《难溶电解质的溶解平衡》课件精讲

第四单元难溶电解质的溶解平衡教材的体系与地位、作用专题2化学平衡专题3溶液中的离子反应弱电解质的电离平衡理论弱酸、弱碱水盐类的水解难溶电解质的溶解平衡互相影响沉淀的生成沉淀的溶解沉淀的转化建立移动限度离子反应应用几种电解质的溶解度（20℃）化学式溶解度/g化学式溶解度/gCaSO40.21BaSO42.4×10-4Ca(OH)20.165Ba(OH)23.89CaCO31.5×10-3BaCl235.7AgCl1.5×10-4Mg(OH)29×10-4AgBr8.4×10-6Cu(OH)22×10-7AgI3×10-7Fe(OH)33×10-9Ag2S1.3×10-16NaCl36AgNO3222教材:88表3-14难溶物不溶于水吗？德国化学家维特在1905年就提出：“从严格的科学意义上来说，不溶物是不存在的，即使最顽固抗水的物质也不是不溶的。溶是绝对的，不溶是相对的化学式溶解度/g化学式溶解度/gCaSO40.21BaSO42.4×10-4Ca(OH)20.165Ba(OH)23.89CaCO31.5×10-3BaCl235.7AgCl1.5×10-4Mg(OH)29×10-4AgBr8.4×10-6Cu(OH)22×10-7AgI3×10-7Fe(OH)33×10-9Ag2S1.3×10-16NaCl36AgNO3222如何理解书后所附溶解性表中说“溶”与“不溶”呢?OH-NO3-Cl-SO42-CO32-K+溶溶溶溶溶Na+溶溶溶溶溶Ca2+微溶溶微不Ag+一溶不微不Fe3+不溶溶溶一向饱和NaCl溶液中,加入浓盐酸.析出大量白色沉淀。观察实验现象问题1：加入浓盐酸之前为什么饱和氯化钠溶液中没有晶体析出？加入浓盐酸，使Cl-的浓度增加,平衡向逆向移动,有NaCl结晶析出。在NaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡NaCl(S)Na+(aq)+Cl-(aq)溶解结晶问题2:等物质的量浓度、等体积的AgNO3与NaCl溶液混合沉淀后，上层清液中是否含有Ag+和Cl-？有。溶解度尽管很小，但不等于0,仍有少量溶解。形成饱和溶液。达到溶解平衡状态。Cl-+Ag+＝AgCl↓类比分析一定温度下，当v(溶解)＝v(沉淀)时，得到饱和AgCl溶液，即建立了沉淀—溶解平衡。V沉淀问题3:AgCl的沉淀—溶解平衡是如何建立的？tV溶解v0V溶解=V沉淀易溶电解质与难溶电解质只是溶解度不同，其沉淀溶解平衡的建立过程并没有本质区别。2、特征：一、难溶电解质的溶解平衡：1.概念：一定条件下的饱和溶液中，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）逆、动、等、定、变归纳总结—突出重点书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式3、表达式：AgCl(s)Cl-(aq)+Ag+(aq)溶解沉淀AgI(s)I-(aq)+Ag+(aq)Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)+2OH－(aq)表达式书写问题4在以前的学习中我们会认为等物质的量的Cl-和Ag+会反应完全，那么通过今天的学习，你对该反应有新的认识吗？认知提升：转化思维角度1、有沉淀生成的离子反应其实质就是难溶电解质建立沉淀溶解平衡的过程2、有难溶电解质生成的离子反应不可能进行完全，离子之间恰好完全反应是一种近似的认为。（一种离子浓度小于1×10-5mol/L时沉淀全。）。知识加引申，促进对反应本质的理解3、影响难溶电解质溶解平衡的因素：沉淀离子溶解沉淀提供的化学试剂及用品：Mg(OH)2悬浊液、NH4Cl溶液、CH3COONH4溶液、FeCl3溶液、蒸馏水、盐酸；试管、胶头滴管、酒精灯。Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)改变哪些条件可以使Mg(OH)2沉淀溶解?方案加水升温加酸加NH4Cl加FeCl3勒夏特列原理试用所学知识解释看到的现象。第一组：加水和升温，现象均不明显。原因：根据溶质和溶剂的关系，加水应该促进溶解。平衡正向移动。但溶解度太小，必须加入大量的水才能看到明显的溶解（20℃）Mg(OH)2溶解度9×10-4g（25℃）Mg(OH)2溶解度9.57×10-4g第二组：加氯化铵溶液Mg(OH)2溶解，平衡正向移动。原因：减少溶液中的离子浓度，平衡正向移动。但是对于氯化铵溶液减少离子浓度的原因有分歧。Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)+2OH－(aq)甲: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)乙：NH4＋和OH－反应,使C(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解.加入醋酸铵溶液，白色沉淀同样溶解。+2NH4+2（NH3·H2O）+2H+2H2O加入NH4Cl溶液，白色沉淀逐渐溶解。第三组：加入FeCl3溶液有红褐色沉淀生成。原因：Fe3+离子结合OH-生成更难溶解的电解质，平衡正向移动20℃,Mg(OH)2溶解度9×10-4gFe(OH)3溶解度3×10-9g加入一定浓度的FeCl3溶液沉淀可以从溶解度小向溶解度更小的方向转化，两者差别越大，转化越容易。3Mg(OH)2+2FeCl3=2Fe(OH)3+3MgCl2Mg(OH)2(s)2OH-(aq)+Mg2+(aq)+Fe3+Fe(OH)3沉淀的转化实质是沉淀溶解平衡的移动（新知识）影响难溶电解质溶解平衡的因素：(2)外因：①其它条件不变,升温,多数平衡向溶解方向移动。②其它条件不变，加水，平衡向溶解方向移动。③其它条件不变，减小溶解平衡体系中的相应离子浓度，平衡就向溶解的方向移动，从而使沉淀溶解。④其它条件不变，增大溶解平衡体系中的相应离子浓度，平衡就向沉淀的方向移动，从而使沉淀生成。（1）内因：难溶电解质本身的溶解度也不同讨论：在AgCl饱和溶液中，尚有AgCl固体存在，当分别向溶液中加入下列物质，将如何变化？【AgCl（S）Ag+(aq)+Cl-(aq)】改变条件平衡移动方向C（Ag+）C（Cl-）升温加水加AgCl（s）加NaCl（s）加NaI（s）加AgNO3(s)→↑↑→不变不变不移动不变不变←↓↑→↓↑←↑↓1、定义：在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时。其离子浓度幂的乘积为一个常数，称之为溶度积常数,简称溶度积，用Ksp表示。二、、溶度积常数(Ksp)注意：①书写溶度积表达式时不考虑固体的浓度②溶度积常数有单位通式：AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)则Ksp(AnBm)=Cn(Am+)·Cm(Bn-)QCKsp=QCKspQCKsp溶液过饱和，有沉淀析出溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态溶液未饱和，可继续溶解该难溶电解质溶液中有关离子浓度幂的乘积—离子积QC2、溶度积规则溶液过饱和，有沉淀生成处于沉淀溶解平衡溶液不饱和，若加入固体将溶解巩固理解演示实验向氯化银沉淀溶解平衡体系中依次加入碘化钾溶液和硫化钠溶液，观察实验现象。实验现象：白色沉淀变成黄色沉淀，之后又变成黑色沉淀在100mL0.01mol/LKCl溶液中，加入1mL0.01mol/LAgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl的Ksp=1.8×10-10)（）A、有AgCl沉淀析出B、无AgCl沉淀C、无法确定D、有沉淀但不是AgClAc(Cl-)=(0.01×0.1)÷0.101=9.9×10-3mol/Lc(Ag+)=(0.01×0.001)÷0.101=9.9×10-5mol/LQc=9.9×10-3×9.9×10-5=9.8×10-7Ksp3、影响Ksp的因素难溶电解质本身的性质和温度温度：升温，多数平衡向溶解方向移动，Ksp增大。难溶物Ksp表达式AgClAgBrAgIMg(OH)2Cu(OH)2Ksp=C(Ag+)C(Cl-)Ksp=C(Ag+)C(Br-)Ksp=C(Ag+)C(I-)Ksp=C(Mg2+)C2(OH-)Ksp=C(Cu2+)C2(OH-)Ksp值（25℃）溶解度（g）1.8×10-10mol2L-21.8×10-45.0×10-13mol2L-28.4×10-68.3×10-17mol2L-22.1×10-75.6×10-12mol3L-36.5×10-32.2×10-20mol3L-31.7×10-5写出下列难溶物的溶度积表达式Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力.一定的温度下，相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶解4、溶度积Ksp的物理意义练习、下列情况下，有无CaCO3沉淀生成？（1）往盛有1.0L纯水中加入0.1mL浓度为0.01mol/L的CaCl2和Na2CO3；（2）改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0mol/L呢？C(Ca2+)=C(CO32-）=0.110-30.01/1.0=10-6mol/LQc=C(Ca2+)×C(CO32-)=10-12Ksp,CaCO3=4.9610-9因此无CaCO3沉淀生成。C(Ca2+)×C(CO32-)=10-4mol/LQc=C(Ca2+)×C(CO32-)=10-8Ksp,CaCO3因此有CaCO3沉淀生成。练习如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10mol／L,使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么?（沉淀完全是指该离子的浓度降低到10-5以下，氢氧化铁的Ksp为4.0×10-39氢氧化镁的Ksp为1.8×10-11）111353933Lmol105.1101100.4)C(Fe)OH(spKC－pH≥3.2解:Fe(OH)3Fe3++3OH-Ksp=C(Fe3+)×C3(OH-)=4.0×10-39Fe3+沉淀完全时的C(OH-)为:Mg2＋开始沉淀的pH值为:152111212Lmol103.1)1.0108.1())C(Mg()OH(spKC－pH≤9.1因此,只要控制pH值在3.2~9.1之间即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。锅炉中常有水垢生成，会降低燃料的利率，造成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿命，形成安全隐患，因此要定期除去水垢。水垢中有CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4等成分，其中CaSO4不溶于酸，如何除去？将BaSO4在Na2SO4溶液中制成糊状物，加入硫酸钠使硫酸根离子浓度增大，使平衡向沉淀方向移动，硫酸钡在硫酸钠中的溶解度非常小，对患者没有任何危险。BaSO4(s)Ba2+(aq)+2SO42-(aq)1、钡粥安全吗？胃透时喝的钡餐为什么只能是硫酸钡不能是碳酸钡？钡粥对患者有无危险？怎样做更安全？(BaSO4溶解度2.4×10-4g,Ba2+在体内达0.13-0.2g使人中毒）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-1、进食后，细菌和酶作用于甜味食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是_____2、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。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因3、为防止蛀牙在生活中应注意().蛀牙及其防治少吃甜食，饭后刷牙，使用含氟牙膏，适当补钙。5Ca2++3PO43-+F-Ca5(PO4)3F(s)