化学选修4 第三章第四节综述

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1、第三章第三章 水溶液中离子平衡水溶液中离子平衡 * 学习目标学习目标 1.理解难溶电解质的溶解平衡。 2.溶度积和溶度积规则。 3.利用平衡移动原理分析沉淀的生成、溶 解、转化。 1.盐类的水解实质: 2.水解规律: 3.影响因素: 有弱才水解,无弱不水解; 谁弱谁水解,谁强显谁性; 越弱越水解,都弱双水解。 温度: 溶液酸碱性: 浓度: 越稀越水解, 越热越水解 盐电离出来的离子与水电离出来的H+ 或OH 结合,从而使水的电离平衡发生移动的过程。 复习旧课复习旧课 讨论: (1)如何判断NaCl溶液是否已经达到饱和? 实验实验: :在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸,观察。 (2)饱和的NaCl

2、溶液中NaCl是否不再溶解了呢? 实验探究实验探究 (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? 一一.Ag.Ag + + 和和ClCl - - 的反应真能进行到底吗的反应真能进行到底吗? ? P61P61思考与交流思考与交流 阅读课本P6162 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,AgNO3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

3、是等物质的量浓度、 等体积的,一般认为反应可以进行到底。 一一.Ag.Ag + + 和和ClCl - - 的反应真能进行到底吗的反应真能进行到底吗? ? Ag+ + Cl- = AgCl P61P61讨论讨论1: 1: 当AgNO3与NaCl反应生成难 溶AgCl时,溶液中是否含有Ag+和Cl-? P61P61表表3 3 - - 4 4 几种电解质的溶解度几种电解质的溶解度(20(20) ) 化学式溶解度/g化学式溶解度/g AgCl1.510-4Ba(OH)23.89 AgNO3222BaSO42.410-4 AgBr8.410-6Ca(OH)20.165 Ag2SO40.796CaSO40

4、.21 Ag2S1.310-16Mg(OH)2910-4 BaCl235.7Fe(OH)3310-9 P61P61讨论讨论2:2: 谈谈你对酸、碱和盐的溶解度表中 “溶”与“不溶”的理解。 溶解度可以很小,但仍有度。溶与不溶是相对 的,没有绝对不溶的物质。 大于10g, 易溶 1 g10g, 可溶 0.01g1g, 微溶 小于0.01g, 难溶 2020时时, ,溶解度溶解度: : 20易溶可溶微溶难溶 溶解度/g1010.01 V (沉淀) 溶解平衡: V (溶解) = V (沉淀) 溶解 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl- (aq) 沉淀 1.1.生成沉淀的离子反应能发生的原因生成

5、沉淀的离子反应能发生的原因 生成物的溶解度很小 2.2.溶解平衡的建立溶解平衡的建立 1)概念: 在一定条件下,难溶电解质电解质溶解成离子 的速率等于离子重新结合成沉淀的速率,溶液中各 离子的浓度保持不变的状态。(也叫沉淀溶解平衡) 2)表达式: 练习练习: : 书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式 小结小结 溶解 AgCl(s) Ag+ (aq) + Cl - (aq) 沉淀 3.3.溶解平衡的特征溶解平衡的特征 逆、等、动、定、变 4.4.生成难溶电解质的离子反应的限度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110-5mol/

6、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) Ca2+(aq)+2OH-(aq) 加入下列溶液,可使Ca(OH)2减少的是 （ ） A.Na2CO3溶液 B.AlCl3溶液 C.NaOH溶液 D.CaCl2溶液 课堂练习课堂练习 AB 图3-15 化学沉淀法废水处理工艺流程示意图 二二. .沉淀反应的应用沉淀反应的应用 1.1.沉淀的生成 沉淀的生成 (1)(1)应用应用: :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。 (阅读课本P6265) (2)(2)方法方法 调节溶液调节溶液pHpH值值

7、: : 如如: :工业原料氯化铵中混有氯化铁,加氨水 调pH值至7-8 Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+ 加入沉淀剂加入沉淀剂: : 如沉淀Cu2+、Hg2+等,以 Na2S、H2S做沉淀剂 Cu2+S2- =CuS Hg2+S2-=HgS 1.如果要除去某溶液中的SO42-,选择加入钙盐还 是钡盐?为什么? 2.如果要除去某溶液中的Mg2+,应该加入什么离 子比较好?为什么? 3.以你现有的知识,你认为判断沉淀能否生成可 从那些方面考虑?是否可使要除去的离子全部通过 沉淀除去?如何尽可能多地除去? 钡盐。硫酸钡难溶,可使硫酸根 离子沉淀完全,而硫酸钙微溶,硫酸根沉淀不完全。

