第八章-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,*,*,*,【,考纲点击,】,1,了解难溶电解质的溶解平衡,2,了解难溶电解质的沉淀转化的本质,【,考情播报,】,1,结合图象考查溶解平衡的建立、溶度积常数的,应用,2,根据物质的溶解性分析判断难溶电解质的溶解,和转化,3,沉淀反应在生产、科研、环保等领域,中的应用,.,1,建立,2,特征,(1),逆：可逆过程,(,离子间生成难溶电解质的反应不能完全,进行到底,),(2),动：动态平衡，溶解的速率和沉淀的速率并不为,0.,(3),等：,v,溶解,v,沉淀,(4),定：达到平衡时，,、,不变,(5),变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达到,新的平衡状态,固体质量,离子浓度,3,电解质在水中的溶解度,20,时电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：,溶解性,难溶,微溶,可溶,易溶,S,的范围,S,S,S,S,0.01g,0.01g,1g,1g,10g,10g,4,溶度积常数,(1),溶度积常数,对于溶解平衡：,A,m,B,n,(s,),m,A,n,(,aq,),n,B,m,(,aq,),，,K,sp,，与其他平衡一样，,K,sp,仅,受,的影响,c,(A,n,),m,c,(B,m,),n,温度,(2),溶度积规则,某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度幂的乘积,称为离子积，用,Q,c,表示,当,Q,c,K,sp,时，溶液不饱和，无沉淀析出，需加入该难,溶电解质直至饱和；,当,Q,c,K,sp,时，溶液达饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；,当,Q,c,K,sp,时，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，,达到新的平衡,四种动态平衡的比较,比较项目,化学平衡,电离平衡,水解平衡,沉淀溶解平衡,平衡特征,逆、动、等、定、变,v,正,v,逆,v,电离,v,结合,v,水解,v,中和,v,沉淀,v,溶解,举例,N,2,(g),3H,2,(g),2NH,3,(g),CH,3,COOH,CH,3,COO,H,H,2,O,OH,AgCl(s,)Ag,(,aq,),Cl,(,aq,),比较项目,化学平衡,电离平衡,水解平衡,沉淀溶解平衡,存在条件,一定条件下的可逆反应,一定条件下弱电解质的水溶液,一定条件下含,“,弱,”,的盐溶液中,一定条件下,(,微溶、难溶,),盐的饱和溶液中,影响因素,温度,浓度,压强,温度,浓度,同离子酸、碱、盐和化学反应,温度,浓度,外加电解质和化学反应,温度,浓度,酸、碱、盐,比较项目,化学平衡,电离平衡,水解平衡,沉淀溶解平衡,平衡限度,平衡常数,K,、,K,a,(,K,b,),、,K,h,、,K,sp,以及转化率或电离度,平衡移动,的判据,勒夏特列原理,溶解平衡与弱电解质电离平衡的区别,(1),从物质类别看，难溶电解质可以是强电解质，也可以是,弱电解质,(,如,BaSO,4,是强电解质，而,Al(OH),3,是弱电解质,),，,而难电离物质只能是弱电解质,(2),从变化的过程来看，溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶,解的溶质之间形成沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡,则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的,转化达到平衡状态,1,(2010,海安模拟,),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,解析：,A,中反应开始时，各离子浓度与平衡没有