化學選修4第三章第四節(jié)

第三章水溶液中離子平衡第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡11/14/2024[學習目標]1.理解難溶電解質(zhì)的溶解平衡。2.溶度積和溶度積規(guī)那么。3.利用平衡移動原理分析沉淀的生成、溶解、轉(zhuǎn)化。1.鹽類的水解實質(zhì):2.水解規(guī)律:3.影響因素:有弱才水解,無弱不水解;誰弱誰水解,誰強顯誰性;越弱越水解,都弱雙水解。①溫度:②溶液酸堿性:③濃度:越稀越水解,越熱越水解

鹽電離出來的離子與水電離出來的H+或OH–結合,從而使水的電離平衡發(fā)生移動的過程。[復習舊課]討論:(1)如何判斷NaCl溶液是否已經(jīng)到達飽和實驗:在飽和NaCl溶液中參加濃鹽酸,觀察。(2)飽和的NaCl溶液中NaCl是否不再溶解了呢實驗探究(3)NaCl能不能和鹽酸反響(4)要使NaCl飽和溶液中析出NaCl固體,還可以采取什么措施加熱濃縮.降溫.參加鈉離子濃度更大的其它溶液可溶的電解質(zhì)溶液中存在溶解平衡,難溶的電解質(zhì)在水中是否也存在溶解平衡呢一.Ag+和Cl-的反響真能進展到底嗎[P61思考與交流]

閱讀課本P61～62我們知道,溶液中有難溶于水的沉淀生成是離子反響發(fā)生的條件之一。例如,AgNO3溶液與NaCl溶液混合,生成白色沉淀AgCl:Ag++Cl-=AgCl↓,如果上述兩種溶液是等物質(zhì)的量濃度、等體積的,一般認為反響可以進展到底。一.Ag+和Cl-的反響真能進展到底嗎Ag++Cl-=AgCl↓P61討論1:當AgNO3與NaCl反響生成難溶AgCl時,溶液中是否含有Ag+和Cl-P61表3-4幾種電解質(zhì)的溶解度(20℃)化學式溶解度/g化學式溶解度/gAgCl1.5×10-4Ba(OH)23.89AgNO3222BaSO42.4×10-4AgBr8.4×10-6Ca(OH)20.165Ag2SO40.796CaSO40.21Ag2S1.3×10-16Mg(OH)29×10-4BaCl235.7Fe(OH)33×10-9P61討論2:談談你對酸、堿和鹽的溶解度表中“溶〞與“不溶〞的理解。溶解度可以很小,但仍有度。溶與不溶是相對的,沒有絕對不溶的物質(zhì)。大于10g,易溶1g～10g,可溶0.01g～1g,微溶小于0.01g,難溶20℃時,溶解度:20℃易溶可溶微溶難溶溶解度/g>10>1>0.01<0.01P62討論3:難溶電解質(zhì)(如AgCl)是否存在溶解平衡如何表示Ag+Cl-一.Ag+和Cl-的反響真能進展到底嗎初始狀態(tài):V

(溶解)>

V(沉淀)溶解平衡:V(溶解)=

V

(沉淀)

溶解

AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-

(aq)

沉淀1.生成沉淀的離子反響能發(fā)生的原因生成物的溶解度很小2.溶解平衡的建立1)概念:

在一定條件下,難溶電解質(zhì)電解質(zhì)溶解成離子的速率等于離子重新結合成沉淀的速率,溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。(也叫沉淀溶解平衡)

2)表達式:練習:

書寫碘化銀、氫氧化鎂溶解平衡的表達式[小結]

溶解

AgCl(s)Ag+

(aq)+Cl-

(aq)

沉淀3.溶解平衡的特征逆、等、動、定、變4.生成難溶電解質(zhì)的離子反響的限度難溶電解質(zhì)的溶解度小于0.01g,離子反響生成難溶電解質(zhì),離子濃度小于1×10-5mol/L時,認為反響完全,但溶液中還有相應的離子。1.石灰乳中存在以下平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)參加以下溶液,可使Ca(OH)2減少的是〔〕A.Na2CO3溶液B.AlCl3溶液C.NaOH溶液D.CaCl2溶液[課堂練習]AB圖3-15化學沉淀法廢水處理工藝流程示意圖二.沉淀反響的應用

1.沉淀的生成(1)應用:生成難溶電解質(zhì)的沉淀,是工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保工程和科學研究中除雜或提純物質(zhì)的重要方法之一。(閱讀課本P62~65)(2)方法①調(diào)節(jié)溶液pH值:如:工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵,加氨水調(diào)pH值至7-8Fe3++3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+②參加沉淀劑:如沉淀Cu2+、Hg2+等,以Na2S、H2S做沉淀劑Cu2++S2-

