第四节-难溶电解质的溶解平衡.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,第一课时,讨论,:,(1),如何判断某,NaCl,溶液是否已经达到饱和？,实验：在饱和,NaCl,溶液中加入浓盐酸,观察。,(2),饱和的,NaCl,溶液中,NaCl,是否不再溶解了呢？,实验探究,(3)NaCl,能不能和盐酸反应,？,(4),要使,NaCl,饱和溶液中析出,NaCl,固体，还可以采取什么措施？,加热浓缩、降温、加入钠离子浓度更大的其它溶液,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,的反应真能进行到底吗？,思考与交流：阅读课本P61,62,我们知道，溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应发生的条件之一。例如，,AgNO,3,溶液与,NaCl,溶液混合，生成白色沉淀,AgCl,：,Ag,+,+Cl,-,=AgCl,，如果上述两种溶液是等物质的量浓度、等体积的，一般认为反应可以进行到底。,一、,Ag,和,Cl,的反应真能进行到底吗？,Ag,+Cl,=AgCl,讨论,1.,当,AgNO,3,与,NaCl,反应生成难溶,AgCl,时，溶液中是否含有,Ag,+,和,Cl,-,？,表,3,-,4,几种电解质的溶解度,(20),讨论,2.,谈谈你对酸、碱和盐的溶解度表中“溶”与“不溶”的理解。,大于,10g,，易溶,1g,10g,，可溶,0.01g,1g,，微溶,小于,0.01g,，难溶,20,时，溶解度：,3,、溶解平衡的特征,逆、等、动、定、变,4,、生成难溶电解质的离子反应的限度,难溶电解质的,溶解度小于,0.01g,，离子反应生成难溶电解质，,离子浓度小于,110,5,mol/L,时，认为反应完全，,但溶液中还有相应的离子。,1.,石灰乳中存在下列平衡：,Ca(OH),2,(s)Ca,2+,(aq)+2OH,-,(aq),，加入下列溶液，可使,Ca(OH),2,减少的是,A,、,Na,2,CO,3,溶液,B,、,AlCl,3,溶液,C,、,NaOH,溶液,D,、,CaCl,2,溶液,课堂练习,【,科学视野,】阅读P65 科学视野有关内容,5),溶度积,(,平衡常数,),K,sp,对于沉淀溶解平衡：（平衡时）,M,m,A,n,(s),mM,n,(aq),nA,m,(aq),K,sp,c(M,n,),m,c(A,m,),n,固体物质不列入平衡常数，上述反应的平衡常数为：,AgCl(s),Ag,+,(aq),+Cl,-,(aq),在一定温度下，,K,sp,是一个常数，称为,溶度积常数,，,简称溶度积。,Ag,2,CrO,4,(,s,),2,Ag,+,(aq)+CrO,4,2-,(aq),练习：写出下列物质达溶解平衡时的,溶度积常数,表达式,已知：,某温度时，,K,sp,(AgCl)=c(Ag,+,)c(Cl,),1.810,10,K,sp,(Ag,2,CrO,4,)=(Ag,+,),2,(CrO,4,2-,),1.110,12,试求：,（,1,）此温度下,AgCl,饱和溶液和,Ag,2,CrO,4,饱和溶液的物质的量浓度，并比较两者的大小。,（,2,）此温度下，在,0.010mo1,L,-1,的,AgNO,3,溶液中，,AgCl,与,Ag,2,CrO,4,分别能达到的最大物质的量浓度，并比较两者的大小。,1.1,10,-8,6.5,10,-5,1.1,10,-12,Ag,2,CrO,4,1.8,10,-8,1.3,10,-5,1.8,10,-10,AgCl,0.010AgNO,3,中溶解度 mol,L,-1,饱和溶液的物质的量浓度,mol,L,-1,溶度积,K,sp,对相同类型的难溶电解质溶度积大，溶解度就大，可直接比较。,(2),对不同类型的难溶电解质不能认为溶度积大，溶解度也大。,注意：,对于沉淀溶解平衡：（平衡时）,M,m,A,n,(s),mM,n,(aq),nA,m,(aq),K,sp,c(M,n,),m,c(A,m,),n,若任意时刻有：,Q,c,c(M,n,),m,c(A,m,),n,则有：,Q,c,K,sp,过饱和，析出沉淀，,Q,c,K,sp,饱和，平衡状态,Q,c,K,sp,未饱和。,练,：在,100mL 0.01mol/LKCl,溶液中，加入,1mL 0.01mol/L AgNO,3,溶液，下列说法正确的是,(AgCl K,sp,=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,第二课时,沉淀反应的应用,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。