必然的联系；,B,中,v,沉淀,v,溶解,符合平衡特征；,C,中沉淀溶解平衡时，离子浓度保持不变，但不一定相等；,D,中再加入该沉淀物，平衡不发生移动,答案：,B,1,沉淀的生成,(1),调节,pH,法,如除去,NH,4,Cl,溶液中的,FeCl,3,杂质，可加入氨水调节,pH,至,7,8,，离子方程式为：,.,(2),沉淀剂法,如用,H,2,S,沉淀,Cu,2,，离子方程式为：,.,Fe,3,3NH,3,H,2,O,=,Fe(OH),3,H,2,S,Cu,2,=,CuS,2H,2,沉淀的溶解,(1),酸溶解法,如,CaCO,3,溶于盐酸，离子方程式为：,.,(2),盐溶液溶解法,如,Mg(OH),2,溶于,NH,4,Cl,溶液：,CaCO,3,2H,=,Ca,2,CO,2,H,2,O,(3),氧化还原溶解法,如不溶于盐酸的硫化物,Ag,2,S,溶于稀,HNO,3,，离子方程式为：,.,(4),配位溶解法,如,AgCl,溶于氨水，离子方程式为：,.,3Ag,2,S,8H,=,6Ag,3S,2NO,4H,2,O,AgCl,2NH,3,H,2,O,=,Cl,2H,2,O,3,沉淀的转化,(1),实质：,的移动,(,沉淀的溶解度差,别,，越容易转化,),(2),应用：锅炉除垢、矿物转化等,难溶电解质溶解平衡,越大,沉淀溶解平衡的影响因素及应用,1,影响因素,(1),内因：难溶物质本身性质，这是主要决定因素,(2),外因,浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但,K,sp,不变,温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，,平衡向溶解方向移动，,K,sp,增大,其他：向平衡体系中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时，平衡向溶解方向,移动，但,K,sp,不变,2,应用,(1),沉淀的溶解与生成,沉淀的生成,在难溶电解质的溶液中，当,Q,c,K,sp,时，就会生成沉淀据,此，加入沉淀剂而析出沉淀，是分离、除杂常用的方,法如以,Na,2,S,、,H,2,S,等作沉淀剂，使,Cu,2,、,Hg,2,等生成极,难溶的硫化物,CuS,、,HgS,等沉淀,沉淀的溶解,当,Q,c,K,sp,时，就会使沉淀溶解,加入酸、碱或氧化剂、还原剂或适当的配合剂与溶解平衡体系中的相应离子反应，降低离子浓度，使平衡向溶解方向移动,(2),沉淀的转化,沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动一般说来，,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现,如,MgCO,3,在水中加热时转化为溶解度较小的,Mg(OH),2,：,MgCO,3,H,2,O,=,Mg(OH),2,CO,2,.,(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；其次希望沉淀生成的反应进行得,越完全越好如要除去溶液中的,Mg,2,，应使用,NaOH,等使之转化为溶解度较小的,Mg(OH),2,.,(2),不可能使要除去的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,110,5,mol/L,时，沉淀,已经完全,2,下表是五种银盐的溶度积常数,(25),：,化学式,AgCl,Ag,2,SO,4,Ag,2,S,AgBr,AgI,溶度积,1.810,10,1.410,5,6.310,50,5.410,13,8.310,17,下列说法不正确的是,(,),A,五种物质在常温下溶解度最大的是,Ag,2,SO,4,B,将氯化银溶解于水后，向其中加入,Na,2,S,，则可以生成,黑色沉淀,C,对于氯化银、溴化银和碘化银三种物质在常温下的溶,解度随着氯、溴、碘的顺序增大,D,沉淀溶解平衡的建立是有条件的，外界条件改变时，,平衡也会发生移动