=CuS↓Hg2++S2-=HgS↓1.如果要除去某溶液中的SO42-,選擇參加鈣鹽還是鋇鹽為什么

2.如果要除去某溶液中的Mg2+,應該參加什么離子比較好為什么

3.以你現(xiàn)有的知識,你認為判斷沉淀能否生成可從那些方面考慮是否可使要除去的離子全部通過沉淀除去如何盡可能多地除去鋇鹽。硫酸鋇難溶,可使硫酸根離子沉淀完全,而硫酸鈣微溶,硫酸根沉淀不完全。參加OH-為好,Mg(OH)2難溶,而MgCO3微溶。沉淀生成可從溶解度大小來考慮。不可能使要除去的離子全部通過沉淀除去,因存在溶解平衡?？蓞⒓舆^量的沉淀劑,以使平衡向沉淀的方向移動。[P63思考與交流]2.要除去MgCl2酸性溶液中少量的FeCl3,不宜選用的試劑是〔〕A.MgOB.MgCO3C.NaOHD.Mg(OH)2[課堂練習]c

2.沉淀的溶解原理:設法不斷移去溶解平衡體系中的相應離子,使平衡向沉淀溶解的方向移動。(1)生成弱電解質(zhì)使沉淀溶解如:CaCO3FeSAl(OH)3Cu(OH)2CaC2O4

溶于強酸CaCO3(s)CO32-+Ca2++H+HCO3-

H2CO3→H2O+CO2↑+H+

強酸是常用的溶解難溶電解質(zhì)的試劑。如可溶解難溶氫氧化物,難溶碳酸鹽、某些難溶硫化物等。1.寫出有關反響的化學方程式.滴加試劑蒸餾水鹽酸氯化氨溶液現(xiàn)象固體無明顯溶解現(xiàn)象迅速溶解逐漸溶解(2)參加某些鹽促進沉淀溶解[實驗3-3]

[P64思考與交流]如:

Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液H+直接結合OH-,使c(OH-)減小,平衡右移,從而使Mg(OH)2溶解。

2.用平衡移動的原理分析Mg(OH)2溶于鹽酸和NH4Cl溶液的原因,并從中找出沉淀溶解的規(guī)律。解釋在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡:參加NH4Cl時,解釋2:

NH4+水解,產(chǎn)生的H+中和OH-,使c(OH-)減小,平衡右移,從而使Mg(OH)2溶解。Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)解釋1:

NH4+直接結合OH-,使c(OH-)減小,平衡右移,從而使Mg(OH)2溶解。[P64思考與交流]參加HCl時,Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)H2ONH4++H2O

NH3·H2O+H+OH-+H+因OH-濃度降低,使溶解平衡向沉淀溶解的方向移動Mg(OH)2+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+2H2O[小結]

難溶電解質(zhì)溶解的規(guī)律不斷減小溶解平衡體系中的相應離子,平衡就向沉淀溶解的方向移動,從而使沉淀溶解。3.牙齒外表由一層硬的、組成為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護著,它在唾液中存在以下平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2++3PO43-+OH-進食后,細菌和酶作用于食物,產(chǎn)生有機酸,這時牙齒就會受到腐蝕,其原因是:.。Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上面的礦化產(chǎn)物更小、質(zhì)地更鞏固。用離子方程表示當牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原因:。

生成的有機酸能中和OH-,使平衡向脫礦方向移動,加速腐蝕牙齒[課堂練習]5Ca2++3PO43-+F-=Ca5(PO4)3F↓

NaCl和AgNO3混合生成白色沉淀向所得固液混合物中滴加KI溶液白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色向新得固液混合物中滴加Na2S溶液黃色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?.沉淀的轉(zhuǎn)化[實驗3-4]3.沉淀的轉(zhuǎn)化步驟NaCl和AgNO3溶液混合向所得固體混合物中滴加KI溶液向新得固體混合物中滴加Na2S溶液現(xiàn)象白色沉淀析出白色沉淀轉(zhuǎn)為黃色黃色沉淀轉(zhuǎn)為黑色[實驗3-4]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溶液白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色靜置紅褐色沉淀析出,溶液變無色[實驗3-5]3.沉淀的轉(zhuǎn)化步驟向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液靜置現(xiàn)象白色沉淀析出白色沉淀變紅褐色紅褐色沉淀析出溶液褪至無色[實驗3-5]三、沉淀的轉(zhuǎn)化1.根據(jù)你所觀察到的現(xiàn)象,分析所發(fā)生的反響。

