溶解平衡(修) 详细版课件

1、第4节:难溶电解质的溶解平衡第三章:水溶液中的离子平衡陕西商洛柞水县柞水溶洞 山东淄博博山溶洞 情景1 ： 当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗小朋友吃糖不刷牙易形成蛀牙又是什么原因 情 景 2 :复习 1、什么叫饱和溶液？什么叫不饱和溶液？ 一定温度下，不能再溶解溶质的溶液叫饱和 溶液。能继续溶解溶质的溶液叫不饱和溶液。 2、溶解性是指：_ 溶解性是物质的_性质。 溶解性大小跟 _有关,遵循相似相溶原理一种物质溶解在另一种物质中的能力。物理溶质、溶剂的性质固体物质的溶解度定

2、义：在一定温度下，某固态物质在100克溶剂 里,达到饱和状态时,所溶解的最大质量。叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度,通常用S表示.注意：条件：一定温度 标准：100克溶剂状态：饱和状态 单位：克（g) 任何物质的溶解都是有条件的，在一定的条件 下某物质的溶解量也是有限的，不存在无限 可溶解的物质。溶解度与溶解性的关系：20易溶物质可溶物质微溶物质难溶物质S10克S1克S0.01克小于0.01克-0.01g-1.0g-10g-S(g)难溶微溶可溶易溶实验探究 讨论: NaCl在水溶液里达到溶液平衡状态时有何特征？ 要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体，可采取什么措施？加热浓缩降温结晶在饱和Na

3、Cl溶液中加入浓盐酸探究实验解释: 在NaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡 NaCl(S) Na+(aq) + Cl-(aq) 加浓盐酸Cl- 的浓度增加,平衡向左移, NaCl析出现象: NaCl饱和溶液中析出固体可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？一、Ag和Cl的反应能进行到底吗？资料表3420时，溶解度：1.5*10- 4克,属于难溶问题讨论：1、当AgNO3与NaCl恰好完全反应生成难溶 AgCl时，溶液中是否含有Ag+和Cl-？ 2、难溶电解质的定义是什么？难溶物的溶解度是否为0？ 3、难溶电解质(如AgCl)是否存在溶解平衡？如何表示？ 有 习惯上

4、,将溶解度小于0.01克的电解质称为难溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0 Ag+Cl- 溶解 AgCl(s) Ag(aq) + Cl(aq) 沉淀一、 沉淀溶解平衡 一定温度下，沉淀溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，形成饱和溶液，固体的量和溶液中各离子的浓度保持不变的状态。注意：沉淀溶解平衡一定存在于饱和溶液中1、定义：2、表达式：AgCl(s) Ag(aq) + Cl(aq) 不表示 ：电离平衡状态 表示：一方面：少量的Ag+ 和Cl-脱离AgCl表面进入水中，另一方面：溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面的阴、阳离子的吸引回到AgCl的表面,两者处于平衡状态.3

5、、意义：溶解沉淀4、沉淀溶解平衡的特征(与化学平衡相似)逆、等、动、定、变5、离子在溶液中沉淀完全的理论标准：化学上通常认为：生成的难溶电解质的溶解度小于0.01g，或离子反应生成难溶电解质后，溶液中离子浓度小于1105mol/L时，认为反应完全，但实际上溶液中还有相应的极少量的离子。 、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。b、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。c、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。内因：电解质本身的性质 外因： a)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。c)外加酸，碱，盐等电解质可影响溶解平衡讨论总结：

6、对于平衡AgCl（S） Ag+(aq) + Cl-(aq) 若改变条件，对其有何影响改变条件平衡移动方向C（Ag+ ）C（Cl-）升 温加 水加AgCl（s）加NaCl（s）加NaI（s）加AgNO3(s) 不变 不变不移动 不变 不变 3）、试用平衡移动原理解释上述实验中发生的反应，填写下列空白：加入盐酸时，H中和OH-,使c(OH) ，平衡 移，从而使Mg(OH)2 ；加入NH4Cl时，由于NH4Cl电离出NH4与Mg(OH)2电离出OH-结合，生成了弱电解质 使c(OH) ，平衡 移，从而使Mg(OH)2 。减少右溶解NH3H2O减少右溶解龋齿的形成Ca5(PO4)3OH (s) 5Ca

7、2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq) KSP=2.510-59mol9L-9 牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡： 生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，羟基磷酸钙溶解，加速腐蚀牙齿 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?牙齿的保护 Ca5(PO4)3OH KSP=2.510-59mol9L-9Ca5(PO4)3F KSP=2.810-61mol9L-9Ca5(PO4)3F (s) 5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + F-(aq) 根据羟基磷灰石的平衡体系，你能想到用什

