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1、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 第一课时 人教版选修4 化学反应原理 1 1 举例说明学过的 平衡 它们有哪些特征 化学平衡2NO2N2O4 电离平衡H2OH OH Kw c H c OH K 水解平衡FeCl3 3H2OFe OH 3 3HCl 2 特征 逆 等 动 定 变 3 平衡移动原理 勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个条件 如浓度 温度 或压强等 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动 复习 2 4 什么叫饱和溶液 什么叫不饱和溶液 一定温度下 不能再溶解某种溶质的溶液叫该溶质的饱和溶液 还能继续溶解某种溶质的溶液叫该溶质的不饱和溶液 5 溶解性是指 溶解性是物质
2、的 性质 溶解性大小跟 有关 一种物质溶解在另一种物质中的能力 物理 溶质 溶剂的性质 3 物质的溶解性只能粗略表示物质的溶解能力的强弱 为了精确表示物质的溶解能力 化学上引入了 溶解度 的概念 4 固体物质的溶解度 定义 在一定温度下 某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量 叫做这种物质种物质在这种溶剂里的溶解度 注意 条件 一定温度标准 100克溶剂状态 饱和状态单位 克任何物质的溶解是有条件的 在一定的条件下某物质的溶解量一般是有限的 溶解度的简单计算 5 溶解度与溶解性的关系 20 10 易溶 可溶 1 微溶 0 01 难溶 S g 6 1 NaCl在水溶液里达到溶解平衡
3、状态时有何特征 2 要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体 可采取什么措施 蒸发 减溶剂 降温 NaCl的溶解速率与结晶速率相等 并且只要溶解平衡的条件不变 该溶液中溶解的NaCl的量就是一个恒定值 加入浓盐酸 交流 讨论 7 在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸 现象 解释 在NaCl的饱和溶液中 存在溶解平衡NaCl s Na aq Cl aq 加浓盐酸会使c Cl 增加 平衡向左移动 因而有NaCl晶体析出 NaCl饱和溶液中有固体析出 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 8 一 Ag 和Cl 的反应能进行到底吗 实验 向盛有2mL0 1mol LAgNO3
4、溶液的试管中加入2mL0 1mol LNaCl溶液 1 问题讨论 有黄色沉淀生成 说明溶液中依然有Ag Cl 存在 即Ag 和Cl 的反应不能进行到底 1 恰好反应没有 2 溶液中还含有Ag 和Cl 继续试验 取上层清液 滴加KI溶液 有何现象 说明了什么 资料 化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10 5mol L时 沉淀达到完全 沉淀是难溶物 但不是绝对不溶 只不过溶解度很小 难溶物在水中存在溶解平衡 9 1 生成沉淀的离子反应能发生的原因 生成物的溶解度很小 2 难溶电解质的溶解平衡 化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10 5mol L时 沉淀达到完全 10 2 AgCl溶解平
5、衡的建立 当v 溶解 v 沉淀 时 得到饱和AgCl溶液 建立溶解平衡 注意写法 11 在一定条件下 难溶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 4 溶解平衡的特征 逆 等 动 定 变 3 溶解平衡的概念 平衡的共性 12 一 Ag 和Cl 的反应真能进行到底吗 1 谈谈对部分酸 碱和盐的溶解度表中 溶 与 不溶 的理解 2 根据对溶解度及反应限度 化学平衡原理的认识 说明生成沉淀的离子反应是否能真正进行到底 3 上表中哪些物质属于易溶物质 可溶 微溶 难溶 难溶物质溶解度差别 13 几点说明 溶解平衡的存在 决定了生成难溶电解质
6、的反应不能进行到底 习惯上将生成难溶电解质的反应 认为反应完全了 因对于常量的反应来说 0 01g是很小的 当溶液中残留的离子浓度 1 10 5mol L时 沉淀就达到完全 难溶电解质的溶解度尽管很小 但不会等于0 如Ag2S的溶解度为1 3 10 16g 溶解平衡与化学平衡一样 受外界条件的影响而发生移动 14 结论 在电解质的溶液中 不管是易溶的 微溶的 难溶的电解质都存在着溶解平衡 15 5 影响难溶电解质溶解平衡的因素 a 绝对不溶的电解质是没有的 b 同是难溶电解质 溶解度差别也很大 c 易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡 内因 电解质本身的性质 外因 a 浓度 加水
7、平衡向溶解方向移动 b 温度 升温 多数平衡向溶解方向移动 练 书写碘化银 氢氧化镁溶解平衡的表达式 特例 Ca OH 2 16 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 第二课时 人教版选修4 化学反应原理 17 二 沉淀反应的应用 1 沉淀的生成 1 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 18 2 沉淀的方法 调pH值 如 工业原料氯化铵中混有氯化铁 使其溶解于水 再加氨水调pH值至7 8 可使Fe3 转变为Fe OH 3沉淀而除去 Fe3 3NH3 H2O Fe OH 3 3NH4 加沉淀剂如 沉淀Cu2 Hg2 等 以Na
8、2S H2S做沉淀剂 Cu2 S2 CuS Hg2 S2 HgS 19 化学沉淀法废水处理工艺流程示意图 20 思考与交流 1 如果要除去某溶液中的SO42 你选择加入钡盐还是钙盐 为什么 加入钡盐 因为BaSO4比CaSO4更难溶 使用钡盐可使SO42 沉淀更完全 2 以你现有的知识 你认为判断沉淀能否生成可从哪些方面考虑 是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部除去 说明原因 从溶解度方面可判断沉淀能否生成 不可能使要除去的离子通过沉淀完全除去 因为不溶是相对的 沉淀物在溶液中存在溶解平衡 21 2 沉淀的溶解原理 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 就达到使沉淀溶
