人教版高中化学选修四《难溶电解质的溶解平衡》课件

第四单元 难溶电解质的溶解平衡,授课人：熊超,（一） 溶解平衡的建立,教材:88表3-14,几种电解质的溶解度（20）,难溶物不溶于水吗？,德国化学家维特在1905年就提出：“从严格的科学意义上来说，不溶物是不存在的，即使最顽固抗水的物质也不是不溶的。,溶是绝对的，不溶是相对的,如何理解书后所附溶解性表中说“溶”与“不溶”呢?,回顾：固体物质的溶解度,定义：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质量。叫做这 种物质种物质在这种溶剂里的溶解度。,任何物质的溶解是有条件的，在一定的条 件下某物质的溶解量一般是有限的。(例如：氯化钠的酒精溶液）,溶解度与溶解性的关系：20,10,易溶,可溶,1,微溶,0.01,难溶,S /g,向饱和NaCl溶液中,加入浓盐酸.,析出大量白色沉淀。,观察实验现象,探究实验:,问题1： 加入浓盐酸之前为什么饱和氯化钠溶液中没有晶体析出？,加入浓盐酸，使Cl- 的浓度增加,平衡向逆向移动, 有NaCl结晶析出。,例如：等物质的量浓度、等体积的AgNO3与NaCl溶液混合沉淀后，上层清液中是否含有Ag+和Cl-？,有。溶解度尽管很小，但不等于0,仍有少量溶解。形成饱和溶液。达到溶解平衡状态。,Cl-+ Ag+AgCl,类比分析,课本61页思考交流2,一定温度下，当v(溶解)v(沉淀)时， 得到饱和AgCl溶液，即建立了沉淀溶解平衡。,问题3:AgCl的沉淀溶解平衡是如何建立的？,自主建构,结论： 在电解质的溶液中，不管是易溶的，微溶的，还是难溶的电解质都存在着溶解平衡。易溶电解质与难溶电解质只是溶解度不同，其沉淀溶解平衡的建立过程并没有本质区别。,2、特征：,1.概念：一定条件下的饱和溶液中，难溶电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。 （也叫沉淀溶解平衡）,逆、动、等、定、变,归纳总结突出重点,（二）难溶电解质的溶解平衡,书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式,表达式书写,（注意区别电离方程式）,问题4在以前的学习中我们会认为等物质的量的Cl-和Ag+会反应完全，那么通过今天的学习，你对该反应有新的认识吗？,认知提升：转化思维角度 1、有沉淀生成的离子反应其实质就是难溶电解质建立沉淀溶解平衡的过程 2、 有难溶电解质生成的离子反应不可能进行完全， 离子之间恰好完全反应是一种近似的认为。,知识加引申，促进对反应本质的理解,（当一种离子浓度小于110-5mol/L时认为沉淀完全。）,3、影响难溶电解质溶解平衡的因素：,沉淀 离子,提供的化学试剂及用品： Mg(OH)2悬浊液、NH4Cl溶液、CH3COONH4溶液、FeCl3溶液、蒸馏水、盐酸； 试管、胶头滴管、酒精灯。,改变哪些条件可以使Mg(OH)2沉淀溶解?,试用所学知识推测并解释有何现象。,第一组：加水和升温,原因：根据溶质和溶剂的关系，加水应该促进溶解。平衡正向移动。但溶解度太小，必须加入大量的水才能看到明显的溶解,（20） Mg(OH)2溶解度910-4g （25） Mg(OH)2溶解度9.5710-4g,现象：均不明显,思考与交流,第二组：加氯化铵溶液,加氯化铵溶液Mg(OH)2溶解，平衡正向移动。原因：减少溶液中的离子浓度，平衡正向移动。,但是对于氯化铵溶液减少离子浓度的原因有分歧。,Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq),甲: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.,Mg(OH)2(s) Mg2+ (aq)+2OH-(aq),乙： NH4和OH反应,使C(OH)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解.,+ 2H+,2H2O,加入NH4Cl溶液，白色沉淀逐渐溶解。,加入醋酸铵溶液，白色沉淀同样溶解。,+ 2H+,思考与交流,第三组：加入FeCl3溶液有红褐色沉淀生成。,原因：Fe3+离子结合OH-生成更难溶解的电解质，平衡正向移动,20, Mg(OH)2溶解度910-4g Fe(OH)3溶解度310-9g,加入一定浓度的FeCl3溶液,沉淀可以从溶解度小向溶解度更小的方向转化，两者差别越大，转化越容易。,3Mg(OH)2 + 2FeCl3 = 2 Fe(OH)3 + 3MgCl2,沉淀的转化实质是沉淀溶解平衡的移动（新知识）,影响难溶电解质溶解平衡的因素：,(2)外因：,其它条件不变,升温,多数平衡向溶解方向移动。,其它条件不变，加水，平衡向溶解方向移动。,其它条件不变，减小溶解平衡体系中的相应离子浓度，平衡就向溶解的方向移动，从而使沉淀溶解。,其它条件不变，增大溶解平衡体系中的相应离子浓度，平衡就向沉淀的方向移动，从而使沉淀生成。,（1）内因：难溶电解质本身的溶解度也不同,特例： Ca(OH)2,讨论：在AgCl饱和溶液中，尚有AgCl固体存在，当分别向溶液中加入下列物质，将如何变化？ 【AgCl（S） Ag+(aq) + Cl-(aq) 】, , 不变 不变,不移动 不变 不变, , , ,练习,练习：,把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)，下列叙述正确的是（） A给溶液加热，溶液的pH升高 B恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高 C向溶液中加入Na2CO3溶液，则其中的 Ca（OH）2的固体增多 D向溶液中加入少量的NaOH固体，则其中的 Ca（OH）2的固体增多,D,第三章 水溶液中的离子平衡,第四节 难溶电解质的溶解平衡 （第二课时）,（四）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。,（2）生成沉淀的方法, 调pH值,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 pH值至78，可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。,Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4, 加沉淀剂 如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂,Cu2+S2= CuS Hg2+S2= HgS,课本P63 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。