8、么方法保护牙齿？Ca5(PO4)3OH(s) OH-(aq) +3PO43- (aq) + 5Ca2+(aq) 含钾、钠、钙、镁等矿物质较多的食物，在体内的 最终代谢产物呈碱性。包括：豆腐、牛奶、芹菜、土豆、竹笋、香菇、胡萝卜、海带、绿豆、香蕉、西瓜、草莓以及大部分的蔬菜和水果 写出AgCl（s） Ag+(aq) + Cl-(aq) 的平衡常数表达式动 动 手固体浓度视为定值练:书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式 = c(Ag+)c(Cl) 、溶度积常数：（简称溶度积） （1）、定义 在一定温度下，难溶电解质形成沉淀溶解平衡状态时，饱和溶液中各离子浓度化学计量数次方的乘积;即:饱和溶液中有关

9、离子的物质的量浓度幂之积;用Ksp表示. Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关，与浓度无关。 试一试写出难溶物Ag2CrO4、 Fe(OH)3的溶度积表达式 Ksp （2）、溶度积的意义： 反映了难溶电解质在水中的溶解能力。同类型的 难溶电解质，在相同温度下，Ksp越大，溶解度就越大； 不同类型的难溶电解质，通过计算进行比较。几种难溶电解质在25时的溶解平衡和溶度积： AgCl(s) Ag+ + Cl- Ksp= Ag+Cl- = 1.810-10mol2L-2AgBr(s) Ag+ + Br- Ksp= Ag+Br- = 5.010-13mol2L-2AgI(s) Ag+ + I

10、- Ksp= Ag+I- = 8.310-17mol2L-2Mg(OH)2(s) Mg2+2OH- Ksp= Mg2+OH- 2 = 5.610-12mol3L-3相同类型的难溶电解质:如：Ksp (AgCl) （AgBr) Ksp (AgI)溶解度大小为： AgCl AgBr AgI电解质的Ksp越大，溶解度越大，越易溶。 平衡时：Kspc(Mn)mc(Am)n（4）、溶度积规则 任意时刻：Qc c(Mn)mc(Am)n 当: Qc Ksp 过饱和，析出沉淀， Qc Ksp 饱和，平衡状态 Qc Ksp 不饱和状态。 MmAn (s) mMn(aq) nAm(aq) （3）、表达式：练习：1

11、、在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中，加入 1mL 0.01mol/L AgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl Ksp=1.810-10) （ ） A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀 C.无法确定 D.有沉淀但不是AgClACBD 2、试用平衡移动原理解释下列事实 CaCO3不溶于水，但却能溶于稀盐酸中。3、石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2 OH (aq),加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（ ）A.Na2CO3溶液 B.AlCl3溶液 C.NaOH溶液 D.CaCl2溶液 A BCaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(

12、aq) +H+HCO3- H2CO3 H2O+CO2CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq) 课堂练习：1. 向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴入一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变成黑色，根据上述变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为 A.AgCl=AgI=Ag2SB.AgClAgIAg2SC.AgClAgIAg2SD.AgIAgClAg2S2. 下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是 A.反应开始时，溶液中各离子浓度相等 B沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等 C沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的

13、离子浓度相等，且保持不变 D沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解3、如果想要用沉淀法测定AgNO3溶液的浓度，下列沉淀剂中，效果最好的是()ANaCl溶液BNaBr溶液CNa2SO4溶液DNa2S溶液例:298K时硫酸钡的溶解度为1.0410-5molL-1，如果在0.010molL-1的硫酸钠溶液中的溶解度是多少？解：先求Ksp BaSO4Ba2+ + SO42- 1.0410-5 1.0410-5Ksp=Ba2+SO42- =1.0410-51.0410-5 =1.0810-10 求sNa2SO42Na+ + SO42-BaSO4 Ba2+ + SO42-初 0 0.

14、01平衡 s s+0.010.01Ksp=Ba2+SO42- =s0.01s=Ksp/0.01 =1.0810-10/0.01 =1.0810-8molL-1s0.01,即前面的近似是合理的。答：溶解度是1.0810-8molL-1。可见在溶液中离子的浓度不可能为零，我们通常当溶液中被沉淀离子浓度小于10-5molL-1时即可认为沉淀完全了。二、沉淀反应的应用1、沉淀的生成（1）应用：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除杂或提纯物质的重要方法之一。工业废水的处理工业废水硫化物等重金属离子（如Cu2+、Hg2+等）转化成沉淀（2）方法a 、调pH如：工业原料氯化铵中混有氯化铁

15、，加氨水调pH值至78b 、加沉淀剂：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂Cu2+S2=CuS Hg2+S2HgS c、同离子效应法,例如硫酸钡在硫酸中 的溶解度比在纯水中小。 d、氧化还原法硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。例：已知Fe3+在PH为3到4之间开始沉淀，在PH为7到8之间沉淀完全，而Fe2+,Cu2+在8到9之间开始沉淀,在11到12之间沉淀完全，CuCl2中混有少量Fe2+如何除去？答:先把Fe2+氧化成Fe3+，然后调PH至7到8使Fe3+转化为Fe(OH)3 沉淀，过滤除去沉淀。应选氧化剂：氯气，双氧水，氧气等（不引入杂质）调PH时应选试：氧

16、化铜，碳酸铜铜等（不引入杂质）供选氧化剂:硝酸.高锰酸钾.氯气.氧气.双氧水等调PH时供选试剂:氨水.氢氧化钠.氧化铜.碳酸铜思考与交流1、如果要除去某溶液中的SO42-，你 选择加 入钡盐还是钙盐？为什么？加入钡盐，因为BaSO4比CaSO4更难溶，使用钡盐可使SO42-沉淀更完全2、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？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部除去？说明原因。从溶解度方面可判断沉淀能否生成不可能使要除去的离子通过沉淀完全除去2、沉淀的溶解（1）原理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（2）举例a 、难溶于水的盐可溶于酸中如：CaCO

17、3溶于盐酸，FeS .Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸 试用平衡移动原理解释下列事实 CaCO3不溶于水，但却能溶于稀盐酸中。CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq) +H+HCO3- H2CO3 H2O+CO2CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq) b 、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液实验33（课本页）Mg(OH)2溶于盐酸或NH4Cl溶液现象： Mg(OH)2不溶于水，但溶于盐酸和 NH4Cl溶液思考与交流用平衡移动的原理分析Mg(OH)2溶于盐酸和NH4Cl溶液的原因解释:在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡： Mg(OH)2(s) Mg2(a

18、q)+2OH(aq)加入盐酸时，H中和OH-,使c(OH)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解加入NH4Cl时，1、NH4直接结合OH,使c(OH)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解2、NH4水解，产生的H中和OH,使c(OH)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解小结：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，平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解认知无盲区 (1)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，其次希望沉淀的反应进行得越完全越好。如除去钠盐溶液中的Mg2，应使用NaOH使之转化为溶解度较小的Mg(OH)2。 (2)不可能使要除去的

19、离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0105 molL1时，沉淀已经完全。 (3)溶解度较小的沉淀在一定条件下，也可以转化成溶解度较大的沉淀。练习点点清3(2013大庆铁人中学期末)下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是 ()AKsp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度B在氯化银的沉淀溶解平衡体系中，加入蒸馏水，氯化银的Ksp增大C在氯化银的沉淀溶解平衡体系中，加入碘化钾固体，氯化银沉淀可转化为碘化银沉淀D在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中，加入稀盐酸，溶解平衡不移动答案：C 2沉淀的溶解 当溶液中溶度积Qc小于Ksp时，沉淀可以溶解，其常用的方法有：

20、(1)酸碱溶解法：加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离子反应，降低离子浓度，使平衡向溶解的方向移动，如CaCO3可溶于盐酸。 (2)盐溶解法：加入盐溶液，与沉淀溶解平衡体系中某种离子反应生成弱电解质，从而减小离子浓度使沉淀溶解，如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。 (3)配位溶解法：加入适当的配合剂，与沉淀溶解平衡体系中的某种离子生成稳定的配合物，从而减小离子浓度使沉淀溶解，如AgCl溶于氨水。 (4)氧化还原法：通过发生氧化还原反应使平衡体系中的离子浓度降低，从而使沉淀溶解，如Ag2S溶于硝酸。3,沉淀的转化实验3-4（课本68页）AgNO3溶液+NaCl溶液，生成AgCl白色沉淀；再加NaB

21、r溶液，生成AgBr淡黄色沉淀；再加KI溶液，生成AgI黄色沉淀；再加Na2S溶液，生成Ag2S黑色沉淀实验3-5（课本68页）MgCl2溶液+NaOH溶液,生成Mg(OH)2白色沉淀；再加入FeCl3溶液，生成Fe(OH)3红褐色沉淀结论：由难溶性的沉淀，可以转化成更难溶的沉淀，即为沉淀的转化（实验34、35沉淀转化）步骤NaCl和AgNO3溶液混合向所得固体混合物中滴加KI溶液向新得固体混合物中滴加Na2S溶液现象有白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色黄色沉淀转化为黑色步骤向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液静置现象有白色沉淀析出白色沉淀变红褐色红褐色沉淀析出

