高中化学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课件新人教版选修.ppt

高中,化学,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,*,*,高中,化学,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,*,*,第四节难溶电解质的溶解平衡,【,新课导入,】),自来水是河水、湖水或者井水经过沉降,除去泥沙,消毒杀菌后得到的,其中含有的钙镁离子比较多,称为硬水。如果直接用硬水洗衣服,浪费肥皂,;,如果用水壶烧水,溶解在其中的碳酸氢钙,Ca(HCO,3,),2,和碳酸氢镁,Mg(HCO,3,),2,在沸腾的水里分解,放出二氧化碳,(CO,2,),变成难溶解的碳酸钙,(CaCO,3,),和氢氧化镁,Mg(OH),2,而沉淀下来形成水垢。水垢不容易传热,浪费燃料。,你知道水垢中的,Mg(OH),2,是怎样生成的吗,?,【课标要求】,1.,了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。,2.,了解沉淀转化的本质。,3.,学会用沉淀溶解平衡理论解决生产、生活中的实际问题。,知识探究,梳理知识,点拨方法,1.溶解平衡,(1)概念:在一定温度下,当沉淀,和,的速率相等时,即达到溶解平衡,。,(2)表达式(以AgCl为例):,。,(3)特征,探究点一沉淀溶解平衡,溶解,生成,相等,保持不变,(4),生成难溶电解质的限度,(,标志,),对于常量的化学反应来说,化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于,时,沉淀就达完全。,思考,1,常温下,分别将,AgCl,溶于水和,0.1 mol/L,的,NaCl,溶液中,其溶解度相同吗,?,为什么,?,提示,:,不同,在,NaCl,溶液中,Cl,-,的存在会导致,AgCl(s)Ag,+,(aq)+Cl,-,(aq),向左移动,使,AgCl,溶解度更小。,110,-5,mol,L,-1,(5),影响沉淀溶解平衡的因素,影响因素,沉淀溶解平衡,内因,电解质本身的性质,外,因,温度,温度升高,多数溶解平衡向溶解的方向移动,稀释,向溶解方向移动,同离子,效应,加入相同离子,向生成沉淀的方向移动,加入反,应物,加入与溶解所得的离子反应的物质,向溶解方向移动,实例,Mg(OH),2,(s)Mg,2+,(aq)+2OH,-,(aq),加水、升温、加盐酸平衡正向移动,加,MgCl,2,固体平衡逆向移动,2.,沉淀反应的应用,(1),沉淀的生成,调节,pH,法,加入氨水调节,pH,至,7,8,可除去氯化铵中的杂质氯化铁,加沉淀剂法,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,(2),沉淀的溶解,酸溶解法,大多数难溶于水的碳酸盐、氢氧化物都能在强酸中溶解,盐溶液溶解法,Mg(OH),2,沉淀不仅能被盐酸溶解,还能被,NH,4,Cl,溶液溶解,(3),沉淀的转化,实质,沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动,的沉淀易转化成,的沉淀。两种沉淀的溶解度差别,沉淀越容易转化,应用,锅炉除水垢自然界中矿物的沉淀,溶解度小,溶解度更小,越大,思考,2,如果除去某溶液中的,你选择可溶性钙盐还是钡盐,?,为什么,?,提示,:,选择可溶性钡盐,因为,BaSO,4,的溶解度比,CaSO,4,的溶解度小,用,Ba,2+,沉淀,更完全。,名师点拨,1.,难溶电解质溶解平衡的两个,“,易混点,”,(1),难溶电解质的溶解度虽很小,但不可能为零,(,完全不溶解,),溶液中的离子结合成难溶电解质时,也不可能完全进行到底。勒夏特列原理同样适用于溶解平衡。,2.解答沉淀溶解平衡题的两个关键点,(1)在平衡,“,固体溶质 溶液中的溶质,”,中:v(溶解)v(沉淀),固体溶解;,v(溶解)=v(沉淀),达到溶解平衡;v(溶解)v(沉淀),析出固体。,(2)一定温度下,饱和溶液中析出溶质后,溶液仍为饱和溶液,溶液中各离子浓度保持不变,溶质的物质的量浓度也不变。