,.,解析：,由表知,A,正确；因为,Ag,2,S,的,K,sp,小于,AgCl,，,B,正确；由表中溶度积知，,AgCl,、,AgBr,、,AgI,的溶解度在常温时依次减小；由平衡移动理论知,D,正确,答案：,C,3,向,5,mL,NaCl,溶液中滴入一滴,AgNO,3,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,Na,2,S,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,Ag,2,S,B,AgCl,AgI,Ag,2,S,C,AgCl,AgI,Ag,2,S D,AgI,AgCl,Ag,2,S,解析：,沉淀溶解平衡总是向更难溶的方向转化，由转化现象可知三种沉淀物的溶解度关系为,AgCl,AgI,Ag,2,S.,答案：,C,例,1,(2009,广东高考,),硫酸锶,(SrSO,4,),在水中的沉淀溶解平衡曲线如下下列说法正确的是,(,),A,温度一定时，,K,sp,(SrSO,4,),随,c,(),的增大而减小,B,三个不同温度中，,313 K,时,K,sp,(SrSO,4,),最大,C,283 K,时，图中,a,点对应的溶液是不饱和溶液,D,283 K,下的,SrSO,4,饱和溶液升温到,363 K,后变为不饱和溶液,思路点拨,课堂笔记,选,A,项，,K,sp,只与温度有关，与浓度的大小无关，,A,项错误,D,项，,283 K,下的,SrSO,4,饱和溶液升温到,363 K,后，因,363 K,时的,K,sp,小于,283 K,时的,K,sp,，故溶液变为过饱和溶液，,D,项错误,.,BC,例,2,(2009,浙江高考,),已知：,25,时，,K,sp,Mg(OH),2,5.6110,12,，,K,sp,MgF,2,7.4210,11,.,下列说法正确的是,(,),A,25,时，饱和,Mg(OH),2,溶液与饱和,MgF,2,溶液相比，前,者的,c,(Mg,2,),大,B,25,时，在,Mg(OH),2,的悬浊液中加入少量的,NH,4,Cl,固体，,c,(Mg,2,),增大,C,25,时，,Mg(OH),2,固体在,20,mL,0.01 mol/L,氨水中的,K,sp,比在,20,mL,0.01 mol/L NH,4,Cl,溶液中的,K,sp,小,D,25,时，在,Mg(OH),2,悬浊液中加入,NaF,溶液后，,Mg(OH),2,不可能转化为,MgF,2,思路点拨,解答本题应明确以下两点：,(1),K,sp,的特点和意义；,(2),沉淀溶解平衡的影响因素,课堂笔记,选,A,项，,Mg(OH),2,与,MgF,2,同属于,AB,2,型沉淀，可根据,K,sp,的大小比较离子浓度，,K,sp,Mg(OH),2,比,K,sp,MgF,2,小，说明,Mg(OH),2,溶液中的,c,(Mg,2,),更小；,B,项，因,Mg(OH),2,=,Mg,2,2NH,3,H,2,O,，而使,c,(Mg,2,),增大；,C,项，,K,sp,不随浓度改变而改变；,D,项，,Mg(OH),2,的,K,sp,与,MgF,2,的,K,sp,数量级接近，类比,BaSO,4,可转化为,BaCO,3,，说明,Mg(OH),2,也可能转化为,MgF,2,.,B,溶度积,(,K,sp,),反映了电解质在水中的溶解能力，对于阴阳离子个数比相同的电解质，,K,sp,的数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强但对于阴阳离子个数比不同的电解质，不能直接比较,K,sp,数值的大小，而想确定其溶解能力的大小，需转化为溶解度来比较,实际生产中的沉淀溶解平衡,沉淀的溶解平衡在实际生产、生活中有着广泛的应用，考题常以物质的制备，海水的综合利用等为载体，考查有关沉淀溶解平衡的知识另外试题也常常强调生产中的经济效益，其立意指向化学学习的价值观，将经济价值观与化学反应结合在一起考查学生的评价能力，同时也考查学生应用数据判断问题，解决问题的能力,(2009,南师大附中,),