第三章第四节沉淀溶解平衡ppt课件（含视频）-（2019）新人教版高中化学高二上学期选择性必修一.rar

在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸科学探究实验现象：解释：NaCl(s) Na+(aq) + Cl-(aq) 可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，那么难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？有白色晶体析出此时溶液中还有Ag和Cl吗？ 例如，将AgNO3溶液与NaCl溶液混合，就会生成白色的AgCl沉淀，反应的离子方程式为： Ag+ + Cl- AgCl。 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。 如果上述两种溶液中AgNO和NaCl的物质的量相等且充分反应。交与考思流一、难溶电解质的沉淀溶解平衡10易溶可溶1 微溶0.01难溶S/g溶解度与溶解性的关系：20难溶物在水中一点都不溶吗？ 生成的沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，只不过溶解度很小，在反应后的溶液中三种有关反应的粒子在反应体系中共存。 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。 水合Ag+水合Cl-AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)v溶解v沉淀v溶解 = v沉淀平 衡 状 态Ag+(aq) + Cl-(aq) AgCl(s)注意写法 在一定温度下，当沉淀和溶解的速率相等时，形成溶质的饱和溶液，溶液中各离子的浓度保持不变的状态，称为沉淀溶解平衡。AgCl Ag+ + Cl-AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)溶解 沉淀比较三者表达的意义概念：Ag+ + Cl- AgClAgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)溶解 沉淀逆等动定变特征：平衡的共性固体溶质溶液中的溶质内因：难溶电解质本身的性质 绝对不溶的电解质是没有的。影响因素：同是难溶电解质，溶解度差别也很大。外因： 浓度：加水稀释，溶解平衡向溶解方向移动。温度：升高温度，多数平衡向溶解方向移动。同离子效应：加入与难溶电解质构成粒子相同的物质，溶解平衡向生成沉淀的方向移动。能反应的物质：加入与体系中某些离子反应的物质，产生气体或更难溶的物质，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动。特例：Ca(OH)2Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH-(aq)沉淀溶解平衡的存在，决定了生成沉淀的离子反应不能进行到底（即离子浓度0）， 难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0。习惯上将生成难溶电解质的反应，认为反应完全了，因对于常量的反应来说，0.01 g是很小的。 一般情况下，当溶液中剩余离子的浓度小于110-5mol/L时，化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了。在电解质的溶液中，不管是易溶的，微溶的，难溶的电解质都存在着溶解平衡。 在一定温度下,难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时各离子浓度幂的乘积为一常数，叫做溶度积常数，简称溶度积，用符号Ksp表示。表达式溶度积KSPKSPcm(Mn+)cn(Am-)影响因素概念：MmAn(s) mMn+(aq) + nAm-(aq)对于溶解平衡 溶度积Ksp 只与难溶电解质的性质和温度有关，与其他因素无关。平衡浓度AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) Kspc(Ag+)c(Cl-)1.810-10 S1.510-4AgBr(s) Ag+(aq) + Br-(aq) Kspc(Ag+)c(Br-)5.410-13 S8.410-6AgI(s) Ag+(aq) + I-(aq) Kspc(Ag+)c(I-)8.510-17 S9.110-9Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq) Kspc(Mg2+)c2(OH-)5.610-12 S910-4意义：Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力对于同类型（且化学式中阴阳离子的个数比相同）的难溶电解质，在一定温度下，Ksp数值越大则溶解度越大。不同类型则不能用Ksp的大小来比较溶解度的大小，必须经过换算为溶解度才能得出结论。可以利用Ksp来计算饱和溶液中某种离子的浓度。例1：已知25时，AgCl的溶解度是1.9210-3g/L，求它的溶度积。