2019-2020學(xué)年高中化學(xué) 第3章 第4節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡課件 新人教版選修4.ppt

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第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡 知識(shí)鋪墊 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 1 固體物質(zhì)的溶解度 S 與溶解性的關(guān)系 2 溶解平衡狀態(tài) 在一定溫度下 固體溶質(zhì)在水中形成飽和溶液時(shí) 溶液中溶質(zhì)質(zhì)量保持不變的狀態(tài) 該狀態(tài)下 固體溶質(zhì)溶解的速率和溶液中溶質(zhì)分子結(jié)晶的速率達(dá)到相等 但溶解和結(jié)晶仍在進(jìn)行 3 濃度商Qc與化學(xué)平衡常數(shù)K的關(guān)系 Qc K時(shí) 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) Qc K時(shí) 反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行 Qc K時(shí) 反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行 知識(shí)鋪墊 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 一 沉淀溶解平衡1 定義在一定溫度下 當(dāng)沉淀溶解和生成的速率相等時(shí) 即建立了動(dòng)態(tài)平衡 叫做難溶電解質(zhì)的溶解平衡 如AgCl溶于水的溶解平衡表示為 AgCl s Ag aq Cl aq 2 特征 知識(shí)鋪墊 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 二 沉淀溶解平衡的應(yīng)用1 沉淀的生成 1 調(diào)節(jié)pH法 如加入氨水調(diào)節(jié)pH 4 可除去氯化銨中的雜質(zhì)氯化鐵 反應(yīng)的離子方程式 2 加沉淀劑法 以Na2S H2S等作沉淀劑 使Cu2 Hg2 等生成極難溶的硫化物CuS HgS等沉淀 反應(yīng)的離子方程式如下 加Na2S生成CuS S2 Cu2 CuS 通入H2S生成CuS H2S Cu2 CuS 2H 知識(shí)鋪墊 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 2 沉淀的溶解 1 原理 根據(jù)平衡移動(dòng)原理 對(duì)于在水中難溶的電解質(zhì) 只要不斷減少溶解平衡體系中的相應(yīng)離子 平衡就向沉淀溶解的方向移動(dòng) 從而使沉淀溶解 2 實(shí)例 CaCO3沉淀溶于鹽酸中 CO2氣體的生成和逸出 使CaCO3溶解平衡體系中的濃度不斷減小 平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng) 知識(shí)鋪墊 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) Mg OH 2沉淀溶于濃NH4Cl溶液中 由于NH3 H2O的生成 使Mg OH 2溶解體系中的c OH 降低 平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng) 知識(shí)鋪墊 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 3 沉淀的轉(zhuǎn)化 1 轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 難溶性銀鹽之間的轉(zhuǎn)化 知識(shí)鋪墊 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) Mg OH 2與Fe OH 3之間的轉(zhuǎn)化 知識(shí)鋪墊 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 2 轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì) 溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀 兩種沉淀的溶解度差別越大 沉淀越容易轉(zhuǎn)化 3 轉(zhuǎn)化的應(yīng)用 鍋爐除水垢 知識(shí)鋪墊 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 4 溶度積 1 定義 在一定溫度下 難溶強(qiáng)電解質(zhì)MmNn溶于水形成飽和溶液時(shí) 溶質(zhì)的離子與該固態(tài)物質(zhì)之間建立動(dòng)態(tài)平衡 