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

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1、你知道它是如何形成的吗？,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一般是有限的。,10g,110g,0.011g,0.01g,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

2、- )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？,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,化学平衡的所有原理都适合溶解平衡,几点说明： 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。 习惯上将生成难溶电解质的反应，认为反应完全了，是因为通常把溶液中残留的离子浓度 1 10-5 mol/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。 溶解平衡与化学平衡一样，受外界条件的影响而发生移动。

3、,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，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,把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡： Ca(OH) 2(s) Ca2+(aq) +2OH-(aq) ，下列叙述正确的是（ ） A.给溶液加热，溶液的pH升高 B.恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高 C.向溶液中加入Na2CO3溶液，则其中的C

4、a(OH) 2的固体增多 D.向溶液中加入少量的NaOH固体，则其中的Ca(OH)2的固体增多,D,沉淀溶解平衡常数溶度积KSP,对于溶解平衡：例如：Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH-(aq)有：KSP=c(Mg2+)c(OH-)2 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,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,1、溶度积（Ksp）：难溶电解质的溶解平衡中， 离子浓度幂的乘积。,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

5、？,3、影响Ksp的因素:,Ksp的大小只与难溶电解质本身的 性质和温度有关,4、Ksp的意义:,相同类型的难溶电解质，在同温度下，Ksp越大，溶解度越大； 不同类型的难溶电解质，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AgCl,A,已知AgCl 298 K 时在水中溶解度1.9210-3gL-1，计算其Ksp。,解：M(AgCl) = 143.5 g mol-

6、1 c(AgCl) =1.9210-3gL-1/143.5gmol-1 = 1.34 10-5 molL-1 Ksp = c2 = (1.34 10-5 )2 = 1.810-10,1、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）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78，可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。,Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4, 加沉淀剂如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂,Cu2+S2= CuS Hg2+S

7、2= HgS,思考与交流,1、除去NaCl溶液中的SO42-，选择加 入CaCl2还是BaCl2做沉淀剂？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,沉淀离子浓度小于10-5mol/L,除去并回收NH4Cl溶液中的FeCl3和MgCl2杂质的实验流程（部分）如下：（已知：回收液中杂质离子Fe3+和Mg2+的物质的量浓度均为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： 。,3pH19,Fe(OH)3,pH211,Mg(OH)2,在粗制CuSO45H2O晶体中常含有杂质Fe2+。在提纯时，为了出

8、去Fe2+，常加入少量H2O2，使Fe2+氧化为Fe3+，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。,从以下数据分析，能找出原因：,2. 沉淀的溶解 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，就达到使沉淀溶解的目的。CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq),HCO3-,+H+,+H+,H2CO3,H2O + CO2,例如：CaCO3为什么能溶于稀盐酸,思考：写出氢氧化镁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？所依据的原理是什么？,Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq),讨论

9、,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,可采取的方法有：升温、加水、加盐酸,还可以加什么物质呢？,固体无明显溶解现象，溶液变浅红,迅速溶解,逐渐溶解,Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O,Mg(OH)2 + 2NH4Cl MgCl2 + 2NH3H2O,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,实验探究：分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、盐酸、NH4Cl、FeCl3溶液，根据实验现象，得出结论。,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

10、，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NH3H2O（它在水中比Mg（OH）2更难电离出OH-），使c(OH)减小，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】,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)，,Fe(OH)3,这就是-沉淀的转化,FeCl3 = 3Cl + Fe3,Fe(OH)3的Ksp远小于Mg(OH)2的Ksp，说明Fe(OH)3

11、比Mg(OH)2更难溶。参见P65页表3-5,【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,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】,（实验34、35 沉淀转化）,AgCl,AgI,Ag2S,Mg(OH)2,Fe(OH)3,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。,沉淀的转化示意图,KI = I- + K

12、+,+,AgI(s),s(AgCl)=1.510-4g,s(AgI)=3.710-7g,s(Ag2S)=1.310-16g,沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。,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,沉淀转化的实质 沉淀转

13、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。,1.向盛有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。,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。,CaSO4 SO42 + Ca2,+ CO32,CaCO3,应用1：锅炉除水垢：P64 锅炉的水垢中含有C

14、aSO4 ，可先用Na2CO3溶液处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。,化学法除锅炉水垢的流程图,CaSO4+CO32- CaCO3+SO42- CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2O Mg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O,水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4,用饱和Na2CO3溶液浸泡数天,疏松的水垢CaCO3 Mg(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,应用2：一些自然现象的解释,CaCO3 Ca2+ + CO32-,2HCO3-,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

15、锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)， 便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。,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=0.91.5)，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”。,【小结】：沉淀的生成、溶解、转化实质上都是

16、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。,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） 5 Ca2+ +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：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,5Ca23PO43FCa5(PO4)3F,思考：,例3：已知Ksp,AgCl1.810-10， Ksp,Ag2CrO49.010-12，试 求AgCl和Ag2CrO4的溶解度（用g/L表示）,解：（1）设AgCl的溶解度为S1（molL),则：AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)平衡 S1 S1,(2)设Ag2CrO4的溶解度为S2（mol/L),则：Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq)平 2S2 S2,在水中：AgCl溶解度小于Ag2CrO4的溶解度,