已知AgCl的摩尔质量为143.5g/mol。解 ：依题意可知25时AgCl饱和溶液中c(Ag+)c(Cl-)0.00192/143.5mol/L 1.3410-5mol/L则KSPAgCl=c(Ag+).c(Cl-)(1.3410-5)2 1.810-10溶度积与溶解度之间的换算溶度积规则（溶度积和离子积的关系）QcKsp，溶液中有沉淀析出；溶度积规则溶度积规则MmAn(s) mMn+(aq) + nAm-(aq)Qccm(Mn+)cn(Am-)Qc称为离子积。离子积QcKsp，沉淀与溶解处于平衡状态； QcKsp，溶液中无沉淀析出。 任意浓度以AgCl为例，在该沉淀溶解平衡图像中，曲线上任意一点都表示达到了沉淀溶解平衡状态，此时，QKsp。在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度都只能在曲线上变化，不会出现在曲线以外。明确图像中纵轴、横轴的含义 纵轴、横轴通常是难溶电解质溶解后电离出的离子浓度。理解图像中线上点线外点的含义 沉淀溶解平衡图像曲线上方区域的点均表示过饱和溶液，此时QKsp,此时有沉淀析出。曲线下方区域的点均表示不饱和溶液，此时QKsp，表示该点下未达到平衡；抓住Ksp的特点，结合选项分析判断溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况：原溶液不饱和时，离子浓度都增大；原溶液饱和时，离子浓度都不变。溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中，加入 1mL 0.01mol/L AgNO3溶液，有沉淀(已知AgCl KSP1.810-10) 吗？ Ag+沉淀是否完全?在下列溶液中，BaSO4的溶解度最大的是（ ） A.1mol/LH2SO4溶液 B.2mol/LH2SO4溶液 C.纯水 D.0.1mol/LNa2SO4溶液 C已知298K时，氢氧化镁的溶度积常数 Ksp 5.610-12,取适量的氢氧化镁滤液,加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得pH 13，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+) 把足量的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,Ca(OH)2固体增多D.向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体增多当氢氧化钙固体在水中达到溶解平衡时，为了使氢氧化钙固体的量减少，可加入少量的（ ）A.NH4NO3 B.NaOH C.CaCl2 D.NaHSO4碳酸钙在下列哪种液体中的溶解度最大（ ）A.H2O B.Na2CO3溶液 C.乙醇 D.CaCl2 溶液沉淀的生成（生成难溶物）应用：二、沉淀溶解平衡的应用 利用生成沉淀分离或除去某些离子是无机制备和提纯、废水处理、等领域中分离、提纯（除杂）物质的重要方法之一。沉淀的方法调pH值法（通过调节pH） 工业原料氯化铵中含有杂质氯化铁，使其溶于水，再加入氨水来调节pH至78，可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去Fe3+ + 3NH3H2O Fe(OH)3+ 3NH4+氢氢氧化物开始沉淀时时的pH值值(0.1mol/L)沉淀完全时时的pH值值(10-5 mol/L)Fe2+6.958.95Cu2+4.676.67Fe3+1.873.2根据上表的数据，如何除去CuCl2中混有的Fe3+？ 调节pH至3 4范围；加入Cu(OH)2或CuO或Cu2(OH)2CO3调节pH；再将生成的Fe(OH)3沉淀过滤除去。加沉淀剂其它生成沉淀的方法如利用盐类的水解反应 要除去含CuCl2溶液中的Fe3+，可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3H2S + Cu2+ CuS+ 2H+ 工业废水处理过程中以_作沉淀剂除去某些金属离子（Cu2+、Hg2+等）。Na2S、H2SS2- + Hg2+ HgS选择沉淀剂的原则：要能除去溶液中指定的离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去，如沉淀NaNO3溶液中的Ag+，可用NaCl作沉淀剂溶液中沉淀物的溶解度越小，离子沉淀越完全，例如，除去SO42-，选择Ba2+比Ca2+好要注意沉淀剂的电离程度，如欲使Mg2+沉淀为Mg(OH)2，用NaOH作沉淀剂比用氨水的效果要好工业废水化学沉淀法废水处理工艺流程示意图重金属离子（如Cu2+、Hg2+等）转化成沉淀CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq) H+H2CO3H+2HCO3-沉淀（难溶物）的溶解原理： 对于在水中难溶的电解质，只要设法使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。溶解的方法酸溶解法 强酸是常用的溶解难溶电解质（如难溶氢氧化物，难溶碳酸盐、某些难溶硫化物）的试剂等。