這時(shí)的離子濃度冪的乘積是一個(gè)常數(shù) 叫做溶度積常數(shù) 簡(jiǎn)稱溶度積 符號(hào)為Ksp Ksp c Ag c Cl 3 意義 溶度積Ksp反映了物質(zhì)在水中的溶解能力 4 影響Ksp的因素 溫度 絕大多數(shù)難溶電解質(zhì)的溶解是吸熱過(guò)程 升高溫度 向溶解方向移動(dòng) Ksp增大 少數(shù)難溶電解質(zhì)的溶解是放熱過(guò)程 升高溫度 向生成沉淀的方向移動(dòng) Ksp減小 如Ca OH 2 知識(shí)鋪墊 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 5 溶度積Ksp與離子積Qc的關(guān)系通過(guò)比較溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積 離子積Qc的相對(duì)大小 可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否生成或溶解 1 Qc Ksp 溶液過(guò)飽和 有沉淀析出 直至溶液飽和達(dá)到新的平衡 2 Qc Ksp 溶液飽和 沉淀與溶解處于平衡狀態(tài) 3 Qc Ksp 溶液未飽和 無(wú)沉淀析出 若加入過(guò)量難溶電解質(zhì) 難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和 特殊說(shuō)明 1 Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力 當(dāng)化學(xué)式所表示的組成中陰離子與陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同時(shí) Ksp數(shù)值越大 難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng) 2 Ksp只與溫度有關(guān) 有的沉淀溶解平衡是吸熱的 升高溫度 Ksp增大 有的沉淀溶解平衡是放熱的 升高溫度 Ksp減小 知識(shí)鋪墊 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 1 在AgCl飽和溶液中尚有AgCl固體存在 當(dāng)向溶液中加入0 1mol L 1的鹽酸時(shí) 下列說(shuō)法正確的是 A AgCl沉淀溶解平衡正向移動(dòng)B AgCl溶解度增大C 溶液中c Ag 增大D 溶液中c Cl 增大答案D 知識(shí)鋪墊 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 2 下列說(shuō)法中正確的是 A 物質(zhì)的溶解性為難溶 則該物質(zhì)不溶于水B 溶度積小的物質(zhì)一定比溶度積大的物質(zhì)溶解度小C 絕對(duì)不溶解的物質(zhì)是不存在的D 升高溫度 某種難溶物的Ksp一定減小答案C3 石灰乳中存在下列平衡 Ca OH 2 s Ca2 aq 2OH aq 加入下列溶液 可使Ca OH 2明顯減少的是 A Na2CO3溶液B KCl固體C NaOH溶液D CaCl2溶液答案A 探究一 探究二 沉淀溶解平衡及其影響因素問(wèn)題探究1 常溫下 分別將AgCl溶于水和0 1mol L 1的NaCl溶液中 其溶解度相同嗎 為什么 答案不相同 在NaCl溶液中 Cl 的存在會(huì)抑制AgCl s Ag aq Cl aq 的進(jìn)行 使AgCl溶解度減小 2 同一難溶物 其電離方程式和沉淀溶解平衡的方程式有哪些不同 以BaSO4為例 探究一 探究二 知識(shí)歸納沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡包含沉淀的溶解和溶解后的電解質(zhì)的電離過(guò)程 如 探究一 探究二 1 沉淀溶解平衡與電離平衡的比較 1 從物質(zhì)類(lèi)別方面看 難溶電解質(zhì) 可以是強(qiáng)電解質(zhì)也可以是弱電解質(zhì) 難電離物質(zhì) 只能是弱電解質(zhì) 2 從變化的過(guò)程看 沉淀溶解平衡 已溶解溶質(zhì)與未溶解溶質(zhì)之間形成的沉淀與溶解的平衡狀態(tài) 電離平衡 溶解的弱電解質(zhì)分子與離子之間的轉(zhuǎn)化達(dá)到的平衡狀態(tài) 探究一 探究二 3 沉淀溶解平衡與難溶電解質(zhì)的電離比較 平衡狀態(tài)沉淀溶解平衡指已溶溶質(zhì)的離子與未溶溶質(zhì)之間的平衡 難溶電解質(zhì)中 可能存在電離平衡 如Al OH 3 可能不存在電離平衡 如BaSO4 表示方法 探究一 探究二 2 影響沉淀溶解平衡的因素 1 內(nèi)因 電解質(zhì)本身的性質(zhì) 2 外因 溫度 溫度升高 多數(shù)溶解平衡向溶解的方向移動(dòng) 稀釋 向溶解方向移動(dòng) 同離子效應(yīng) 加入相同離子 向生成沉淀的方向移動(dòng) 探究一 探究二 典例剖析 典例1 