,1.,(2016,山西临汾一中月考,),在,AgCl,饱和溶液中尚有,AgCl,固体存在,当向溶液中加入,0.1 mol/L,的盐酸时,下列说法正确的是,(,),A.AgCl,沉淀溶解平衡向溶解方向移动,B.AgCl,的溶解度增大,C.,溶液中,c(Ag,+,),增大,D.,溶液中,c(Cl,-,),增大,解析,:,加入盐酸后,c(Cl,-,),增大,使沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动,溶液中,c(Ag,+,),减小,AgCl,的溶解度减小,故,A,、,B,、,C,均错误。,过关演练,巩固知识,提升能力,D,2.,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,:,本题考查了沉淀溶解平衡的建立与特征。,A,项,反应开始时,各离子的浓度没有必然的关系,;B,项正确,;C,项,沉淀溶解达到平衡时溶液中溶质的离子浓度保持不变,但不一定相等,;D,项,沉淀溶解达到平衡时,如果加入难溶性的该沉淀物,由于固体的浓度为常数,故平衡不发生移动。,B,3.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),Ca,2+,(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Na,2,CO,3,溶液,Ca(OH),2,固体增多,D.向溶液中加入少量的NaOH固体,Ca(OH),2,固体增多,D,4.,要使工业废水中的,Pb,2+,沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知,Pb,2+,形成的化合物的溶解度如下,:,解析,:,生成沉淀的溶解度越小,Pb,2+,沉淀越完全。由表中数据可知,PbS,的溶解度最小,故沉淀剂最好为硫化物。,化合物,PbSO,4,PbCO,3,PbS,溶解度,/g,1.03,10,-4,1.81,10,-7,1.84,10,-14,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,A,5.实验:0.1 mol,L,-1,AgNO,3,溶液和 0.1 mol,L,-1,NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;,向滤液b中滴加0.1 mol,L,-1,KI溶液,出现浑浊;,向沉淀c中滴加0.1 mol,L,-1,KI溶液,沉淀变为黄色。,下列分析不正确的是(),A.浊液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag,+,(aq)+Cl,-,(aq),B.滤液b中不含有Ag,+,C.中颜色变化说明AgCl转化为AgI,D.实验可以证明AgI比AgCl更难溶,B,解析,:,由实验现象和反应原理可知,浊液,a,中含有,AgCl,及硝酸钠,滤液,b,为硝酸钠溶液,(,含极少量的,Ag,+,、,Cl,-,),白色沉淀,c,为,AgCl,中出现的浑浊为,AgI,中的黄色沉淀为,AgI,。浊液,a,中存在,AgCl,的溶解平衡,A,项正确,;,由选项,A,可知滤液,b,中含有,Ag,+,B,项不正确,;,中的黄色沉淀为,AgI,是由,AgCl,电离出的,Ag,+,与,I,-,结合生成的,C,项正确,;,实验和实验均说明,AgI,比,AgCl,更难溶,D,项正确。,知识探究,梳理知识,点拨方法,1.,溶度积,K,sp,探究点二溶度积常数及应用,表达式,M,m,A,n,(s)mM,n+,(aq)+nA,m-,(aq),K,sp,=,.,概 念,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,c,m,(M,n+,),c,n,(A,m-,),影响,种物质的,K,sp,只与,有关,相同类型的难溶电解质溶度积越小,其溶解度越,.,温度,小,2.K,sp,意义,同类型物质,在相同温度下,K,sp,数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强,不同类型物质,K,sp,大小不具有可比性。