CO2+ H2O氢氧化镁沉淀溶解平衡移动.mp4沉淀几乎不溶解 沉淀迅速溶解，溶液澄清饱和NH4Cl溶液沉淀逐渐溶解，溶液澄清盐溶液溶解法交流思考在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH-(aq)加入H2O加入HClMg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + H2O加入NH4ClNH4+ + OH- NH3 + H2OMg(OH)2 + 2NH4Cl MgCl2 + 2NH3 + H2O加入CH3COONH4溶液也可氧化还原反应溶解法生成配合物溶解法 沉淀的生成和溶解这两个方向相反的过程相互转化的条件是离子浓度，控制离子浓度，可以使反应向我们需要的方向转化。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就能使沉淀溶解。沉淀的转化（由一种难溶物转化为另一种难溶物）实验探究沉淀的转化I.mp4有 白 色沉 淀 生成白色沉淀慢慢转化为黄色沉淀黄色沉淀慢慢转化为黑色沉淀沉淀的转化II.mp4有白色沉淀生成白色沉淀慢慢转变为红褐色沉淀静置上层：无色溶液 下层：红褐色沉淀从实验中可以得到什么结论？根据你所观察到的现象，分析所发生的反应。实验3-4AgCl(s) + I-(aq) AgI(s) + Cl-(aq)Ksp(AgCl) 1.810-10Ksp(AgI) 8.510-172AgI(s) + S2-(aq) Ag2S(s) + 2I-(aq)Ksp(Ag2S) 6.310-50交流思考从实验中可以得到什么结论？根据你所观察到的现象，分析所发生的反应。实验3-5交流思考3Mg(OH)2 + 2Fe3+ 2Fe(OH)3 + 3Mg2+KspMg(OH)2 5.610-12KspFe(OH)3 2.810-39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？ 这类反应的特点：一般来说，后生成的沉淀的溶解度比前面产生的沉淀的溶解度更小，溶液中相应的离子的浓度减小，从而使平衡向右移动。 骤颠倒顺序后，不会有新的沉淀生成。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。沉淀转化（由一种难溶物转化为另一种难溶物）的实质 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现，两者差别越大，转化越容易。分步沉淀 【规律方法】 溶液中含有几种离子，加入某沉淀剂均可生成沉淀，沉淀有先后顺序，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。当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时,生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀。如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。 同类型的难溶电解质。Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀越完全；如AgCl、AgBr、AgI、Ag2S不同的难溶物在同一条件下,不能说Ksp小的先沉淀,而要通过计算比较Qc与Ksp的关系。其根本原因在于不同的物质溶度积表达式不同,计算的结果也不同。 对于一些用酸或其它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它方法能溶解的沉淀。沉淀转化的应用锅炉水垢会降低燃料的利用率、造成能源浪费，影响锅炉的使用寿命，形成安全隐患。旧锅炉脱落的水垢水垢引起锅炉爆炸现场+CaCO3(s)化学法除锅炉水垢流程图水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 用饱和Na2CO3溶液浸泡数天疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2除去水垢用盐酸或饱和氯化铵溶液 锅炉的水垢中含有CaSO4 ，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。CaSO4(s) SO42- (aq)+ Ca2+ (aq)Na2CO3 2Na+ + CO32-工业废水处理FeS(s) + Hg2(aq) HgS(s) + Fe2(aq) 工业废水处理过程中，工业废水处理过程中，重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。CuS(s)ZnS(s) + Cu2+(aq) CuS(s) + Zn2+ZnS(s) Zn2+(aq) + S2-(aq) CuSO4 Cu2+ + S2-+一些自然现象的解释 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，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)，便慢慢地转变为铜蓝(CuS)。龋齿预防龋齿