盐，因为加入钡盐，因为BaSOBaSO4 4比比CaSOCaSO4 4更难溶，使用更难溶，使用钡盐可使钡盐可使SOSO4 42-2-沉淀更完全沉淀更完全思考与交流一思考与交流一（3）沉淀剂的选择方法：）沉淀

5、剂的选择方法： 利用生成沉淀分离或除去某种离子，利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生；首先要使生成沉淀的反应能够发生；其次希望沉淀生成的反应进行得越完全其次希望沉淀生成的反应进行得越完全越好越好2、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可从哪、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可从哪方面考虑？是否能使要除去的离子通过沉淀反应方面考虑？是否能使要除去的离子通过沉淀反应全部全部除除去？说明原因。去？说明原因。溶解度溶解度认识认识1 1：溶解度小于：溶解度小于0.01g0.01g的电解质称为难溶电解质，的电解质称为难溶电解质，溶解度尽管很小，但不会为溶解度尽管很小，但不

6、会为0 0。认识认识2 2：残留在溶液中的离子浓度小于：残留在溶液中的离子浓度小于1 11010-5-5molLmolL1 1, ,就认为反应完全了。就认为反应完全了。思考与交流二思考与交流二为什么医学上常用为什么医学上常用BaSOBaSO4 4作为内服造影作为内服造影剂剂“钡餐钡餐”，而不用，而不用BaCOBaCO3 3作为内服造作为内服造影剂影剂“钡餐钡餐”？思考与交流三思考与交流三 SO SO4 42- 2-不与不与H H+ +结合生成硫酸，胃酸中的结合生成硫酸，胃酸中的H H+ +对对BaSOBaSO4 4的的溶解平衡没有影响，溶解平衡没有影响，BaBa2+2+浓度保持在安全浓度标准下

7、，浓度保持在安全浓度标准下，所以用所以用BaSOBaSO4 4 作作“钡餐钡餐”. .难溶于水的难溶于水的BaCO3沉淀可以溶于盐酸中沉淀可以溶于盐酸中根据根据平衡移动平衡移动原理，对于难溶的电原理，对于难溶的电解质，如果能设法不断减少溶解平解质，如果能设法不断减少溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向淀溶解的方向移动移动，从而使沉淀溶，从而使沉淀溶解。解。锅炉水垢既会降低燃料的利用率锅炉水垢既会降低燃料的利用率, ,造造成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿命，造成安全隐患，因此要定期除去。命，造成安全隐患，因此要定期除去。水

8、垢中含有的水垢中含有的Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀如何清除？沉淀如何清除？思考与交流四思考与交流四3 3只试管中分别取只试管中分别取1mLMgCl1mLMgCl2 2溶液，加入溶液，加入1010滴滴NaOHNaOH溶液，再分别加入溶液，再分别加入1010滴盐酸、滴盐酸、氯化铵、蒸馏水，边滴边振荡，解释氯化铵、蒸馏水，边滴边振荡，解释原因原因。滴加试剂滴加试剂盐酸盐酸氯化铵氯化铵溶液溶液蒸馏水蒸馏水现象现象沉淀溶解沉淀溶解 沉淀溶解沉淀溶解无明显无明显现象现象实验现象实验现象探究实验探究实验3-33-3实验结论实验结论 MgMg（OHOH）2 2沉淀不仅能溶于盐酸，沉淀不仅能溶于盐酸，也能

9、被氯化铵溶解也能被氯化铵溶解Mg(OH)Mg(OH)2 2+2HCl = MgCl+2HCl = MgCl2 2+2H+2H2 2O O Mg(OH)Mg(OH)2 2+2NH+2NH4 4Cl= MgClCl= MgCl2 2+2NH+2NH3 3HH2 2O O反应的化学方程式：反应的化学方程式：2.2.沉淀的溶解沉淀的溶解 实质：沉淀溶解平衡的实质：沉淀溶解平衡的移动移动 常用方法：加酸、碱、盐等常用方法：加酸、碱、盐等探究实验探究实验3-43-4实验步骤：教材实验步骤：教材6464页页实验现象实验现象: :NaClNaCl和和AgNOAgNO3溶液溶液混合混合向所得固体向所得固体混合物

10、中滴混合物中滴加加KIKI溶液溶液向所得固体混向所得固体混合物中滴加合物中滴加NaNa2S S溶液溶液产生白色产生白色沉淀沉淀白色沉淀慢白色沉淀慢慢转化为黄慢转化为黄色沉淀色沉淀黄色沉淀慢慢黄色沉淀慢慢转化为黑色沉转化为黑色沉淀淀现象现象步骤步骤探究实验探究实验3-53-5实验步骤：教材实验步骤：教材6464页页实验现象实验现象: :向向MgClMgCl2 2溶液中滴溶液中滴加加NaOHNaOH向白色沉向白色沉淀中滴加淀中滴加e el l溶溶液液 静置静置产生白产生白色沉淀色沉淀产生产生红褐红褐色色沉淀沉淀步骤步骤现象现象上层为无色溶液上层为无色溶液下层为下层为红褐色红褐色沉沉淀淀难溶物难溶物

11、AgClAgClAgIAgIAgAg2 2S S溶解度溶解度/g/g1.51.510104 42.1 2.1 10107 71.31.310101616实验结论：溶解度小的沉淀可以转化溶实验结论：溶解度小的沉淀可以转化溶解度更小的沉淀解度更小的沉淀离子方程式为：离子方程式为：AgCl+IAgCl+I- - = AgI+Cl= AgI+Cl- -2AgI+S2AgI+S2- 2- = Ag= Ag2 2S+2IS+2I- -MgClMgCl2 2+2NaOH = Mg(OH)+2NaOH = Mg(OH)2 2+2NaCl+2NaCl3Mg(OH)3Mg(OH)2 2+2FeCl+2FeCl3

12、3 = 2Fe(OH)= 2Fe(OH)3 3+3MgCl+3MgCl2 2分析分析：AgNO3 3 AgCl(白色沉淀白色沉淀) AgI(黄色沉淀黄色沉淀) Ag2 2S(黑色沉淀黑色沉淀)NaClaqKIaqNa2 2Saq 3.3.沉淀的转化沉淀的转化实质：实质：沉淀溶解平衡的沉淀溶解平衡的移动移动一般规律：一般规律：溶解度小的沉淀可以转溶解度小的沉淀可以转化溶解度更小的沉淀化溶解度更小的沉淀, ,两种沉淀的两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易溶解度差别越大，沉淀转化越容易 如果将上述两个实验中的沉如果将上述两个实验中的沉淀生成和转化的操作步骤颠倒顺序，淀生成和转化的操作步骤颠倒顺序

13、，会产生什么结果？会产生什么结果？龋齿和含氟牙膏龋齿和含氟牙膏（1）牙齿中的矿物质存在形式）牙齿中的矿物质存在形式Ca5(PO4)3OH羟基磷灰石羟基磷灰石（2）存在的溶解平衡）存在的溶解平衡Ca5(PO4)3OH(S)5Ca2+(ag)+3PO43- (ag) +OH- (ag)（3）吃糖为何易出现龋齿？）吃糖为何易出现龋齿？（4）含氟牙膏的使用）含氟牙膏的使用5Ca2+ + 3PO43- + F-= Ca5（PO4）3F提示提示:糖在酶的糖在酶的作用下产生了作用下产生了一种有机弱酸一种有机弱酸锅炉水垢中还含有锅炉水垢中还含有CaSOCaSO4 4，难溶于，难溶于水和酸，如何清除？水和酸，如

14、何清除？难溶物难溶物CaSOCaSO4 4CaCOCaCO3 3溶解度溶解度/g/g 2.12.110101 11.5 1.5 10103 3思考与交流五思考与交流五锅炉中水垢中含有锅炉中水垢中含有CaSOCaSO4 4 ，可先用，可先用溶液处溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCOCaCO3 3。CaSO4 SO42- + Ca2+ +CO32-CaCO3CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2沉淀沉淀的转的转化应化应用：用： a. a.氟化物防治龋齿氟化物防治龋齿 b.b.锅炉除水垢锅炉除水垢 c.c.工业处理重晶石工业处理重晶石(BaSO(B

15、aSO4 4) ) (加入过量的加入过量的Na2 2CO3 3，难溶，难溶BaSO4 4的就转的就转化成化成BaCO3 3，然后用盐酸处理得到了易溶，然后用盐酸处理得到了易溶的钡盐）的钡盐）二、沉淀反应的应用二、沉淀反应的应用沉淀的生成沉淀的生成沉淀的溶解沉淀的溶解沉淀的转化沉淀的转化CaCO3 Ca2+ + CO32-+H2O+CO22HCO3- 溶洞的形成溶洞的形成 要除去要除去MgCl2酸性溶液中少量的酸性溶液中少量的FeCl3，不宜选用的试剂是（，不宜选用的试剂是（ ） A、MgO B、MgCO3 C、NaOH D、Mg(OH)2c练习练习拓展拓展 在相同浓度的在相同浓度的Cl-、Br

16、-、I- 的溶液中逐滴的溶液中逐滴加入加入AgNO3 溶液，最先沉淀的是溶液，最先沉淀的是 ，其次，其次是是 , 最后是最后是 。因为：因为：Ksp(AgI) Ksp(AgBr) Ksp(AgCl)AgBrAgClAgI试利用平衡移动原理解释下列事实：试利用平衡移动原理解释下列事实：(1)FeS(1)FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中不溶于水，但能溶于稀盐酸中(2)CaCO(2)CaCO3 3难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中(3)(3)分别用等体积的蒸馏水和分别用等体积的蒸馏水和0 0010mol/L010mol/L硫硫酸洗涤酸洗涤BaSOBaSO4 4沉淀，用水洗涤造成

17、沉淀，用水洗涤造成BaSOBaSO4 4的损的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量失量大于用稀硫酸洗涤的损失量利用沉淀转化原理，在工业废水的处利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用理过程中，常用FeS(s)FeS(s)、MnS(s)MnS(s)等难溶物等难溶物作为沉淀剂除去废水中的作为沉淀剂除去废水中的CuCu2+2+、HgHg2+2+、PbPb2+2+等重金属离子。写出等重金属离子。写出FeS(s)FeS(s)与废水中的与废水中的CuCu2+2+、HgHg2+2+、PbPb2+2+的反应离子方程式。的反应离子方程式。FeS+ CuFeS+ Cu2+2+ CuS+ FeCuS+ Fe2+2+

18、FeS+ HgFeS+ Hg2+2+ HgS+ FeHgS+ Fe2+2+FeS+ PbFeS+ Pb2+2+ PbS+ FePbS+ Fe2+2+谢谢 欢迎指导美丽的珊瑚礁美丽的珊瑚礁珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，可从周围的海水中获取可从周围的海水中获取CaCa2 2和和HCOHCO3 3- -，经反应形成石灰石外壳。，经反应形成石灰石外壳。珊瑚周围的藻类植物的生长会促珊瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸的产生，对珊瑚的形成贡进碳酸的产生，对珊瑚的形成贡献巨大。人口增长、人类大规模献巨大。人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他化学燃砍伐森林、燃烧煤和其他化学燃

19、料等因素导致空气中二氧化碳增料等因素导致空气中二氧化碳增多，使海水中二氧化碳浓度增大，多，使海水中二氧化碳浓度增大，干扰珊瑚的生长，甚至造成珊瑚干扰珊瑚的生长，甚至造成珊瑚虫的死亡。虫的死亡。溶洞中美丽的石笋、钟乳石溶洞中美丽的石笋、钟乳石和石柱是大自然创造的奇迹。和石柱是大自然创造的奇迹。石灰岩里不溶性的碳酸钙与石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为水及二氧化碳反应能转化为微溶性的碳酸氢钙。溶有碳微溶性的碳酸氢钙。溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向溶洞酸氢钙的水从溶洞顶向溶洞底滴落时，水分蒸发，二氧底滴落时，水分蒸发，二氧化碳压强减小化碳压强减小以及温度的变化都会使二氧以及温度的变化都会使