“,卤块,”,的主,要成分为,MgCl,2,(,含,Fe,3,、,Fe,2,、,Mn,2,等杂质离子,),，若以它为原料，按如下工艺流程图，即可制得,“,轻质氧化镁,”,如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低，流程中所用试剂或,pH,控制可参考下列附表确定,表,1,生成氢氧化物沉淀的,pH,物质,开始沉淀,沉淀完全,Fe(OH),3,2.7,3.7,Fe(OH),2,7.6,9.6,Mn(OH),2,8.3,9.8,Mg(OH),2,9.6,11.1,*Fe,2,氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为,Fe,3,，生成,Fe(OH),3,沉淀而除之,表,2,工业品价格表,工业品,规格,价格,(,元,/t),漂白液,含,NaClO,25.2%,450,过氧化氢,30%,2 400,烧碱,98%,2 100,纯碱,99.5%,600,卤块,含,MgCl,2,30%,310,请填写以下空白：,(1),在步骤,中加入的物质,X,，最佳选择应是,_,，其作用是,_,(2),在步骤,中加入的物质,Y,应是,_,，之所以要控制,pH,9.8,的目的是,_,(3),在步骤,时发生的化学反应方程式是：,_.,【,解析,】,为除去,Fe,2,、,Fe,3,、,Mn,2,等离子，从表,1,可以看出，当加入烧碱控制在,pH,9.8,时即可达到目的此时,Mg,2,也会因生成部分,Mg(OH),2,而进入沉淀中，但由于卤块价格低廉，这点不可避免的损失还是可以承受的，其结果是保证了产品的纯度,为将,Fe,2,氧化成,Fe,3,，有两种氧化剂可以采用，即漂白液和过氧化氢从表,2,中的价格可看出，前者比后者便宜得多，应选用漂白液,从氯化镁制成氧化镁，有两条反应路线：,(1),烧碱路线：,(2),纯碱路线：,烧碱比纯碱价格昂贵，生成的中间产物氢氧化镁是胶状沉淀会造成过滤困难，更重要的是反应过程中不能进行轻化处理，因而只能得重质氧化镁而纯碱价格较低，生成的中间产物碳酸镁呈粗颗粒状，易过滤碳酸镁在水中经一定时间的加热煮沸会不断水解生成二氧化碳：,MgCO,3,H,2,O Mg(OH),2,CO,2,.,由于气体二氧化碳的产生，使沉淀变得疏松，灼烧沉淀后得到的是轻质氧化镁,【,答案,】,(1),漂白液将,Fe,2,氧化成,Fe,3,(2),烧碱使除,Mg,2,以外的各种杂质金属离子都形成氢氧化物沉淀以便除去,(3),1,有关,AgCl,的沉淀溶解平衡的说法中，不正确的是,(,),A,达到沉淀溶解平衡时，,AgCl,沉淀生成和沉淀溶解不断,进行，但速率相等,B,AgCl,难溶于水，溶液中没有,Ag,和,Cl,C,升高温度，,AgCl,沉淀的溶解度增大,D,向,AgCl,饱和溶液中加入,NaCl,固体，会析出,AgCl,沉淀,.,解析：,AgCl,沉淀在溶液中达到溶解平衡后，溶解与沉淀速率相等，但不为,0,，,A,正确；,AgCl,难溶于水，但溶解的部分仍电离出,Ag,和,Cl,，,B,错误；一般来说，升高温度，有利于固体物质的溶解，,C,正确；加入,NaCl,固体，,c,(Cl,),增大，,Q,c,K,sp,，有沉淀析出，,D,正确,答案：,B,2,将,AgCl,与,AgBr,的饱和溶液等体积混合，再加入足量浓,AgNO,3,溶液，发生的反应为,(,),A,只有,AgBr,沉淀,B,AgCl,和,AgBr,沉淀等量生成,C,AgCl,和,AgBr,沉淀都有，但以,AgCl,沉淀为主,D,AgCl,和,AgBr,沉淀都有，但以,AgBr,沉淀为主,解析：,在,AgCl,和,AgBr,两饱和溶液中，前者,c,(Ag,),大于后者,c,(Ag,),，,c,(Cl,),c,(Br,),当将,AgCl,、,AgBr,两饱和溶液混合,时，发生沉淀的转化，生成更多的,AgBr,沉淀，与此同时，,溶液中,c,(Cl,),比原来,AgCl,饱和溶液中大，当加入足量的浓,AgNO,3,溶液时，,AgBr,沉淀有所增多，但