8、 加入OH-为好,Mg(OH)2难溶,而MgCO3微溶。 沉淀生成可从溶解度大小来考虑。 不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去,因存 在溶解平衡。 可加入过量的沉淀剂,以使平衡向沉淀的方向移动。 P63P63思考与交流思考与交流 2. 要除去MgCl2酸性溶液中少量的 FeCl3, 不宜选用的试剂是 （ ） A.MgO B.MgCO3 C.NaOH D.Mg(OH)2 课堂练习课堂练习 c 2.2.沉淀的溶解沉淀的溶解 原理原理: : 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。 (1) (1) 生成弱电解质使沉淀溶解生成弱电解质使沉淀溶解 如如: :CaCO3 FeS

9、 Al(OH)3 Cu(OH)2 CaC2O4 溶于强酸 强酸 CaCO3(s) CO32-+Ca2+ +H+ HCO3- H2CO3 H2O+CO2 +H+ 强酸强酸是常用的溶解难溶 电解质的试剂。如可溶解 难溶氢氧化物, 难溶碳酸 盐、某些难溶硫化物等。 1.写出有关反应的化学方程式. 滴加试剂蒸馏水盐酸氯化氨溶液 现象 固体无明显 溶解现象 迅速溶解逐渐溶解 (2) (2) 加入某些盐促进沉淀溶解加入某些盐促进沉淀溶解 实验实验3-33-3 P64P64思考与交流思考与交流 如如: : Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液 H+直接结合OH-,使c(OH-)减小,平衡 右移,从而使Mg(OH

10、)2溶解。 2.用平衡移动的原理分析Mg(OH)2溶于盐酸和 NH4Cl溶液的原因,并从中找出沉淀溶解的规律。 解 释 在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡: 加入NH4Cl时, 解释2: NH4+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。 Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq) 解释解释1:1: NH4+直接结合OH-,使c(OH-)减小,平衡右 移,从而使Mg(OH)2溶解。 P64P64思考与交流思考与交流 加入HCl时, Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq) H2O NH4+H2O NH3H2O+H+ OH

11、-+H+ 因OH-浓度降低,使溶解平衡向沉淀溶解的方向移动 Mg(OH)2+2NH4Cl = MgCl2 + 2NH3+ 2H2O 小结小结 难溶电解质溶解的规律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. 牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH 的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡: Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+3PO43-+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Ca5(PO4)3F(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

12、牙膏中 配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因: 。 生成的有机酸能中和 OH-,使平衡向脱矿方向移动,加速腐蚀牙齿 课堂练习课堂练习 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 转变为黄色 向新得固液混 合物中滴加 Na2S溶液 黄色沉淀 转变为黑色 3.3.沉淀的转化沉淀的转化 实验实验3-43-4 3.3.沉淀的转化沉淀的转化 步 骤 NaCl和AgNO3 溶液混合 向所得固体混合物中 滴加KI溶液 向新得固体混合物 中滴加Na2S溶液 现 象 白色沉淀析出 白色沉淀转为黄色 黄色沉淀转为黑色

13、实验实验3-43-4 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 白色沉淀转变为红褐色 静 置 红褐色沉淀 析出, 溶液变无色 实验实验3-53-5 3.3.沉淀的转化沉淀的转化 步 骤 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 静置 现 象 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 实验实验3-53-5 三、沉淀的转化 1.根据你所观察到的现象,分析所发生的反应。 2.如果将上述两个实验中的沉淀生成和转化的步 骤颠倒顺序,会产生什么结果?试用平衡移动原理和 两种沉淀溶解度上的差别加

14、以解释,并找出这类反 应发生的特点。 溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀。两 者差别越大,转化越容易。 沉淀的转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动 P64P64思考与交流思考与交流 （1 1）沉淀转化的实质）沉淀转化的实质 沉淀转化的实质沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动。一般溶 解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现 在含有沉淀的溶液中加入另一种沉淀剂, 使其与溶液中某一离子结合成更难溶的物质, 引起一种沉淀转变成另一种沉淀的现象,叫沉 淀的转化。 （2 2）沉淀转化的应用）沉淀转化的应用 沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值 3.3.沉淀的转化沉淀的转化 锅炉中水垢中含有CaSO4,

15、可先用Na2CO3溶 液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。 CaSO4 SO42- + Ca2+ + CO32- CaCO3对一些自然现象的解释对一些自然现象的解释 锅炉除水垢锅炉除水垢 CaSO4(s)+Na2CO3 = CaCO3(s)+Na2SO4 自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的 矿物的现象。例例: : 各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用 后可变成CuSO4溶液,并向深部渗透,遇到深层的闪锌矿 (ZnS)和方铅矿(PbS),便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。 小结小结 沉淀的生成、溶解、转化本质上都 是沉淀溶解平衡的移动,其基本依据主要有: 浓度浓度: : 加水,平衡向溶解方向移动。 温度温度: : 升温,多数平衡向溶解方向移动。 加入相同离子加入相同离子: :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或更难电离或气体的离子: :使平衡向溶解的 方向移动。 科学视野科学视野溶度积溶度积KKSP SP 对于溶解平衡: MmNn(s) mMn+(aq)+nNm+(a