高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三章 水溶液中的离子平衡第四节 难溶电解质的溶解平衡示范课课件ppt

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三章 水溶液中的离子平衡第四节 难溶电解质的溶解平衡示范课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了固体物质的溶解度，实验探究，加热浓缩，加入浓盐酸，问题讨论，等动定变，沉淀反应的应用，沉淀的生成，2方法，思考与交流等内容，欢迎下载使用。
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。
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℃
讨论: ⑴ NaCl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？
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。
在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸
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—4
（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-？
（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。
（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
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10-5ml/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
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：
（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
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—)]n
⑶、溶度积规则 任意时刻：Qc ＝ [c(Mn＋)]m·[c(Am—)]n 当: Qc > Ksp 过饱和，析出沉淀， Qc ＝ Ksp饱和，平衡状态 Qc < Ksp 未饱和。
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100mL 0.01ml/LKCl 溶液中，加入 1mL 0.01ml/L AgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl 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AgCl
c(Cl-)=(O.O1×0.1) ÷0.101=9.9×10-3ml/L
c(Ag+)=(O.O1×0.001) ÷0.101=9.9×10-5ml/L
QC =9.9×10-3×9.9×10-5=9.8×10-7>KSP
练习2：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+)=0.034ml/L）。若t1时刻在上述体系中加入100mL 0.020ml/L Na2SO4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( )
原溶液中： c(SO42-)=c(Ag+) ÷2=0.034ml/L÷2=0.017ml/L加入Na2SO4后： c(Ag+)=0.034ml/L÷2=0.017ml/L c(SO42-)=(0.017ml/L+0.020ml/L) ÷2=0.0185ml/L则QC= c(Ag+)2× c(SO42-)=0.0172×0.0185=5.35×10-6因QC Fe(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1.0×10-5 ml/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0.10 ml／L, 使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么?
pOH = 10.8 , pH = 3.2
Mg2＋开始沉淀的pH值为:
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
已知25℃，AgI的饱和溶液中c(Ag+)为1.22×10-8ml·L－1，AgCl的饱和溶液中c(Ag+)为1.25×10-5ml·L－1。若在5mL含有KCl和KI各为0.01ml·L－1的溶液中，加入8mL0.01ml·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-)
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
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
用平衡移动的原理分析Mg(OH)2溶于盐酸和NH4Cl溶液的原因
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，1、NH4＋直接结合OH－,使c(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解
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
思考：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(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃酸会与CO32-反应生成CO2和水，使CO32-离子浓度降低，使Qc < Ksp，使BaCO3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”。
练习 试用Qc与Ksp的关系 解释以下问题：（1） FeS能溶于浓硝酸或盐酸。（2） CuS能溶于浓硝酸; （3） AgCl能溶于氨水;
解析:（1） H2SFeS Fe2+ + S2- S + NO + H2O
小结：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
1、从难溶电解质溶解平衡移动的角度来解释石灰岩溶洞的形成。
CaCO3 Ca 2+ + CO3 2-
CO2 + CO3 2- + H2O = 2HCO3 - （CaHCO3可溶）
Ca（HCO3）2 == CaCO3↓ + H2O +CO2↑
3.在AgNO3溶液中逐滴加入氨水,先生成难溶于 水的AgOH沉淀,继续加入氨水, AgOH沉淀溶 解,请从溶解平衡移动的角度解释沉淀溶解的 过程.
信息：Cu2+ 和 Ag+ 更易与NH3 生成[Cu(NH3)4]2+ 和 [Ag(NH3)2]+
演示实验 3－4、3－5
注意：记录现象，写出相应的方程式
问题：如果将上述两个实验中沉淀生成和转化的操作步骤颠倒顺序，会产生什么结果？
沉淀不会转化。沉淀只是从溶解度小的向溶解度更小的方向转化
沉淀转化的实质：沉淀转化的条件：
平衡体系中离子浓度改变，沉淀溶解平衡发生移动一般是难溶的物质转化成更加难溶的物质（两者溶解度差别越大，转化越容易）
溶解度大的沉淀：溶度积常数大的沉淀
溶解度小的沉淀：溶度积常数小的沉淀
① 锅炉除水垢（CaSO4）
对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀.锅炉中水垢中含有CaSO4 ，可先用Na2CO3溶液处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。
② 一些自然现象的解释
练习3：龋齿的形成原因及防治方法
(1) 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：
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： 。
发酵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
(2)已知Ca5(PO4)3F的KSP=2.8×10-61，比Ca5(PO4)3OH更难溶，牙膏里的氟离子会与Ca5(PO4)3OH反应。请用离子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因
（实验3－4、3－5　沉淀转化）
【练习】 4)试用平衡移动原理解释下列事实 CaCO3不溶于水，但却能溶于稀盐酸中。
CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq)
ZnS沉淀转化为CuS沉淀
(1).在1试管中加入ZnSO4溶液，再滴入Na2S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？
ZnS在水中存在沉淀溶解平衡：
CuS在水中存在沉淀溶解平衡：
ZnS与CuS是同类难溶物，Ksp(ZnS) >Ksp(CuS),CuS的溶解度远小于ZnS的溶解度。
当向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液时， ZnS溶解产生的S2-与 CuSO4溶液中的Cu2+足以满足Qc>Ksp(CuS)的条件， S2-与Cu2+结合产生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。 CuS沉淀的生成，使得S2-的浓度降低，导致S2-与Zn2+的Qc KSP（AgI）
AgCl+I－ ＝ AgI+Cl－
改变条件，原沉淀溶解平衡发生移动，遵循勒沙特列 原理：
沉淀的转化是_________________________ ___________________。沉淀的转化实质是_____________的移动。通常,一种沉淀可转化为更难溶的沉淀，两种难溶物的__________差别越大,这种转化的趋势就越大。
一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质的过程
锅炉中水垢中含有CaSO4 ，可先用Na2CO3溶液处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。
CaSO4 　　 SO42- + Ca2+
沉淀转化的应用 举例1
1、在工业废水中常含有 Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子，处理时通常投入 FeS固体以 除去这些离子，试解释其原因？
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
5Ca2＋＋3PO43－＋F－＝Ca5(PO4)3F↓
沉淀转化的应用 举例2
例：将足量的ZnS粉末加入到10mL0.001ml·L-1的CuSO4溶液中，是否有CuS沉淀生成？请通过计算后回答。已知: Ksp(ZnS)=1.6×10-24 ml 2 ·L - 2 Ksp(CuS) =1.3×10-36 ml 2 ·L - 2
解：在ZnS沉淀溶解平衡体系中产生的硫离子浓度为：[S2-]=[Zn2+]=(Ksp)1/2 =(1.6×10-24 ml 2 ·L - 2 )1/2=1.26×10-12 ml ·L - 1
Qc (CuS) =C(Cu2+) ·C(S2-) =1.0×10- 3ml ·L-1 ×1.26×10-12ml ·L-1 =1.26×10-15ml2·L-2
因为：Qc(CuS) > Ksp(CuS),所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀。
有关一种沉淀为什么转化为另一种沉淀的定量计算: