《2018-2019年高中化学第03章水溶液中的离子平衡专题3.4沉淀溶解平衡及应用课件新人教版选修4 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019年高中化学第03章水溶液中的离子平衡专题3.4沉淀溶解平衡及应用课件新人教版选修4 .ppt（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、你知道它是如何形成的吗？你知道它是如何形成的吗？固体物质的溶解度固体物质的溶解度定义：在一定温度下，某固态物质在定义：在一定温度下，某固态物质在100100克溶剂克溶剂 里达到饱和状态时所溶解的质量。里达到饱和状态时所溶解的质量。 叫做这种物质在这种溶剂里的叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。溶解度。注意：注意： 条件：一定温度条件：一定温度 标准：标准：100100克溶剂克溶剂状态：饱和状态状态：饱和状态 单位：克单位：克 任何物质的溶解是有条件的，在一定的条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件下某物质的溶解量一般是有限的。有限的。10g110g0.011g0.01
2、g难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0(生成AgCl沉淀后的溶液中三种有关反应的粒子在反应体系中共存)。在饱和在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸溶液中加入浓盐酸现象现象:解释解释: 在在NaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡的饱和溶液中，存在溶解平衡 NaCl(s) Na+(aq) + Cl-(aq)加浓盐酸会使加浓盐酸会使c(Cl- )增加增加,平衡向左移动平衡向左移动,因而有因而有 NaCl晶体析出晶体析出.NaCl饱和溶液中有固体析出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？解质在水中是否也存在溶解平衡
3、呢？请结合平衡移动原理解释此现象当v(溶解)v(沉淀)时，得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡难溶电解质的溶解平衡AgCl(s)Ag(aq) + Cl(aq) 沉淀溶解化学平衡的所有原理都适合溶解平衡几点说明：几点说明：溶解平衡的存在，决定了生成难溶电解质的反溶解平衡的存在，决定了生成难溶电解质的反应不能进行到底。应不能进行到底。习惯上将生成难溶电解质的反应，认为习惯上将生成难溶电解质的反应，认为反应完反应完全了全了，是因为通常把溶液中残留的，是因为通常把溶液中残留的离子浓度离子浓度 QCKSP溶液过饱和，有沉淀析出溶液过饱和，有沉淀析出溶液饱和，沉淀与溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡溶解处于平衡状
4、态状态溶液未饱和，可继续溶解该难溶电解质溶液未饱和，可继续溶解该难溶电解质1 1、溶度积（、溶度积（KspKsp）：难溶电解质的溶解：难溶电解质的溶解平衡平衡中，中，离子浓度离子浓度幂幂的乘积。的乘积。难溶电解质已达溶解平衡思考：根据下表进行分析，溶度积与溶解度有什么关系？思考：根据下表进行分析，溶度积与溶解度有什么关系？难溶物难溶物Ksp溶解度（溶解度（g）AgCl1.810-101.810-4AgBr5.410-138.410-6AgI8.510-172.110-7Ag2CrO41.110-122.210-33、影响、影响Ksp的因素的因素: Ksp的大小只与的大小只与难溶电解质本身的难溶
5、电解质本身的性质和温度性质和温度有关有关4、Ksp的意义的意义:相同类型相同类型的难溶电解质，在同温度下，的难溶电解质，在同温度下，Ksp越大，溶解度越大；越大，溶解度越大；不同类型不同类型的难溶电解质，应通过计算才能进行比较。的难溶电解质，应通过计算才能进行比较。在100mL 0.01mol/L KCl 溶液中，加入1mL 0.01mol/L AgNO3 溶液，下列说法正确的是(AgCl Ksp=1.810-10) （ ）A. 有AgCl沉淀析出 B. 无AgCl沉淀 C. 无法确定 D. 有沉淀但不是AgClA 已知AgCl 298 K 时在水中溶解度1.9210-3gL-1，计算其Ksp
6、。解：M(AgCl) = 143.5 g mol-1c(AgCl) =1.9210-3gL-1/143.5gmol-1 = 1.34 10-5 molL-1Ksp = c2 = (1.34 10-5 )2 = 1.810-101 1、沉淀的生成、沉淀的生成（1）应用）应用：生成难溶电解质的沉淀，是工：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业生产、环保工程和科学研究中除杂或提纯除杂或提纯物质的重要方法之一。物质的重要方法之一。（2）沉淀的方法）沉淀的方法 调调pH值值如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，使其溶解于如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，使其溶解于水，再加氨水调水，再加氨水调