20、二氧化碳溶解度减小而析出碳酸化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉淀。这些沉淀经过千百钙沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。乳石、石笋等。CaCO3 Ca2+ + CO32-+H2O+CO22HCO3- 溶洞的形成溶洞的形成 2、沉淀的溶解、沉淀的溶解（1）原理）原理设法不断移去溶解平衡体系中的相应设法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，离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就能使沉淀溶解。就能使沉淀溶解。（2）举例）举例a 、难溶于水的盐溶于酸中、难溶于水的盐溶于酸中如：如：CaCO3溶于盐酸，溶于盐酸，FeS、Al(OH)3、Cu

21、(OH)2溶于强酸溶于强酸b 、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液如：如：Mg(OH)2溶于溶于NH4Cl溶液溶液思考与交流思考与交流用平衡移动的原理分析用平衡移动的原理分析Mg(OH)2溶于盐酸溶于盐酸和和NH4Cl溶液的原因溶液的原因解解释释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，平衡右移，从而使小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解溶解加入加入NH4Cl时，时，1、NH4直接结合直接结合OH,使使c(OH)减小，平衡减小，

22、平衡右移，从而使右移，从而使Mg(OH)2溶解溶解2、NH4水解，产生的水解，产生的H中和中和OH,使使c(OH)减小，平衡右移，从而使减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解溶解小结：难溶电解质溶解的规律小结：难溶电解质溶解的规律不断减小溶解平衡体系中的相应离子，不断减小溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解使沉淀溶解（1）沉淀转化的方法）沉淀转化的方法 对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。

23、（2）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。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度小的沉淀转化成溶解度更小更小的沉淀容易实现。的沉淀容易实现。（3）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的应用价值。沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。 锅炉除水垢锅炉除水垢锅炉中水垢中含有锅炉中水垢中含有CaSO4 ，可先用，可先用Na2CO3溶液溶液处理，使处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。CaSO4 SO42- + Ca2+ +CO32-CaCO3对一些自然现象的解释对一些自

24、然现象的解释资料：氟化物防治龋齿的化学原理资料：氟化物防治龋齿的化学原理 牙齿表面由一层硬的、组成为牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：物质保护着，它在唾液中存在下列平衡： Ca5(PO4)3OH（s） 5Ca2+3PO43-+OH- 进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是 。 已知已知Ca5(PO4)3F（s）的溶解度比上面的矿化产）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物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有

25、氟化物添加剂后能防止龋齿的原中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因因 。 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，加速腐蚀牙齿，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿 5Ca23PO43FCa5(PO4)3F 实验二实验二1. 1. 取取1mL1mL铬酸钾溶液加铬酸钾溶液加5 5滴硝酸银溶液，后滴硝酸银溶液，后滴加滴加1010滴氯化钠溶液。滴氯化钠溶液。2. 2. 先取先取1mL1mL氯化钠溶液加氯化钠溶液加5 5滴硝酸银溶液，滴硝酸银溶液，后滴加后滴加1010滴铬酸钾溶液。滴铬酸钾溶液。对比现象，得出结论。（以上溶液浓度均为对比现象，得出结论。（以上溶液浓度均为0.1mol/L)0.1mol/L)难溶物难溶物AgClAgClAgAg2 2CrOCrO4 4溶解度溶解度/g/g1.51.510104 42.82.810103 3 牙齿表面由一层硬的、组成为牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：物质保护着，它在唾液中存在下列平衡： Ca5(PO4)3OH（s） 5Ca2+3PO43-+OH- 进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是这