2.如果將上述兩個實驗中的沉淀生成和轉(zhuǎn)化的步驟顛倒順序,會產(chǎn)生什么結果試用平衡移動原理和兩種沉淀溶解度上的差異加以解釋,并找出這類反應發(fā)生的特點。溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀。兩者差異越大,轉(zhuǎn)化越容易。沉淀的轉(zhuǎn)化的實質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動[P64思考與交流]〔1〕沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是沉淀溶解平衡移動。一般溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)在含有沉淀的溶液中參加另一種沉淀劑,使其與溶液中某一離子結合成更難溶的物質(zhì),引起一種沉淀轉(zhuǎn)變成另一種沉淀的現(xiàn)象,叫沉淀的轉(zhuǎn)化。〔2〕沉淀轉(zhuǎn)化的應用沉淀的轉(zhuǎn)化在科研和生產(chǎn)中具有重要的應用價值3.沉淀的轉(zhuǎn)化

鍋爐中水垢中含有CaSO4,可先用Na2CO3溶液處理,使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3。CaSO4SO42-+

Ca2+

+CO32-CaCO3②對一些自然現(xiàn)象的解釋①鍋爐除水垢CaSO4(s)+Na2CO3=CaCO3(s)+Na2SO4

自然界也發(fā)生著溶解度小的礦物轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物的現(xiàn)象。例:

各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液,并向深部滲透,遇到深層的閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS),便慢慢地使之轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(CuS)。[小結]沉淀的生成、溶解、轉(zhuǎn)化本質(zhì)上都是沉淀溶解平衡的移動,其根本依據(jù)主要有:①濃度:加水,平衡向溶解方向移動。②溫度:升溫,多數(shù)平衡向溶解方向移動。③參加一樣離子:平衡向沉淀方向移動。④參加可與體系中某些離子反響生成更難溶或更難電離或氣體的離子:使平衡向溶解的方向移動?？茖W視野—溶度積KSP對于溶解平衡:

MmNn(s)mMn+(aq)+nNm+(aq)

有:KSP=[c(Mn+)]m·[c(Nm+)]n在一定溫度下,KSP是一個常數(shù)。溶液中有關離子濃度冪的乘積—離子積QC。QCKSP=QCKSP>QCKSP<溶液過飽和,有沉淀析出溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)溶液未飽和,可繼續(xù)溶解該難溶電解質(zhì)[練習]1.向0.1mol/LAgNO3溶液滴加0.1mol/LNaCl溶液,至不再有白色沉淀生成為止。取其中澄清溶液,逐滴參加飽和Na2S溶液,有無沉淀生成是否可以用Na2SO4代替Na2S如果先向AgNO3溶液中加Na2S溶液至沉淀完全,再向上層清液中滴加NaCl,情況又如何試解釋原因。沒有沉淀生成。Ag2S飽和溶液中Ag+太少,不能生成AgCl沉淀。有黑色沉淀生成不可以，設c(SO42-)=0.1mol/L，為使而之沉淀，c(Ag+)=(1.4×10-5/0.1)1/2=1.18×10-2mol/L。而在AgCl飽和溶液中c(Ag+)=(1.8×10-10)1/2

=1.34×10-5mol/L2.在粗制CuSO4·5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2+,在提純時,為了除去Fe2+,常參加少量H2O2,使Fe2+氧化為Fe3+,然后再加少量堿到溶液pH=4,可以達到除去鐵離子而不損失硫酸銅的目的,試解釋原因溶解性:Fe(OH)2>Cu(OH)2>Fe(OH)3。3.小結Ksp的大小與沉淀轉(zhuǎn)化的關系。對于同類型的難溶電解質(zhì),Ksp的大小與溶解度的大小一致,Ksp較大的沉淀可以轉(zhuǎn)化為Ksp較小的沉淀。[練習]

通過學習沉淀溶解平衡,你對復分解反應發(fā)生的條件——生成沉淀、氣體和水,又有哪些進一步的認識?本質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動。酸堿鹽之間反響發(fā)生的條件拓展為生成更難溶或更難電離或更易揮發(fā)的物質(zhì)。1.以下說法中正確的選項是〔〕A.不溶于水的物質(zhì)溶解度為0B.絕對不溶解的物質(zhì)是不存在的C.某離子被沉淀完全是指該離子在溶液中的濃度為0D.物質(zhì)的溶解性為難溶，那么該物質(zhì)不溶于水2.以下各組離子,在水溶液中能以較高濃度大量共存的是