7、pH值至值至78，可使，可使Fe3+转变为转变为Fe(OH)3沉淀而除去。沉淀而除去。Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4 加沉淀剂加沉淀剂 如：沉淀如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以等，以Na2S、H2S做沉淀剂做沉淀剂Cu2+S2= CuS Hg2+S2= HgS思考与交思考与交流流1、除去、除去NaCl溶液中的溶液中的SO42-，选择加，选择加 入入CaCl2还是还是BaCl2做沉淀剂？为什么？做沉淀剂？为什么？加入钡盐，因为加入钡盐，因为BaSO4比比CaSO4更难溶，使用钡更难溶，使用钡盐可使盐可使SO42-沉淀更完全沉淀更完全 沉淀离子浓度小于沉淀离子浓度小于10-5
8、mol/L混合溶液滴加氨水调节溶液至pH1静置，过滤溶液1沉淀1滴加氨水调节溶液至pH2静置，过滤溶液2沉淀2除去并回收除去并回收NH4Cl溶液中的溶液中的FeCl3和和MgCl2杂质的的实验流程（部分）如下：流程（部分）如下：（已知：已知：回收液中回收液中杂质离子离子Fe3+和和Mg2+的物的物质的量的量浓度均度均为0.1mol/L。）。）（1）pH1的范围： ，沉淀1的成分： 。 （2）pH2的范围： ，沉淀2的成分： 。 3pH19Fe(OH)3pH211Mg(OH)2在粗制CuSO45H2O晶体中常含有杂质Fe2+。在提纯时，为了出去Fe2+，常加入少量H2O2，使Fe2+氧化为Fe3
9、+，然后再加少量碱至溶液PH=4，可以达到除去铁离子而不损失硫酸铜的目的。试解释原因。沉淀物沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Cu（OH）2开始沉淀的开始沉淀的pH2.37.64.4完全沉淀的完全沉淀的pH3.29.76.4从以下数据分析，能找出原因：从以下数据分析，能找出原因：2. 2. 沉淀的溶解沉淀的溶解原理：不断减少溶解平衡体系中的相应离子，使原理：不断减少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，就达到使沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动，就达到使沉淀溶解的目的。的目的。 CaCOCaCO3 3(s) CO(s) CO3 32-2-(aq(aq) + Ca2+(aq)HCO
10、3-+H+H+H2CO3H2O + CO2例如：例如：CaCOCaCO3 3为什么能溶于稀盐酸为什么能溶于稀盐酸思考思考：写出写出氢氧化镁氢氧化镁沉淀溶解平衡的表达式沉淀溶解平衡的表达式. 若使氢氧化镁沉淀溶解，可以采取什么方法？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？所依据的原理是什么？Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq)溶解溶解沉淀沉淀 根据根据勒夏特列原理勒夏特列原理，使沉淀溶解，使沉淀溶解平衡向平衡向溶解溶解方向移动方向移动可采取的方法有：可采取的方法有：升温、升温、加水、加盐酸加水、加盐酸.还可以加什么物质呢？还可以加什么物质呢？试管试管编号编号对
11、应对应试剂试剂少许少许Mg(OH)2少许少许Mg(OH)2少许少许Mg(OH)2少许少许Mg(OH)2滴加滴加试剂试剂2ml蒸馏水，蒸馏水，滴加酚酞溶液滴加酚酞溶液2ml盐酸盐酸3ml饱和饱和NH4Cl溶液溶液 2mlFeCl3溶液溶液现象现象固体无明显固体无明显溶解现象，溶解现象，溶液变浅红溶液变浅红迅速溶解迅速溶解逐渐溶解逐渐溶解Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2OMg(OH)2 + 2NH4Cl MgCl2 + 2NH3H2O完成实验完成实验, ,记录现象记录现象, ,写出反应的化学方程式。写出反应的化学方程式。有红褐有红褐色沉淀色沉淀生成生成说明说明溶解溶解实验探究：
12、实验探究：分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、盐酸、分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、盐酸、 NH4Cl、FeCl3溶液溶液，根据实验现象，得出结论。，根据实验现象，得出结论。在溶液中存在在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：的溶解平衡： Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq) 加入盐酸时，加入盐酸时，H中和中和OH，使使c(OH)减减小，平衡小，平衡右右移，从而使移，从而使Mg(OH)2溶解。溶解。 加入加入NH4Cl时，时，NH4与与OH结合，生成结合，生成弱电弱电解质解质NH3H2O（它在水中比（它在水中比Mg（OH）2更难电更难电离出离出OH-），使），使c(OH)减小，平衡减
13、小，平衡右右移，从而移，从而使使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。【思考与交流思考与交流】： 应用平衡移动原理分析、解释实验中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。发生的反应，并试从中找出使沉淀溶解的规律。【解释解释】思考思考：白色的白色的氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后，氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后，为什么会为什么会有红褐色沉淀生成？有红褐色沉淀生成？Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq)，Fe(OH)3这就是这就是-沉淀的转化沉淀的转化FeCl3 = 3Cl + Fe3Fe(OH)3的的KspKsp远小于