9、解的目的 例 CaCO3 s CO32 aq Ca2 aq HCO3 H H H2CO3 H2O CO2 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 除酸外 某些盐溶液也可用来溶解沉淀 22 思考 写出氢氧化镁沉淀溶解平衡的表达式 1 若使氢氧化镁沉淀溶解 可以采取什么方法 所依据的原理是什么 2 现提供以下试剂 请你设计可行的实验方案 蒸馏水 盐酸 饱和NH4Cl溶液 NaOH溶液 NaCl溶液 Na2CO3溶液 FeCl3溶液 Mg OH 2 s Mg2 aq 2OH aq 讨论 溶解 沉淀 根据勒夏特列原理 使沉淀溶解平衡向溶解方向移动 23 固
10、体无明显溶解现象 溶液变浅红 迅速溶解 逐渐溶解 Mg OH 2 2HCl MgCl2 2H2O Mg OH 2 2NH4Cl MgCl2 2NH3 H2O 完成实验 记录现象 写出反应的化学方程式 有红褐色沉淀生成 说明溶解 实验方案 分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水 酸 盐 根据实验现象 得出结论 24 在溶液中存在Mg OH 2的溶解平衡 Mg OH 2 s Mg2 aq 2OH aq 加入盐酸时 H 中和OH 使c OH 减小 平衡右移 从而使Mg OH 2溶解 加入NH4Cl时 NH4 与OH 结合 生成弱电解质NH3 H2O 它在水中比Mg OH 2更难电离出OH 使c OH 减小
11、平衡右移 从而使Mg OH 2的沉淀溶解平衡向溶解方向移动 思考与交流 应用平衡移动原理分析 解释实验中发生的反应 并试从中找出使沉淀溶解的规律 解释 25 思考 白色的氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后 为什么会有红褐色沉淀生成 Mg OH 2 s Mg2 aq 2OH aq 3 沉淀的转化 26 实验3 4 有白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄色 黄色沉淀转化为黑色 AgCl AgI Ag2S 27 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3 5 28 实验3 4 3 5沉淀转化 AgCl
12、AgI Ag2S Mg OH 2 Fe OH 3 29 讨论 从实验中可以得到什么结论 实验说明 沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的方向转化 两者差别越大 转化越容易 沉淀一般从溶解度小的向溶解度更小的方向转化 30 沉淀的转化示意图 KI I K AgI s s AgCl 1 5 10 4g s AgI 3 7 10 7g s Ag2S 1 3 10 16g 沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化 31 思考与交流 1 根据你所观察到的现象 写出所发生的反应 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以解释 找出这类反应
13、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 AgCl I AgI Cl 2AgI S2 Ag2S 2I 3Mg OH 2 2Fe3 2Fe OH 3 3Mg2 转化不会发生 32 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 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 33 CaSO4SO42 Ca2 CO32 CaCO3 应用1 锅炉除水垢 P 64锅炉的水垢中含有CaSO4 可先用Na2CO3溶液处理 使之转化为疏松 易溶于酸的CaCO3 34 化学法除锅炉水垢的流程图 CaSO4 CO32
14、CaCO3 SO42 CaCO3 2H Ca2 CO2 H2OMg OH 2 2H Mg2 2H2O 水垢成分CaCO3Mg OH 2CaSO4 用饱和Na2CO3溶液浸泡数天 疏松的水垢CaCO3Mg OH 2 写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式 用盐酸或饱氯化铵液 除去水垢 35 应用2 一些自然现象的解释 36 CaCO3Ca2 CO32 2HCO3 37 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 38 ZnS沉淀转化为CuS沉淀 1 在1试管中加入ZnSO4溶液 再滴入Na2S
15、溶液 观察现象 2 静置后倾去上层清液 蒸馏水洗涤沉淀2 3次 3 向沉淀中滴加适量的CuSO4溶液 观察现象 实验现象 有白色沉淀出现 白色沉淀转化成为黑色沉淀 为什么白色的ZnS沉淀会转化成为黑色的CuS沉淀 39 ZnS沉淀转化为CuS沉淀的总反应 ZnS s Cu2 aq CuS s Zn2 ZnS与CuS是同类难溶物 CuS的溶解度远小于ZnS的溶解度 40 应用3 为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂 钡餐 而不用BaCO3作为内服造影剂 钡餐 由于人体内胃酸的酸性较强 pH 0 9 1 5 如果服下BaCO3 胃酸会与CO32 反应生成CO2和水 使CO32 浓度降低 使Ba
16、CO3的沉淀溶解平衡向右移动 使体内的Ba2 浓度增大而引起人体中毒 所以 不能用BaCO3作为内服造影剂 钡餐 而SO42 不与H 结合生成硫酸 胃酸中的H 对BaSO4的溶解平衡没有影响 Ba2 浓度保持在安全浓度标准下 所以用BaSO4作 钡餐 41 思考 如果误食可溶性钡盐 造成钡中毒 应尽快用5 0 的Na2SO4溶液给患者洗胃 为什么 能用Na2CO3溶液吗 42 小结 沉淀的生成 溶解 转化实质上都是沉淀溶解平衡的移动的过程 其基本依据主要有 浓度 加水 平衡向溶解方向移动 温度 升温 多数平衡向溶解方向移动 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或更难电离或气体的离子 使平衡向溶解的方向移动 43 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 第三课时 人教版选修4 化学反应原理 44 科学视野 溶度积KSP 对于溶解平衡 MmAn s mMn aq nAm aq 有 KSP c Mn m c Am n在一定温度下 KSP是一个常数 2 溶液中有关离子浓度幂的乘积 离子积QC 任意时刻溶液中离子浓度幂的乘积 溶液过饱和 有沉淀析出