22、溶液褪至无色思考:如果将上述两个实验中沉淀生成和转化的操作步骤颠倒顺序，会产生什么结果？沉淀不会转化。沉淀只是从溶解度小的向溶解度更小的方向转化沉淀的转化的实质：使溶液中的离子浓度更小沉淀转化的应用（1）锅炉除水垢（CaSO4）（2）一些自然现象的解释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。沉淀转化的方法:加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。锅炉中水垢中含有CaSO4 ，可先用Na2CO3溶液处理，使 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

23、演练冲关3要使工业废水中的Pb2沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2与这些离子形成的化合物的溶解度如下：由上述数据可知，沉淀剂最好选用 ()A硫化物B硫酸盐 C碳酸盐 D以上沉淀剂均可解析：沉淀工业废水中的Pb2时，生成沉淀的反应进行得越完全越好，由于PbS的溶解度最小，故选硫化物做为沉淀剂。答案：A化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.031041.811071.8410144已知常温下：Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2CrO4)1.91012，下列叙述正确的是 ()AAgCl在饱和NaCl溶液中的Ksp比在纯水中的Ksp小B向AgCl的悬浊液中加入

24、NaBr溶液，白色沉淀转化为浅黄色，说明Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)C将0.001 mol/L的AgNO3溶液滴入0.001 mol/L的KCl和0.001 mol/L的K2CrO4溶液中先产生Ag2CrO4沉淀D向AgCl的悬浊液中滴加浓氨水，沉淀溶解，说明AgCl的溶解平衡向右移动答案：D课堂练习1、下列说法中正确的是（ ） A.不溶于不的物质溶解度为0 B.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度为0 D.物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水B2、下列各组离子，在水溶液中能以较高浓度大量共存的是（ ） I ClO NO3 H K NH4 HCO3

25、OH SO42 SO32- Cl OH Fe3+ Cu2+ SO42 Cl H K Al O 2 HSO3 Ca2 Na SO42- CO32- AB CDB4为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是（ ）A、NaOH B、Na2CO3 C、氨水 D、MgO3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( )A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C溶液的PH不变D溶液中钙离子的物质的量减少.C DD3、以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属

26、离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相关性质是（ ） A.具有吸附性 B.溶解度与CuS、PbS、CdS等相同 C.溶解度大于CuS、PbS、CdS D.溶解度小于CuS、PbS、CdSC中学化学资料网 9、在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中，加入 1mL 0.01mol/L AgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl Ksp=1.810-10) （ ）A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀 C.无法确定 D.有沉淀但不是AgClAB金属离子KsppH(101 molL1)pH(105 m

27、olL1)Fe34.010382.73.7Cr36.010314.35.6Cu22.210204.76.7Ca24.010512.314.3四大平衡常数在高考中的应用 四大平衡常数是指化学平衡常数、弱电解质的电离平衡常数、水的离子积常数及难溶电解质的溶度积常数，这部分知识为新课标中的新增内容，在高考题中频繁现身，特别是化学平衡常数及溶度积常数的应用更是考试的热点内容。化学平衡常数(K)电离常数(Ka、Kb)水的离子积常数(KW)难溶电解质的溶度积常数(Ksp)概念在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数在一

28、定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离常数水或稀的水溶液中c(OH)与c(H)的乘积在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之乘积为一常数MmAn的饱和溶液：Kspcm(Mn)cn(Am) KWc(OH)c(H)表达式难溶电解质的溶度积常数(Ksp)水的离子积常数(KW)电离常数(Ka、Kb)化学平衡常数(K)只与难溶电解质的性质和温度有关只与温度有关，温度升高，KW增大只与温度有关，升温，K值增大只与温度有关影响因素难溶电解质的溶度积常数(Ksp)水的离子积常数(KW)电离常数(Ka、Kb)化学平衡

29、常数(K) 1化学平衡常数 (1)化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数。 若反应方向改变，则平衡常数改变。 若方程式中各物质的计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。 (2)在使用平衡常数时，要注意以下几点： 化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度是常数，在表达式中不再列入。 (1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_； (2)若反应温度升高，M的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)； (3)若反应

30、温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)4 molL1，c(N)a molL1；达到平衡后，c(P)2 molL1，a_； (4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)c(N)b molL1，达到平衡后，M的转化率为_。 2电离常数 (1)相同条件下，K值越大，表示该弱电解质越易电离，所对应的酸(碱)的酸性(碱性)相对越强。 (2)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1K2，故其酸性决定于第一步电离。 例2在25下，将a molL1的氨水与0.01 molL1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH)c(Cl)，则溶液显_性(填“酸”“碱”或“中”)；用含a的代数式表示NH3H2O的电离常数Kb_。 3水的离子积常数 (1)KW只与温度有关，温度升高，KW增