《难溶电解质的溶解平衡》课件

第四节难溶电解质的溶解平衡第三章复习1、什么叫饱和溶液？什么叫不饱和溶液？一定温度下，不能再溶解溶质的溶液叫饱和溶液。能继续溶解溶质的溶液叫不饱和溶液。2、溶解性是指：___________________________溶解性是物质的_______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。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也是有限的，不存在无限可溶解的物质。溶解度与溶解性的关系：20℃易溶物质可溶物质微溶物质难溶物质S10g10gS1g1gS0.01gS0.01g[实验探究]讨论:⑴NaCl在水溶液里达到溶液平衡状态时有何特征？⑵要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体，可采取什么措施？加热浓缩降温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。加入浓盐酸在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸探究实验现象: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？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、Ag＋和Cl－的反应能进行到底吗？认真阅读思考与交流表3—41、问题讨论：（1）当AgNO3与NaCl恰好完全反应生成难溶AgCl时，溶液中是否含有Ag+和Cl-？有（2）有沉淀生成的复分解类型的离子反应能不能完全进行到底呢？不能，沉淀即是难溶电解质，不是绝对不溶,只不过溶解度很小，难溶电解质在水中存在溶解平衡。问题讨论：（3）难溶电解质的定义是什么？难溶物的溶解度是否为0？习惯上,将溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0（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。（2）AgCl溶解平衡的建立当v（溶解）＝v(沉淀）时，得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡Ag+Cl-溶解AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)沉淀在一定条件下，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：（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。①内因：电解质本身的性质②外因：a、浓度：加水，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⑵、表达式：平衡时：Ksp＝[c(Mn＋)]m·[c(Am—)]n⑶、溶度积规则任意时刻：Qc＝[c(Mn＋)]m·[c(Am—)]n当:QcKsp过饱和，析出沉淀，Qc＝Ksp饱和，平衡状态QcKsp未饱和。MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm—(aq)3、溶度积⑴、溶度积（Ksp）：难溶电解质的溶解平衡中，离子浓度幂的乘积。练习1：在100mL0.01mol/LKCl溶液中，加入1mL0.01mol/LAgNO3溶液，下列说法正确的是(AgClKsp=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-)=(O.O1×0.1)÷0.101=9.9×10-3mol/Lc(Ag+)=(O.O1×0.001)÷0.101=9.9×10-5mol/LQC=9.9×10-3×9.9×10-5=9.8×10-7KSP练习2(08广东)：已知Ag2SO4的Ksp为2.0×10-5，将适量Ag2SO4固体溶于100mL水中至刚好饱和，该过程中Ag+和SO42-浓度随时间变化关系如图1（饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034mol/L）。若t1时刻在上述体系中加入100mL0.020mol/LNa2SO4溶液，下列示意图中，能正确表示t1时刻后Ag+和SO42-浓度随时间变化关系的是()图1B刚好饱和二、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。（2）方法①调pH值如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调pH值至7~8Fe3＋+3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋②加沉淀剂如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂Cu2＋+S2－=CuS↓Hg2＋+S2－=HgS↓③同离子效应法④氧化还原法硫酸中硫酸根浓度大，使平衡向沉淀方向移动，有利于沉淀的生成。例：已知Fe3+在PH3到4之间开始沉淀，在PH7到8之间沉淀完全，而Fe2+，Cu2+在8到9之间开始沉淀11到12之间沉淀完全，CuCl2中混有少量Fe2+如何除去？例：为什么硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小。先把Fe2+氧化成Fe3+，然后调PH至7到8使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤除去沉淀。氧化剂可用：氯气、双氧水、氧气等（不引入杂质）调PH可用：氧化铜、碳酸铜等（不引入杂质）氧化剂:硝酸、高锰酸钾、氯气、氧气、双氧水等调PH:氨水、氢氧化钠、氧化铜、碳酸铜思考与交流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。生成沉淀的离子反应的本质反应生成沉淀使溶液中某些离子浓度变得更小。