現(xiàn)向含AgBr的飽和溶液中 1 加入固體AgNO3 則c Ag 填 變大 變小 或 不變 下同 2 加入更多的AgBr固體 則c Ag 3 加入AgCl固體 則c Br c Ag 4 加入Na2S固體 則c Br c Ag 探究一 探究二 解析 1 向AgBr飽和溶液中加入AgNO3 溶解平衡逆向移動(dòng) 但c Ag 變大 2 加入AgBr固體 對(duì)溶解平衡無(wú)影響 c Ag 不變 3 因AgCl溶解度大于AgBr 加入AgCl固體時(shí) c Ag 變大 溶解平衡向左移動(dòng) c Br 變小 4 因Ag2S溶解度小于AgBr 加入Na2S固體時(shí) 生成Ag2S 溶解平衡向右移動(dòng) c Br 變大 但c Ag 變小 答案 1 變大 2 不變 3 變小變大 4 變大變小 探究一 探究二 變式訓(xùn)練1將足量AgCl分別放入 5mL水 10mL0 2mol L 1的MgCl2溶液 20mL0 5mol L 1的NaCl溶液 40mL0 1mol L 1的鹽酸中溶解至溶液飽和 各溶液中Ag 的濃度分別為a b c d 它們由大到小的排列順序是 解析AgCl在溶液中存在溶解平衡AgCl s Cl aq Ag aq 所以氯離子濃度越大 Ag 的濃度就越小 中氯離子的濃度分別是0 4mol L 1 0 5mol L 1 0 1mol L 1 所以順序是a d b c 答案a d b c 探究一 探究二 沉淀溶解平衡的應(yīng)用問(wèn)題探究1 除去溶液中的 選擇加入鈣鹽還是鋇鹽 為什么 答案加入鋇鹽 因?yàn)锽aSO4的溶解度更小 沉淀更完全 2 根據(jù)你現(xiàn)有的知識(shí) 你認(rèn)為判斷沉淀能否生成可從哪方面考慮 對(duì)于要除去的離子能否通過(guò)沉淀反應(yīng)全部除去 請(qǐng)說(shuō)明原因 答案從溶解度方面可判斷沉淀能否生成 對(duì)于要除去的離子不能通過(guò)沉淀完全除去 因?yàn)椴蝗苁窍鄬?duì)的 沉淀物在溶液中存在溶解平衡 探究一 探究二 知識(shí)歸納沉淀溶解平衡應(yīng)用中的一些問(wèn)題生成難溶電解質(zhì)而形成沉淀 是工業(yè)生產(chǎn) 環(huán)保工程和科學(xué)研究中除雜質(zhì)或提純物質(zhì)的重要方法之一 1 沉淀劑的選擇 要求除去溶液中的某種離子 又不能影響其他離子的存在 并且由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)離子還要便于除去 2 在遇到含有多種弱堿陽(yáng)離子的混合溶液的離子分離及除雜時(shí) 往往通過(guò)改變?nèi)芤旱乃釅A性使離子分別沉淀而除去 過(guò)程中要注意控制形成沉淀的pH 3 利用生成沉淀分離或除去某種離子 首先要使生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生 其次沉淀生成的反應(yīng)進(jìn)行得越完全越好 探究一 探究二 典例剖析 典例2 1 已知在25 時(shí) Ksp Mg OH 2 3 2 10 11 假設(shè)飽和Mg OH 2溶液的密度為1g mL 1 試求Mg OH 2的溶解度為g 2 在25 時(shí) 向0 02mol L 1的MgCl2溶液中加入NaOH固體 如要生成Mg OH 2沉淀 應(yīng)使溶液中的c OH 最小為mol L 1 3 25 時(shí) 向濃度均為0 02mol L 1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液 先生成沉淀 填化學(xué)式 當(dāng)兩種沉淀共存時(shí) 已知25 時(shí) Ksp Cu OH 2 2 0 10 20 探究一 探究二 解析 1 設(shè)c Mg2 為x 則c OH 為2x 由Ksp Mg OH 2 3 2 10 11 c Mg2 c2 OH x 2x 2 4x3 解得c Mg2 2 10 4mol L 1 則1L溶液中 即1L水中 溶解Mg OH 2為2 10 4mol 即1000g水中溶解Mg OH 2為 2 10 4mol 58g mol 1 1 16 10 2g 所以Mg OH 2的溶解度為1 16 10 3g 2 當(dāng)c Mg2 c2 OH 3 2 10 11時(shí)開(kāi)始生成Mg OH 2沉淀 探究一 探究二 答案 1 1 16 10 3 2 4 10 5 3 Cu OH 21 6 109 探究一 探究二 1 在計(jì)算難溶電解質(zhì)溶液中離子平衡濃度時(shí)不要搞錯(cuò)計(jì)量數(shù)關(guān)系 如xmol L 1鉻酸銀 Ag2CrO4 溶液中c Ag 是2xmol L 1而不是xmol L 1 2 類(lèi)型不同的難溶電解質(zhì)的溶度積大小不能直接反映出它們的溶液中離子濃度的大小 因?yàn)樗鼈兊娜芏确e表達(dá)式是不同的 Ksp與S的換算沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的公式 因電解質(zhì)類(lèi)型 陰 