如根据,K,sp,可判断溶解能力,:AgIAgBrAgCl,Cu(OH),2,v(,沉淀,),溶液未饱和,无沉淀析出,.,v(,溶解,)=v(,沉淀,),溶液饱和,处于沉淀溶解平衡状态,.,v(,溶解,)v(,沉淀,),溶液过饱和,有沉淀析出,Q,c,K,sp,名师点拨,1.溶度积的三个,“,易错点,”,(1)对同种难溶电解质,温度一定时,其溶度积就是定值。不能认为某种离子的浓度增大或减小了,其溶度积就变化。,(2)比较物质的溶解度大小时,要注意物质的类型相同且化学式中阴阳离子的个数比相同,溶度积越小,其溶解度也越小。如果不同,则不能直接利用溶度积的大小来比较其溶解性,需转化为溶解度进行比较,否则易误判。,(3)涉及Q,c,的计算时,易忽视等体积混合后离子的浓度均减半而使计算出错。故离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。,2.,数形结合考查溶度积常数,(1),不同的难溶物在同一条件下,不能说,K,sp,小的先沉淀,而要通过计算比较,Q,c,与,K,sp,的关系。其根本原因在于不同的物质溶度积表达式不同,计算的结果也不同。,(2),溶度积曲线上的点表示该条件下,达到溶解与沉淀平衡状态,;,在曲线下方的点表示该点下未达到平衡,;,在曲线上方的点表示过饱和状态,此时有沉淀析出。,1.,下列说法不正确的是,(,),A.K,sp,只与难溶电解质的性质和温度有关,B.,由于,K,sp,(ZnS)K,sp,(CuS),所以,ZnS,沉淀在一定条件下可转化为,CuS,沉淀,C.,其他条件不变,离子浓度改变时,K,sp,不变,D.,两种难溶电解质作比较时,K,sp,小的,溶解度一定小,解析,:,相同温度下不同的难溶电解质,溶度积不同,这是由物质本身的性质决定的,对同一难溶电解质来说,温度不同,K,sp,不同,K,sp,不受其他因素的影响,同类型难溶电解质,K,sp,数值越小,其溶解度越小。,过关演练,巩固知识,提升能力,D,2.,(2017,甘肃天水一中高二段考,),已知,25,时,K,sp,Mg(OH),2,=1.810,-11,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,-1,氨水中的,K,sp,比在,20 ML 0.01 mol,L,-1,NH,4,Cl,溶液中的,K,sp,小,D.25,时,向两者的饱和溶液中分别加水,平衡均向沉淀溶解方向移动,(,仍有固体剩余,)c(Mg,2+,),均增大,解析,:,因,K,sp,Mg(OH),2,小于,K,sp,(MgF,2,),则前者的,c(Mg,2+,),小,A,项错误,;,结合,OH,-,使氢氧化镁溶解平衡正向移动,c(Mg,2+,),增大,B,项正确,;K,sp,只与温度有关,C,项错误,;25,时,向两者的饱和溶液中分别加水,平衡均向沉淀溶解方向移动,(,仍有固体剩余,)c(Mg,2+,),不变,D,项错误。,B,3.,已知,:K,sp,(AgCl)=1.810,-10,K,sp,(AgI)=1.510,-16,K,sp,(Ag,2,CrO,4,)=2.010,-12,则下列难溶盐的饱和溶液中,Ag,+,浓度大小顺序正确的是,(,),A.AgClAgIAg,2,CrO,4,B.AgClAg,2,CrO,4,AgI,C.Ag,2,CrO,4,AgClAgID.Ag,2,CrO,4,AgIAgCl,C,解析,:,AgCl,溶液中,Ag,+,浓度数量级为,10,-5,AgI,溶液中,Ag,+,浓度数量级为,10,-8,Ag,2,CrO,4,溶液中,Ag,+,浓度数量级为,10,-4,此时可顺利比较出,Ag,+,浓度大小。,1.,为了除去,ZnCl,2,酸性溶液中的,Fe,3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后再加入适量盐酸,最好选的试剂是,(,),A.NH,3,H,2,O B.NaOH,C.ZnCO,3,D.Na,2,CO,3,解析,:,A,、,B,、,D,项在除去,Fe,3+,的同时,分别引入新杂质,:,、,Na,+,、,Na,+,而,C,项不会引入杂质。