14、远小于Mg(OH)2的的KspKsp，说明，说明Fe(OH)3比比Mg(OH)2更难溶。更难溶。参见参见P65P65页表页表3-53-5【实验实验3-4】步骤步骤1mLNaCl和和10滴滴AgNO3溶混溶混合合(均为均为0.1molL)向所得固液混合物向所得固液混合物中滴加中滴加10滴滴0.1molLKI溶液溶液向新得固液混合物向新得固液混合物中滴加中滴加10滴滴0.1molL Na2S溶液溶液现象现象有白色沉淀析出有白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄色白色沉淀转化为黄色黄色沉淀转化为黑色黄色沉淀转化为黑色AgClAgIAg2S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
15、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3-5】（实验（实验3 34 4、3 35 5沉淀转化）沉淀转化）AgClAgClAgIAgIAgAg2 2S SKIKINaNa2 2S SFeClFeCl3 3静静置置Mg(OH)Mg(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3讨论讨论:从实验中可以得到什么结论？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。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。沉淀一般从溶解度小的向溶解度
16、更小的方向转化。物质物质溶解度溶解度/gAgCl1.510-4AgI 9.610-9Ag2S1.310-16沉淀的转化沉淀的转化示意图示意图KI = I- + K+AgCl(s) Ag+ + Cl-+AgI(s)s(AgCl)=1.510-4gs(AgI)=3.710-7gs(Ag2S)=1.310-16g沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。化。AgCl(s)+I- AgI(s) + Cl-思考与交思考与交流流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
17、度上的差别加以解释，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。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+转化不会发生沉淀转化的实质沉淀转化的实质沉淀转化的实质是沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动沉淀溶解平衡移动。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度一般溶解度小的沉淀转化成溶解度更更小小的沉淀容易实现。的沉淀容易实现。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沉淀的转化在科研和生产中具
18、有重要的应用价值。的应用价值。1.向盛有向盛有0.1mol/LAgNO3溶液的试管中滴加溶液的试管中滴加0.1mol/LNaCl溶液，至不再有白色沉淀生成为止。溶液，至不再有白色沉淀生成为止。取其中澄清溶液，逐滴加入饱和取其中澄清溶液，逐滴加入饱和Na2S溶液，有无溶液，有无沉淀生成？沉淀生成？如果先向如果先向AgNO3溶液中加溶液中加Na2S溶液至沉淀完全，溶液至沉淀完全，再向上层清液中滴加再向上层清液中滴加NaCl，情况又如何？试解释，情况又如何？试解释原因。原因。没有沉淀生成。没有沉淀生成。Ag2S饱饱和溶液中和溶液中Ag太少，不太少，不能生成能生成AgCl沉淀。沉淀。有黑色沉淀生成有黑
19、色沉淀生成。CaSO4 SO42 + Ca2 +CO32CaCO3 应用应用1：锅炉除水垢：锅炉除水垢：P64锅炉的水垢中含有锅炉的水垢中含有CaSO4 ，可先用，可先用Na2CO3溶液处理，使溶液处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。化学法除锅炉水垢的流程图化学法除锅炉水垢的流程图CaSO4+CO32- CaCO3+SO42- CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O水垢成分水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 用用饱和饱和Na2CO3溶液浸泡数天溶液浸泡数天疏松的水垢疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2写出除