,从溶解度是否足够小考虑；选择合适的沉淀剂不断破坏溶解平衡使平衡向生成沉淀的方向移动。但不可能使要除去的离子通过沉淀完全除去，一般认为，当欲除去的离子浓度小于110-5mol /L 时，沉淀基本完全。,2. 沉淀的溶解 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，就达到使沉淀溶解的目的。 例：CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq),HCO3-,+H+,+H+,H2CO3,H2O + CO2,强酸是常用的溶解难溶电解质的试剂。如可溶解难溶氢氧化物，难溶碳酸盐、某些难溶硫化物等。除酸外，某些盐溶液也可用来溶解沉淀。,固体无明显溶解现象，溶液变浅红,迅速溶解,逐渐溶解,Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O,Mg(OH)2 + 2NH4Cl MgCl2 + 2NH3H2O,有红褐色沉淀生成,说明溶解,回顾影响因素中：氢氧化镁沉淀的溶解,思考：白色的氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后，为什么会有红褐色沉淀生成？,Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq),3、沉淀的转化,3Mg(OH)2 + 2FeCl3 = 2 Fe(OH)3 + 3MgCl2,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3-5】,【实验3-4】,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,AgCl,AgI,Ag2S,（注意用量）,沉淀的转化示意图,KI = I- + K+,+,AgI(s),s(AgCl)=1.510-4g,s(AgI)=3.710-7g,s(Ag2S)=1.310-16g,沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。,沉淀转化的实质 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。 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。,CaSO4 SO42 + Ca2,+ CO32,CaCO3,应用1：锅炉除水垢：P64 锅炉的水垢中含有CaSO4 ，可先用Na2CO3溶液处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。,应用2：一些自然现象的解释,CaCO3 Ca2+ + CO32-,2HCO3-,由于石灰岩层各部分含石灰质多少不同，被侵蚀的程度不同，就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞，由此形成的地貌一般称为喀斯特地貌。,将BaSO4在Na2SO4溶液中制成糊状物，加入硫酸钠使硫酸根离子浓度增大，使平衡向沉淀方向移动，硫酸钡在硫酸钠中的溶解度非常小，对患者没有任何危险。,学以致用,1、钡粥安全吗？,胃透时喝的钡餐为什么只能是硫酸钡不能是碳酸钡？钡粥对患者有无危险？怎样做更安全？ (BaSO4溶解度2.410-4g,Ba2+在体内达0.13-0.2g使人中毒）,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： Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+3PO43-+OH- 1、 进食后，细菌和酶作用于甜味食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是_ 2、 已知Ca5(PO4)3F(s)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加剂后能防止龋齿的原因 3、为防止蛀牙在生活中应注意 ( ).,蛀牙及其防治,少吃甜食，饭后刷牙，使用含氟牙膏，适当补钙。,学以致用,1、定义：在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时。其离子浓度幂的乘积为一个常数，称之为溶度积常数,简称溶度积，用Ksp表示。,（三）溶度积常数( Ksp ),注意： 书写溶度积表达式时不考虑固体的浓度 溶度积常数有单位,第三课时,溶液过饱和，有沉淀析出,溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态,溶液未饱和，可继续溶解该难溶电解质,溶液中有关离子浓度幂的乘积离子积QC,2、溶度积规则,溶液过饱和 ，有沉淀生成,处于沉淀溶解平衡,溶液不饱和，若加入固体将溶解,在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中，加入 1mL 0.01mol/LAgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl 的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AgCl,A,c(Cl-)=(0.010.1) 0.101 = 9.910-3mol/L,c(Ag+)=(0.010.001) 0.101 = 9.910-5mol/L,Qc =9.910-39.910-5 = 9.810-7 Ksp,练习,3、影响Ksp的因素,难溶电解质本身的性质和温度,温度：升温，多数平衡向溶解方向移动， Ksp 增大。,写出下列难溶物的溶度积表达式,Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力.一定的温度下，相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶解,4、溶度积Ksp的物理意义,练习、下列情况下，有无CaCO3沉淀生成？ （Ksp,CaCO3=4.96 10-9） （1）往盛有1.0 L纯水中加入0.1 mL浓度为0.01 mol /L 的CaCl2和Na2CO3； （2）改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0 mol/L呢？,C(C