侯氏制碱法原理：NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl认识1：生成沉淀的离子反应之所以能够发生，在于生成物的溶解度很小。认识2：难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会为0。认识3：溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质，残留在溶液中的离子浓度小于1X10-5mol/L,就认为反应完全了。沉淀的生成小结例1.在1L含1.0×10-3molL-1的SO42-溶液中，注入0.01molBaCl2溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去SO42-?已知:Ksp(BaSO4)=4×10-10mol2L-2解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉淀后，Ba2+过量，剩余的即[Ba2+]=0.01-0.001=0.009mol/L.[SO42-]=Ksp/[Ba2+]=1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8(mol/L)因为，剩余的即[SO42-]=1.2×10-8mol/L1.0×10-5mol/L所以，SO42-已沉淀完全，即有效除去了SO42-。注意：当剩余离子即平衡离子浓度≤10-5mol/L时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。例2.用5%的Na2SO4溶液能否有效除去误食的Ba2+?已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2L-2解：5%的Na2SO4溶液中的[SO42-]≈0.352mol/L,[Ba2+]=(1.1×10-10mol2L-2)/(0.352mol/L)=2.9×10-10molL-1因为剩余的[Ba2+]10-5mol/L所以有效除去了误食的Ba2+。•要除去MgCl2酸性溶液中少量的FeCl3，不宜选用的试剂是（）•A、MgOB、MgCO3•C、NaOHD、Mg(OH)2c练习：•2.向0.1mol/LAgNO3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。取其中澄清溶液，逐滴加入饱和Na2S溶液，有无沉淀生成？•如果先向AgNO3溶液中加Na2S溶液至沉淀完全，再向上层清液中滴加NaCl，情况又如何？试解释原因。•是否可以用Na2SO4代替Na2S？没有沉淀生成。Ag2S饱和溶液中Ag＋太少，不能生成AgCl沉淀。有黑色沉淀生成。不可以，设c(SO42-)=0.1mol/L，为使而之沉淀，c(Ag+)=(1.4×10-5/0.1)1/2=1.18×10-2mol/L。而在AgCl饱和溶液中c(Ag+)=(1.8×10-10)1/2=1.34×10-5mol/L练习：•3.在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。在提纯时，为了除去Fe2+，常加入少量H2O2，使Fe2+氧化为Fe3+，然后再加少量碱到溶液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。•溶解性：Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3。•3.小结Ksp的大小与沉淀转化的关系。•对于同类型的难溶电解质，Ksp的大小与溶解度的大小一致，Ksp较大的沉淀可以转化为Ksp较小的沉淀。注意：分步沉淀溶液中含有几种离子，加入某沉淀剂均可生成沉淀，沉淀生成的先后顺序按离子积大于溶度积的先后顺序沉淀，叫作分步沉淀。对同一类型的沉淀，Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀越完全;如AgCl、AgBr、AgI对不同类型的沉淀，其沉淀先后顺序要通过计算才能确定。如AgCl和Ag2CrO4一般认为沉淀离子浓度小于1.0×10-5mol/L时,则认为已经沉淀完全例1：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?111353933Lmol105.1101100.4][Fe]OH[spK－pOH=10.8,pH=3.2解:Fe(OH)3Fe3++3OH-Ksp=[Fe3+]×[OH-]3=4.0×10-39Fe3+沉淀完全时的[OH-]为:Mg2＋开始沉淀的pH值为:152111212Lmol103.1)1.0108.1()][Mg(]OH[spK－pOH=4.9,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。Ksp(Mg(OH)2)=1.8×10-11强化练习•已知25℃，AgI的饱和溶液中c(Ag+)为1.22×10-8mol·L－1，AgCl的饱和溶液中c(Ag+)为1.25×10-5mol·L－1。若在5mL含有KCl和KI各为0.01mol·L－1的溶液中，加入8mL0.01mol·L－1AgNO3溶液，这时溶液中所含溶质的离子浓度由大到小的次序是：。答案：c(K+)c(NO3-)c(Cl-)c(Ag+)c(I-)2、沉淀的溶解（1）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（2）举例a、难溶于水的盐溶于酸中如：CaCO3溶于盐酸，FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸b、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液如：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液思考与交流用平衡移动的原理分析Mg(OH)2溶于盐酸和NH4Cl溶液的原因解释在溶液中存在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