难溶电解质的溶解平衡 (2).pptx

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1、 AgAg2 2S S的溶解度为1.31.31010-16 -16 g g氯化钠饱和溶液方形球形氯化钠饱和溶液浓盐酸现象:NaCl饱和溶液中析出白色晶体 饱和溶液中溶质的溶解过程停止了吗?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Cl- 的浓度增加,平衡向结晶方向移动, NaCl析出易溶电解质【实验实验】向盛有向盛有2 mL 0.1mol/LAgNO3溶液的试管中加入溶液的试管中加入2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液。溶液。有黄色沉淀生成,说明溶液中依然有有黄色沉淀生成,说明溶液中依然有Ag+、 Cl-存在,即存在,即AgA

2、g和和ClCl的的反应不能进行到底。反应不能进行到底。(1)恰好反应没有?)恰好反应没有?(2)溶液中是否还含有)溶液中是否还含有Ag+和和Cl-?【继续试验继续试验】取上层清液,滴加取上层清液,滴加KI溶液溶液,有,有何现象?说明了什么?何现象?说明了什么?结论:沉淀结论:沉淀是难溶物,但不是绝对不溶,只不过溶解是难溶物,但不是绝对不溶,只不过溶解度度很小,很小,难溶物在水中存在溶解平衡。难溶物在水中存在溶解平衡。难溶电解质1)概念: 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,形成饱和溶液,溶液中各离子的浓度保持不变的状态。(也叫沉淀溶解平衡)注:标明物质状态和可

3、逆符号变当外界条件改变,溶解平衡将_动动态平衡,溶解速率和沉淀速率_定达到平衡时,溶液中离子浓度_等溶解速率和沉淀速率_ 3)3) 特征特征不等于零相等保持不变发生移动逆溶解与沉淀互为_可逆可逆1、既然难溶电解质中存在溶解平衡,为什么通常情况下,认为生成沉淀的反应可以进行到底呢? 化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于110-5 mol/L,沉淀就达完全。思考和讨论2、若要除去溶液中的SO42-离子你选择钙盐还是钡盐?为什么? 选择可溶性钡盐,因硫酸钡的溶解度比硫酸钙小,用Ba2+沉淀SO42-更完全 回顾:粗盐提纯3、硫酸钡存在溶解平衡,是一个可逆的过程,能否说明硫酸钡是弱电解质?难溶电解

4、质可能是强电解质也可能是弱电解质练 习书写CaCO3,Mg(OH)2溶解平衡、电离平衡的表达式.内因:电解质本身的性质 a、绝对不溶的物质是没有的。、绝对不溶的物质是没有的。b、同是微溶物质,溶解度差别也很大。、同是微溶物质,溶解度差别也很大。c、易溶电解质的饱和溶液中也、易溶电解质的饱和溶液中也存在存在溶解平衡。溶解平衡。外因: 遵循勒夏特列原理升温升温,多数平衡向溶解方向移动。,多数平衡向溶解方向移动。特例:特例:Ca(OH)2加加水,平衡向溶解方向移动。水,平衡向溶解方向移动。加入与电解质溶液相同的离子,平衡向生成沉淀的方向移动(同离子效应)BaSO4(s)在0.1mol/L的Na2SO

5、4、BaCl2、Al2(SO4)3溶液中的溶解度?C(Ba2+)?加入与电解质溶液中的离子发生反应的物质,沉淀将溶解Mg(OH)Mg(OH)2 2悬浊液中加入NHNH4 4ClCl 2.表达式:(Ksp) 1. 概念:练习:BaSO4、Fe(OH)3的溶度积表达式 。 Ksp(BaSO4)= c(Ba2+) c(SO42-) Ksp Fe(OH)3= c(Fe3+) c 3(OH-)只与温度有关,与浓度无关只与温度有关,与浓度无关3.Ksp的意义 Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。对于同类型物质,Ksp数值越大,难溶电解质在水中的溶解能越强。 如由Ksp数值可知(p61),溶解能力:Ag

6、ClAgBrAgI,Cu(OH)2 Ksp 过饱和,析出沉淀 Qc Ksp 饱和,平衡状态 Qc Ksp 未饱和,加入难溶物会继续溶解例1:下列情况下,有无CaCO3沉淀生成?已知Ksp,CaCO3=4.96 10-9(1)往盛有1.0 L纯水中加入0.1 mL浓度为0.01 mol /L 的CaCl2和Na2CO3;(2)改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0 mol /L 呢? C(Ca2+) = C(CO32-) = 0.1 10-3 0.01/1.0 = 10-6 mol /L Qc = C(Ca2+) C(CO32-) = 10-12 Ksp,CaCO3 因此有因此有CaCO3沉

7、淀生成。沉淀生成。3.溶度积规则-判断有无沉淀的生成(离子能否共存)难溶物的溶解平衡溶解平衡难溶完全不溶一定条件下,溶质离子与该固态物质间建立动态平衡溶度积(Ksp)表达式如:Ksp= cm(Mn+) cn(Am-)意义:溶解能力Ksp求算: 利用Ksp求难溶物离子浓度小结:(1) 影响因素: Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关,与浓度无关。(2)意义:Ksp大小反映难溶电解质的溶解能力。对于同类型的难溶电解质,Ksp越小说明难溶物越难溶解,溶解度更小。溶液中含有几种离子,加入某沉淀剂均可生成沉淀,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沉淀生成的先后顺

8、序按离子积大于溶度积的先后顺序沉淀,离子积大于溶度积的先后顺序沉淀,叫作分步沉淀。叫作分步沉淀。Ksp越小越先沉淀,且越小越先沉淀,且Ksp相差越大分步沉淀越完全相差越大分步沉淀越完全;如如AgCl、AgBr、AgI、Ag2S要使工业废水中的重金属离子要使工业废水中的重金属离子Pb2沉淀,可用硫酸盐、碳沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知Pb2与这些离子形成的化与这些离子形成的化合物的溶解度如下:合物的溶解度如下:化合物化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度溶解度/g1.031041.811071.841014由上述数据可知,选用沉淀剂最好为由上述数据可

9、知,选用沉淀剂最好为()A硫化物硫化物 B硫酸盐硫酸盐C碳酸盐碳酸盐 D以上沉淀剂均可以上沉淀剂均可A(1)原理)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淀溶解的方向移动强酸是常用于溶解难溶强酸是常用于溶解难溶性电解质的试剂。如可溶解性电解质的试剂。如可溶解难溶氢氧化物,难溶碳酸盐、难溶氢氧化物,难溶碳酸盐、某些难溶硫化物等。某些难溶硫化物等。2、沉淀的溶解、沉淀的溶解步骤步骤NaClNaCl和和AgNOAgNO3 3向所得固液中向所得固液中滴加滴加KIKI向新的固液混合物向新的固液混合物滴加滴加NaNa2 2S S现

10、象现象白色沉淀白色沉淀转化为黄色黄色沉淀转化为黑色3、沉淀的转化实验3-4 3、沉淀的转化、沉淀的转化步骤步骤 向向MgClMgCl2 2溶液溶液中中滴加滴加NaOHNaOH溶液溶液向有白色沉淀的向有白色沉淀的混合混合物液物液中滴加中滴加FeClFeCl3 3溶液溶液 静置静置现象现象实验3-5白色沉淀白色沉淀转化为红褐色红褐色沉淀析出,溶液褪至无色水垢成分水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 ,先用饱和先用饱和Na2CO3溶液浸泡数天,溶液浸泡数天,使之转化为疏松、易溶于酸的使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,用盐酸或饱氯化铵液用盐酸或饱氯化铵液CaSO4 SO42- + Ca2

11、+ +CO32-CaCO3各种各种原生铜的硫化物经氧化、原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后淋滤作用后可变成可变成CuSOCuSO4 4溶液,向深部渗透溶液,向深部渗透,遇到,遇到深层深层的闪锌矿的闪锌矿( (ZnSZnS) )和方铅矿和方铅矿( (PbSPbS) ),便,便慢慢地使之转变为铜蓝慢慢地使之转变为铜蓝( (CuSCuS) )。 平衡向右移动平衡向右移动ZnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Zn2+ ZnSZnS与CuSCuS是同类难溶物,CuSCuS的溶解度远小于ZnSZnS的溶解度。ZnS(s) Zn2+(aq) + S2-(aq) +Cu2+(aq)CuS(s