,C,课堂检测,即学即测,查漏补缺,2.,已知,常温下,K,sp,(AgCl)=1.810,-10,K,sp,(AgI)=8.310,-17,下列叙述中正确的是,(,),A.,常温下,AgCl,在饱和,NaCl,溶液中的,K,sp,比在纯水中的,K,sp,小,B.,向,AgCl,的悬浊液中加入,KI,溶液,沉淀由白色转化为黄色,C.,将,0.001 mol,L,-1,的,AgNO,3,溶液滴入,KCl,和,KI,的混合溶液中,一定先产生,AgI,沉淀,D.,向,AgCl,的饱和溶液中加入,NaCl,晶体,有,AgCl,析出且溶液中,c(Ag,+,)=,c(Cl,-,),B,解析,:,K,sp,只与温度有关,与溶液中离子浓度无关,温度不变,则溶度积不变,A,错误,;K,sp,(AgCl)K,sp,(AgI),沉淀转化为溶解度更小的物质容易发生,向,AgCl,的悬浊液中加入,KI,溶液,沉淀由白色转化为黄色,B,正确,;KCl,和,KI,的混合溶液中,c(Cl,-,),和,c(I,-,),的大小无法比较,所以,Q,c,也无法知道,无法判断,Q,c,与,K,sp,的大小,也就无法确定沉淀的先后顺序,C,错误,;,向,AgCl,的饱和溶液中加入,NaCl,晶体,溶解平衡逆向移动,生成沉淀,c(Ag,+,),减小,c(Cl,-,),增大,c(Ag,+,)4,的溶液中,Fe,3+,一定不能大量存在,解析,:,实验中为了不引入杂质离子,应加入氨水使,Fe,3+,沉淀,而不能用,NaOH,溶液。实验中根据溶解度数据可知,Mg(OH),2,能转化为,Fe(OH),3,因此在,MgCl,2,溶液中加入足量,Mg(OH),2,除去,Fe,3+,然后将沉淀一并过滤。实验中利用,Fe,3+,极易水解的特点,根据题意可知调节溶液的,pH=4,可使,Fe,3+,沉淀完全,为了不引入杂质离子,可使用氢氧化铜、碱式碳酸铜等调节溶液的,pH,。,(4),选项,B,是错误的,原因是若不把,Fe,2+,氧化为,Fe,3+,当,Fe,2+,沉淀完全时,Cu,2+,也沉淀完全。,答案,:,(1)Fe(OH),3,(2),氨水不会引入新的杂质,(3)2Fe,3+,+3Mg(OH),2,3Mg,2+,+2Fe(OH),3,(4)ACDE,【变式练习】,1.卤水中蕴含着丰富的镁资源,就MgCl,2,粗产品的提纯、镁的冶炼过程回答下列问题:,已知MgCl,2,粗产品的溶液中含有Fe,2+,、Fe,3+,和Al,3+,。下表是生成氢氧化物沉淀的pH:,物质,Fe(OH),3,Fe(OH),2,Al(OH),3,Mg(OH),2,开始沉淀,pH,2.7,8.1,3.8,9.5,完全沉淀,pH,3.7,9.6,4.8,11.0,(1),把,MgCl,2,粗产品的溶液中的,Fe,2+,转化为,Fe,3+,可选用的物质是,(,填序号,下同,),加入,调节溶液的,pH,充分反应后过滤,可得,MgCl,2,溶液。,a.KMnO,4,b.H,2,O,2,c.MgO d.NaOH,解析,:,(1),把,MgCl,2,粗产品的溶液中的,Fe,2+,转化为,Fe,3+,可选用的物质是过氧化氢,氧化亚铁离子为铁离子,调节溶液,pH,除去,加入的试剂不引入新的杂质,应选择氧化镁。,答案,:,(1)b,c,(2),由,MgCl,2,6H,2,O,获得,MgCl,2,的操作是,。,解析,:,(2),如果直接在空气中加热,MgCl,2,6H,2,O,则,Mg,2+,会水解生成,Mg(OH)Cl,和,HCl,通入,HCl,可以抑制其水解,应在氯化氢气流中失水获得氯化镁晶体。,答案,:,(2),将,MgCl,2,6H,2,O,在干燥的,HCl,气流中加热,2.,工业上制取纯净的,CuCl,2,2H,2,O,的主要过程是,:,将粗氧化铜,(,含少量,Fe),溶解于稀盐酸中,加热、过滤,调节滤液的,pH,为,3;,对所得滤液按下列步骤进行操作,:,已知,Cu,2+,、,Fe,2+,在,pH,为,4,5,时不水解,而,Fe,3+,却几乎完全水解而沉淀。请回答下列问题,:,(1)X,是什么物质,?,。其反应的离子方程式是,。,解析,:,(1),根据框图,加入氧化剂,X,可把,Fe,2+,氧化为,Fe,3+,而没有增加新杂质,所以,X,为,Cl,2,或,H,2,O,2,。,(2)Y,物质应具备的条件是,生产中,Y,可选,。,(3),溶液在蒸发结晶时应注意,。,答案,:,(2),调节溶液酸性,使,pH,为,45,且不引入新杂质,CuO,或,Cu(OH),2,或,Cu,2,(OH),2,CO,3,(3)通入HCl气体(或加入盐酸),并不断搅拌且不能蒸干,谢谢观赏！,