20、去水垢过程中发生的所有离子方程式写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式用用盐盐酸酸或或饱饱氯氯化化铵铵液液除去水垢除去水垢应用应用2：一些自然现象的解释一些自然现象的解释CaCO3 Ca2+ + CO32-2HCO3-+H2O+CO2当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石石灰石岩层岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的种奇形异状的溶洞溶洞。你知道它是如何形成的。你知道它是如何形成的吗？吗？自然界也发生着溶解度小的矿物转化为自然界也发生着溶
21、解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。溶解度更小的矿物的现象。各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成后可变成CuSOCuSO4 4溶液，并向深部渗透，溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿遇到深层的闪锌矿(ZnS)(ZnS)和方铅矿和方铅矿(PbS)(PbS)，便慢慢地使之转变为铜蓝便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)(CuS)。应用应用3：为什么医学上常用为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”，而不，而不用用BaCO3作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”? BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：的沉淀溶解平衡分别为
22、： BaSO4 Ba2 SO42 s=2.4 104 BaCO3 Ba2 CO32 s=2.2 103 由于人体内胃酸的酸性较强由于人体内胃酸的酸性较强(pH=0.91.5)，如果服下如果服下BaCO3，胃酸会与胃酸会与CO32反应生成反应生成CO2和水，和水，使使CO32浓度降低，使浓度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的使体内的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。浓度增大而引起人体中毒。BaCO3 Ba2+ + CO32- + H+CO2+H2O所以，不能用所以，不能用BaCO3作为内作为内服造影剂服造影剂“钡钡餐餐”。而而SO42不与不与H结合生成硫酸，
23、结合生成硫酸，胃酸中的胃酸中的H对对BaSO4的溶解的溶解平衡没有影响，平衡没有影响，Ba2浓度保浓度保持在安全浓度标准下，所以用持在安全浓度标准下，所以用BaSO4 作作“钡餐钡餐”。【小结小结】：沉淀的生成、溶解、转化沉淀的生成、溶解、转化实质实质上上都是都是沉淀溶解平衡的移动沉淀溶解平衡的移动的过程，其基本依的过程，其基本依据主要有：据主要有：浓度浓度：加水，平衡向：加水，平衡向溶解溶解方向移动。方向移动。温度温度：升温，多数平衡向：升温，多数平衡向溶解溶解方向移动。方向移动。加入相同离子加入相同离子，平衡向，平衡向沉淀沉淀方向移动。方向移动。加入加入可与体系中某些离子反应可与体系中某些
24、离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子生成更难溶或更难电离或气体的离子，使平衡向，使平衡向溶解溶解的的方向移动。方向移动。牙齿表面由一层硬的、组成牙齿表面由一层硬的、组成为为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：液中存在下列平衡： Ca5(PO4)3OH（s） 5 Ca2+ +3PO43-+OH- 进食后，细菌和进食后，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 。已知已知Ca5(PO4)3F（s）的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固
25、。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：原因：因因 。 生成的有机酸能中和生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，加速，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿腐蚀牙齿 5Ca23PO43FCa5(PO4)3F 思考：例例3 3：已知已知K Ksp,AgClsp,AgCl1.1.8 8 1010-10-10， K Ksp,Agsp,Ag2 2CrOCrO4 49.09.0 1010-1-12 2，试试 求求AgClAgCl和和AgAg2 2CrOCrO4 4的溶解度（用的溶解度（用g/Lg/L表示）表示）解：解：（1）设）设AgCl的溶解度为的溶解度为S1（molL),则：则： AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平衡平衡 S1 S1 (2)2)设设AgAg2 2CrOCrO4 4的溶解度为的溶解度为S S2 2（mol/L),mol/L),则：则： AgAg2 2CrOCrO4 4(s) 2Ag(s) 2Ag+ +(aq) + CrO(aq) + CrO4 42-2-(aq)(aq) 平平 2S2S2 2 S S2 2在水中：在水中：AgCl溶解度小于溶解度小于Ag2CrO4的溶解度的溶解度