陽(yáng)離子數(shù)目比 的不同而相異 探究一 探究二 探究一 探究二 答案B 1 2 3 4 5 1 下列說(shuō)法中正確的是 A 只有易溶電解質(zhì)在溶液中才存在溶解平衡B 難溶電解質(zhì)在溶液中只存在溶解平衡 不存在電離平衡C 溶解平衡只能通過(guò)電解質(zhì)溶解于水時(shí)建立D 溶解平衡時(shí) 電解質(zhì)表面上的離子或分子脫離電解質(zhì)的速率與溶液中的離子或分子回到電解質(zhì)表面的速率相等解析溶解平衡發(fā)生在固體表面 是在一定條件下離子向溶劑中擴(kuò)散和溶劑中離子在固體表面析出建立的平衡 溶解平衡時(shí)以上兩種速率相等 答案D 1 2 3 4 5 2 下列有關(guān)沉淀溶解平衡的說(shuō)法正確的是 A Ksp AB2 小于Ksp CD 則AB2的溶解度小于CD的溶解度B 在氯化銀的沉淀溶解平衡體系中 加入蒸餾水 氯化銀的Ksp增大C 在氯化銀的沉淀溶解平衡體系中 加入碘化鉀固體 氯化銀沉淀可轉(zhuǎn)化為碘化銀沉淀D 在碳酸鈣的沉淀溶解平衡體系中 通入CO2氣體 溶解平衡不移動(dòng)解析AB2與CD類(lèi)型不同 不能用Ksp直接比較大小 A項(xiàng)錯(cuò)誤 溶度積與溫度有關(guān) 與物質(zhì)的量濃度無(wú)關(guān) 加水稀釋 平衡向溶解方向移動(dòng) 但Ksp不變 B項(xiàng)錯(cuò)誤 碘化銀的溶解度更小 由溶解度小的沉淀可轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀知 在氯化銀的沉淀溶解平衡體系中 加入碘化鉀固體 因生成碘化銀而促進(jìn)氯化銀的溶解 C項(xiàng)正確 在碳酸鈣的沉淀溶解平衡體系中通入CO2氣體 會(huì)消耗 使碳酸鈣溶解平衡右移 D項(xiàng)錯(cuò)誤 答案C 1 2 3 4 5 3 某溫度時(shí) BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示 下列說(shuō)法正確的是 A 加入Na2SO4可以使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)B 通過(guò)蒸發(fā)可以使溶液由d點(diǎn)變到c點(diǎn)C d點(diǎn)無(wú)BaSO4沉淀生成D a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp大于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp 答案C 1 2 3 4 5 4 向5mLNaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液 出現(xiàn)白色沉淀 繼續(xù)滴加一滴KI溶液并振蕩 沉淀變?yōu)辄S色 再滴入一滴Na2S溶液并振蕩 沉淀又變成黑色 根據(jù)上述變化過(guò)程 分析此三種沉淀物的溶解度關(guān)系為 A AgCl AgI Ag2SB AgClAgI Ag2SD AgI AgCl Ag2S解析沉淀溶解平衡總是向更難溶的方向轉(zhuǎn)化 由轉(zhuǎn)化現(xiàn)象可知三種沉淀物的溶解度關(guān)系為AgCl AgI Ag2S 答案C 1 2 3 4 5 5 工業(yè)上制取純凈的CuCl2 2H2O的主要過(guò)程是 將粗制氧化銅 含少量FeO 溶解于稀鹽酸中 加熱 過(guò)濾 對(duì) 所得濾液 pH為3 按下列步驟進(jìn)行操作 已知Cu2 Fe2 在pH為4 5時(shí)不水解 Fe3 卻幾乎完全水解形成沉淀 請(qǐng)回答下列問(wèn)題 1 X是 填化學(xué)式 其反應(yīng)的離子方程式是 2 Y物質(zhì)應(yīng)具備的條件是 生產(chǎn)中Y可選 3 溶液乙在蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)應(yīng)注意 1 2 3 4 5 解析 1 根據(jù)框圖 加入氧化劑X可把Fe2 氧化為Fe3 而沒(méi)有增加新雜質(zhì) 所以X為Cl2或H2O2等 2 結(jié)合題中信息 調(diào)節(jié)pH至4 5 使Fe3 全部沉淀 同時(shí)不引進(jìn)新雜質(zhì) 所以Y最好為CuO Cu OH 2等 3 CuCl2溶液在蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程中發(fā)生水解Cu2 2H2OCu OH 2 2H 可加入鹽酸以抑制其水解 在蒸發(fā)時(shí)要不斷攪拌且不能蒸干 答案 1 Cl22Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 或H2O22Fe2 H2O2 2H 2Fe3 2H2O 2 調(diào)節(jié)溶液酸堿性 使pH為4 5 且不引進(jìn)新雜質(zhì)CuO Cu OH 2等 3 通入HCl氣體 或加入鹽酸 并不斷攪拌且不能蒸干