,（,2,）方法,a,、调,pH,值,如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调,pH,值至,7,8,Fe,3,+3NH,3,H,2,O=Fe(OH),3,+3NH,4,b,、加沉淀剂：如沉淀,Cu,2+,、,Hg,2+,等，以,Na,2,S,、,H,2,S,做沉淀剂,Cu,2,+S,2,=CuS Hg,2,+S,2,HgS,c,、同离子效应法,d,、氧化还原法,【,说明,】,(1),沉淀剂的选择：要求除去溶液中的某种离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去。,(2),形成沉淀和沉淀完全的条件：由于难溶电解质溶解平衡的存在，在合理选用沉淀剂的同时，有时还要考虑溶液的,pH,和温度的调控。,(3),通过氧化还原反应等方式改变某离子的存在形式，促使其转变为溶解度更小的难电解质以便分离出去,同,离子效应,在难溶电解质的饱和溶液中，加入含有,相同离子的强电解质，而使难溶电解质溶解,度降低的现象叫,同离子效应,。,思考与交流,1,、如果要除去某溶液中的,SO,4,2-,，你选择加 入钡盐还是钙盐？为什么？,加入钡盐，因为,BaSO,4,比,CaSO,4,更难溶，使用钡盐可使,SO,4,2-,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,、难溶于水的盐溶于酸中,如：,CaCO,3,溶于盐酸，,FeS,、,Al(OH),3,、,Cu(OH),2,溶于强酸,CaCO,3,Ca,2+,+CO,3,2-,+H,+,HCO,3,-,H,2,CO,3,H,2,O+CO,2,思考：为什么医学上常用,BaSO,4,作为内服造影剂“钡餐”，而不用,BaCO,3,作为内服造影剂“钡餐”,?,BaSO,4,和,BaCO,3,的沉淀溶解平衡分别为：,BaSO,4,Ba,2+,+SO,4,2-,K,sp,=1.110,-10,mol,2,L,-2,BaCO,3,Ba,2+,+CO,3,2-,K,sp,=5.110,-9,mol,2,L,-2,由于人体内胃酸的酸性较强,(pH0.9-1.5),，如果服下,BaCO,3,胃,酸会与,CO,3,2-,反应生成,CO,2,和水，使,CO,3,2-,离子浓度降低，使,Q,c,K,sp,，使,BaCO,3,的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的,Ba,2+,浓度增大而引起人体中毒。,BaCO,3,Ba,2+,+CO,3,2-,+,H,+,CO,2,+H,2,O,所以，不能用,BaCO,3,作,为内服造影剂“钡餐”。,而,SO,4,2-,不与,H,+,结合生成硫酸，胃酸中的,H,+,对,BaSO,4,的溶解平衡没有影响，,Ba,2+,浓度保持在安全浓度标准下，所以用,BaSO,4,作“钡餐”。,b,、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液,思考与交流,用平衡移动的原理分析,Mg(OH),2,溶于盐酸和,NH,4,Cl,溶液的原因,【,教师指导学生完成试验,3-3,】,固体无明显溶解现象,迅速溶解,逐渐溶解,解释,在溶液中存在,Mg(OH),2,的溶解平衡：,Mg(OH),2,(s),Mg,2,(aq)+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,NH,4,Cl,时，,NH,4,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,思考：,某学生在制得的,Mg(OH),2,沉淀中加入浓的,CH,3,COONH,4,溶液，结果沉淀也完全溶解。试解释之。,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,(3),方法,加入足量的水,使沉淀转化为气体,使沉淀转化为弱电解质,氧化还原法,(,),适用于具有明显氧化性或还原性的难溶物,使沉淀转化为配合物,AgCl,Ag,Cl,（,AgCl,加氨水生成银氨离子可溶）,使沉淀转化为其他沉淀,【练习,1,】为除去,MgCl,2,溶液中的,FeCl,3,，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是 （）,A,、,NaOH B,、,Na,2,CO,3,C,、氨水,D,、,MgO,D,【练习,2,】试用平衡移动原理解释下列事实,1)FeS,不溶于水，但却能溶于稀盐酸中。