,AgCl,沉淀增加得更,多,答案：,C,3,某温度时，,BaSO,4,在水中的沉淀溶,解平衡曲线如图所示下列说法,正确的是,(,),提示：,BaSO,4,(s)Ba,2,(,aq,),(,aq,),的平衡常数,K,sp,c,(Ba,2,),c,(),，,称为溶度积常数,A,加入,Na,2,SO,4,可以使溶液由,a,点变到,b,点,B,通过蒸发可以使溶液由,d,点变到,c,点,C,d,点无,BaSO,4,沉淀生成,D,a,点对应的,K,sp,大于,c,点对应的,K,sp,解析：,a,点在平衡曲线上，此时溶液中存在溶解平衡，加入,Na,2,SO,4,会增大 浓度，平衡左移，,Ba,2,浓度应降低，而,b,点,c,(Ba,2,),不变,A,错误蒸发时，,c,(),、,c,(Ba,2,),均增大，而,c,点与,d,点,c,(),相同，,B,错误,d,点表示溶液未达到溶解平衡，,Q,c,K,sp,，不会沉淀，,C,项正确,K,sp,是温度的函数，温度不变，,K,sp,不变，所以该曲线上任一点的,K,sp,都相等，,D,错误,答案：,C,4,向,ZnSO,4,溶液中加入,Na,2,S,溶液时，得到白色沉淀，然,后向白色沉淀上滴加,CuSO,4,溶液，发现沉淀变为黑色，,则下列说法不正确的是,(,),A,白色沉淀为,ZnS,，而黑色沉淀为,CuS,B,上述现象说明,ZnS,的,K,sp,小于,CuS,的,K,sp,C,利用该原理可实现一种沉淀转化为更难溶的沉淀,D,该过程破坏了,ZnS,的溶解平衡,.,解析：,该过程破坏了,ZnS,的溶解平衡，,Cu,2,结合了,ZnS,溶解产生的,S,2,，生成了比,ZnS,更难溶的,CuS,，同时也说明了,ZnS,的,K,sp,大于,CuS,的,K,sp,.,答案：,B,5,向含有,AgI,的饱和溶液中：,(1),加入,AgCl,固体，则,c,(I,)_(,填,“,变大,”,、,“,变,小,”,或,“,不变,”,，,下同,),(2),若改加更多的,AgI,，则,c,(Ag,),将,_,(3),若改加,AgBr,固体，则,c,(I,)_,，而,c,(Ag,)_,解析：,含有,AgI,的饱和溶液中存在如下平衡：,AgI(s,)Ag,(,aq,),I,(,aq,),(1),加入固体,AgCl,时，,c,(Ag,),增大，平衡左移，,c,(I,),减小；,(2),加入,AgI,时，对平衡无影响，,c,(I,),不变；,c,(Ag,),不变；,(3),加入,AgBr,时，,c,(Ag,),增大，平衡左移，则,c,(I,),减小,答案：,(1),变小,(2),不变,(3),变小变大,6,难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡在常温下，,溶液里各离子浓度以它们化学计量数为方次的乘积是,一个常数，叫溶度积常数,(,K,sp,),例如：,Cu(OH),2,Cu,2,2OH,，,K,sp,c,(Cu,2,),c,(OH,),2,210,20,.,当溶液,中各离子浓度方次的乘积大于溶度积时，则产生沉淀，,反之固体溶解,(1),某,CuSO,4,溶液里,c,(Cu,2,),0.02 mol/L,，如要生成,Cu(OH),2,沉淀，应调整溶液的,pH,使之大于,_,(2),要使,0.2 mol/L CuSO,4,溶液中,Cu,2,沉淀较为完全,(,使,Cu,2,浓度降至原来的千分之一,),，则应向溶液里加入,NaOH,溶液，使溶液的,pH,为,_,解析：,(1),根据信息，当,c,(Cu,2,),c,(OH,),2,210,20,时，开始出现沉淀，则,c,(OH,),10,9,mol/L,，,c,(H,),10,5,mol/L,，故,pH,5,，所以要生成,Cu(OH),2,沉淀，应调整,pH,5.,(2),要使,Cu,2,浓度降至,0.2 mol/L/1 000,210,4,mol/L,，,c,(OH,),10,8,mol/L,，,c,(H,),10,6,mol/L,，则,pH,6.,答案,：,（,1,）,5,（,2,）,6,