,2)CaCO,3,难溶于稀硫酸，但却能溶于醋酸中。,3),分别用等体积的蒸馏水和,0.010mol/L,硫酸洗涤,BaSO,4,沉淀，用水洗涤造成的,BaSO,4,的损失量大于用稀硫酸洗涤造成的损失量。,3,、沉淀的转化,【,教师指导学生完成试验,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,【,教师指导学生完成试验,3-5,】,有白色沉淀析出,白色沉淀变红褐色,红褐色沉淀析出溶液褪至无色,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,（实验,3,4,、,3,5,沉淀转化）,1,、沉淀的转化的,实质,：,使溶液中的离子浓度更小,3,、沉淀转化的,应用,（,1,）锅炉除水垢,（,CaSO,4,）,（,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。,2,、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。,【练习,3,】将,AgNO,3,溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都会出现不同颜色的沉淀，沉淀的颜色变化是,_,_,_,_,_ _,_,。出现这种颜色变化的原因是：,。,【练习4】,牙齿表面由一层硬的、组成为Ca,5,(PO,4,),3,OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca,5,(PO,4,),3,OH（s）=5Ca,2+,+3PO,4,3-,+OH,-,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,。已知Ca,5,(PO,4,),3,F（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,。,【小结】：,沉淀的生成、溶解、转化本质上都是沉淀溶解平衡的移动问题，其基本依据主要有：,浓度：加水，平衡向溶解方向移动。,温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。,加入相同离子，平衡向沉淀方向移动。,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。,例：重晶石不溶于水，也不溶于酸，且溶解度小于,BaCO,3,的溶解度，但在实际生产中，常用重晶石（,BaSO,4,）为原料制备其它钡化合物，例如通常用饱和,Na,2,CO,3,溶液处理却可使,BaSO,4,转化为溶解度较大且可溶于盐酸、硝酸的,BaCO,3,，处理方法是，在饱和,Na,2,CO,3,溶液中加入,BaSO,4,，搅拌，静置，移走上层清液，再加饱和,Na,2,CO,3,溶液，如此多次重复，可使大部分,BaSO,4,转化为,BaCO,3,，如果加入盐酸，可使,BaCO,3,转变成可溶的氯化钡。,（,1,）反应的一般规律通常都是向生成更难溶的沉淀的方向，为什么这里生成的是溶解度更大些的,BaCO,3,？请运用相关原理作一说明。,（,2,）上层清液是什么,?,写出有关的化学反应方程式。,（,1,）把,BaSO,4,加入饱和,Na,2,CO,3,溶液中，虽然,Ba,2+,浓度低，但,C0,3,2-,浓度高，可以使离子积大于其溶度积，从而使,BaCO,3,沉淀析出。（,2,）上层清液是,Na,2,SO,4,溶液。,BaSO,4,+Na,2,CO,3,=BaCO,3,+Na,2,SO,4,练:,氢氧化钙的溶解度较小，20时，每100g水中仅溶解0.165g。20时，在烧杯中放入7.40gCa(OH),2,固体，加水100g，经充分搅拌后，所得饱和溶液的体积为100mL，计算溶液中的OH,-,的物质的量浓度。在的烧杯中，需要加入多少升0.1mol/L的Na,2,CO,3,溶液，才能使沉淀全部转为CaCO,3,，并使原溶液中的c(Ca,2+,)降至0.01mol/L？,0.0446mol/L0.9L,已知：,K,sp,(AgCl)=c(Ag,+,)c(Cl,-,)=1.8,10,-10,K,sp,(Ag,2,CrO,4,)=c(Ag,+,),2,c(CrO,4,2-,)=1.9,10,-12,现有,0.001,mol,/,L,AgNO,3,溶液滴定,0.001,mol,/,L,KCl,和,0.001,mol,/,L,的,K,2,CrO,4,的混和溶液，试通过计算回答：,(1)Cl,-,和,CrO,4,2-,中哪种先沉淀,?,(2),当,CrO,4,2-,以,Ag,2,CrO,4,形式沉淀时，溶液中的,Cl,-,离子浓度是多少,?CrO,4,2-,与,Cl,-,能否达到有效的分离,?(,设当一种离子开始沉淀时，另一种离子浓度小于,10,-5,mol/L,时，则认为可以达到有效分离,),（,1,）,AgCl,饱和所需,Ag,+,浓度,c,(Ag,+,),1,=1.8,10,-7,mol/L,Ag,2,CrO,4,饱和所需,Ag,+,浓度,c,(Ag,+,),2,=4.36,10,-5,mol/L,c(Ag,+,),1,c(Ag,+,),2,，,Cl,-,先沉淀。,（,2,）,Ag,2,CrO,4,开始沉淀时,c,Cl,-,=4.13,10,-6,10,-5,，所以能有效地,分离。,某二元酸（化学式用,H,2,B,表示）在水中的电离方程式是：,H,2,B=H,+,+HB,HB,H,+,+B,2,回答下列问题：,（,1,）,Na,2,B,溶液显,_,（填“酸性”，“中性”，或“碱性”）。理由是,_,（用离子方程式表示）。,（,2,）在,0.1 mol/L,的,Na,2,B,溶液中，下列粒子浓度关系式正确的是,_,。,A,c,(B,2,)+,c,(HB,)+,c,(H,2,B)=0.1 mol/L,B,c,(Na,+,)+,c,(OH,)=,c,(H,+,)+,c,(HB,),C,c,(Na,+,)+,c,(H,+,)=,c,(OH,)+,c,(HB,)+2,c,(B,2,),D,c,(Na,+,)=2,c,(B,2,)+2,c,(HB,),（,3,）已知,0.1 mol/L NaHB,溶液的,pH=2,，则,0.1 mol/LH,2,B,溶液中氢离子的物质的量浓度可能是,_0.11 mol/L,（填“,”,，或“,=”,），理由是：,_,_,_,。,（,4,）,0.1 mol/L NaHB,溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是,_,。,碱性,B,2-,+H,2,O HB,-,+OH,-,CD,c(HB,-,)c(H,+,)c(B,2-,)c(OH,-,),实验室有甲、乙两瓶无色溶液，其中一瓶是稀盐酸，另一瓶是碳酸钠溶液。为测定甲、乙两瓶溶液的成分及物质的量浓度，进行以下实验：,取,25mL,甲溶液，向其中缓慢滴入乙溶液,15mL,，共收集到,224mL,（标准状况）气体。,取,15mL,乙溶液，向其中缓慢滴入甲溶液,25mL,，共收集到,112mL,（标准状况）气体。,（,1,）判断：甲是,溶液，乙是,溶液；,（,2,）甲溶液的物质的量浓度为,_,mol/L,，乙溶液的物质的量浓度为,mol/L,（,3,）将,n,mL,甲溶液与等体积乙溶液按上述两种实验方式进行反应，所产生气体体积为,V,mL(,标准状况下,),，则,V,的取值范围是,。,HCl,Na,2,CO,3,0.8,1,0,，,8.96n,双指示剂法可用来测定,NaOH,、,NaHCO,3,、,Na,2,CO,3,中的一种或两种物质组成的混合物的含量。具体做法是：先向待测液中加入酚酞，用标准盐酸滴定，当,NaOH,或,Na,2,CO,3,被转化为,NaCl,或,NaHCO,3,时，酚酞由红色褪为无色，消耗,V,1,mL,的盐酸；然后滴加甲基橙，继续用标准盐酸滴定。当,NaHCO,3,转化为,NaCl,时，溶液由黄色变为橙色，消耗,V,2,ml,盐酸。试根据下表给出,V,1,、,V,2,数值范围，判断原混合物的成分,(,用化学式表示,),：,NaHCO,3,NaOH,Na,2,CO,3,Na,2,CO,3,NaHCO,3,NaOH,Na,2,CO,3,现有下列两组溶液,(),组：,0.1mol/L,的醋酸和盐酸；,(),组：,pH,值,=11,的氨水和氢氧化钠溶液。,若将它们加水稀释相同的倍数，试比较,(),组和,(),组中两溶液,pH,值的大小：,(),组,；,(),组,。,若将它们稀释成相同的,pH,值，试比较,(),组和,(),组溶液稀释倍数大小：,(),组,；,(),组,现有两瓶,pH,值相同醋酸和盐酸，试用最简便的实验将其区别开来,:,。,硫酸和盐酸的混合溶液,20ml,，加入,0.05mol/L,的,Ba(OH),2,溶液时，生成,BaSO,4,沉淀量及溶液,pH,发生变化如图所示,(1),开始时混合溶液中硫酸与盐酸的物质量浓度各是多少？,(2),在,A,点溶液的,pH,是多少？,