12、)ZnS沉淀转化为CuS沉淀的总反应:自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS或或PbS,慢慢转变为铜蓝,慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是下列分析正确的是()A.CuS的溶解度大于的溶解度大于PbS的溶解度的溶解度B.原生铜的硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性原生铜的硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性C.CuSO4与与ZnS反应的离子方程式反应的离子方程式是是 Cu2S2=CuSD.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应整个过程涉及的反应类

13、型有氧化还原反应和复分解反应 练习练习D应用应用1 1:一些自然现象的解释一些自然现象的解释当我们外出旅游,沉醉于秀美的湖光当我们外出旅游,沉醉于秀美的湖光山色时,一定会惊叹大自然的鬼斧神山色时,一定会惊叹大自然的鬼斧神工。工。石灰石石灰石岩层在经历了数万年的岁岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后,会形成各种奇形异状的月侵蚀之后,会形成各种奇形异状的溶洞溶洞。你知道它是如何形成的吗?。你知道它是如何形成的吗?CaCO3 Ca2+ + CO32-2HCO3-+H2O+CO2应用应用2 2:预防预防龋齿龋齿 龋齿的形成龋齿的形成1. 牙釉质牙釉质:主要成分为主要成分为Ca5(PO4)3OH(羟基磷灰石

14、);是一种难(羟基磷灰石);是一种难溶电解质。溶电解质。 2. 残留在牙齿上的糖发酵会产生残留在牙齿上的糖发酵会产生H+。沉淀的溶解沉淀的溶解Ca5(PO4)3OH 5Ca2+ 3PO43- + OH-3H+3HPO42-+H+H2OCa5(PO4)3OH+F- Ca5(PO4)3F + OH-沉淀的转化沉淀的转化 龋齿龋齿的预防的预防 氟氟离子会与离子会与 Ca5(PO4)3OH (羟基磷灰石羟基磷灰石)反应生成反应生成Ca5(PO4)3F (氟磷灰石氟磷灰石) 。应用应用3:为什么医学上常用为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”,而不用,而不用BaCO3作为内服

15、造作为内服造影剂影剂“钡餐钡餐”? BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为:的沉淀溶解平衡分别为: BaSO4 Ba2 SO42 s=2.4 104 BaCO3 Ba2 CO32 s=2.2 103 由于人体内胃酸的酸性较强由于人体内胃酸的酸性较强(pH=0.91.5),如果服下如果服下BaCO3,胃酸,胃酸会与会与CO32反应生成反应生成CO2和水,和水,使使CO32浓度降低,使浓度降低,使BaCO3的沉淀溶解的沉淀溶解平衡向右移动,平衡向右移动,使体内的使体内的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。浓度增大而引起人体中毒。BaCO3 Ba2+ + CO32- + H+CO2+H2O所以,

16、不能用所以,不能用BaCO3作作为内服造影剂为内服造影剂“钡餐钡餐”。而而SO42不与不与H结合生成硫酸,结合生成硫酸,胃酸胃酸中的中的H对对BaSO4的溶解平衡没有影响,的溶解平衡没有影响,Ba2浓度保持在安全浓度标准下,所浓度保持在安全浓度标准下,所以用以用BaSO4 作作“钡餐钡餐”。思考: 如果误食可溶性钡盐,造成钡中毒,应尽快用5.0的Na2SO4溶液给患者洗胃,为什么?能用Na2CO3溶液吗?例例1 1:在在100mL 0.01mol/100mL 0.01mol/LKClLKCl 溶液中溶液中,加入,加入 1mL 0.01mol/L 1mL 0.01mol/L AgNOAgNO3

17、3溶液,溶液,下列说法下列说法正确的是正确的是( (AgClAgCl K Kspsp=1.8=1.81010-10-10) ) ( ) A.A.有有AgClAgCl沉淀析出沉淀析出 B B. .无无AgClAgCl沉淀沉淀 C.C.无法确定无法确定 DD. .有沉淀但不是有沉淀但不是AgClAgClAc(Cl-)=(O.O10.1) 0.101=9.910-3mol/Lc(Ag+)=(O.O10.001) 0.101=9.910-5mol/LQC =9.910-39.99.91010-5-5=9.8=9.81010-7-7KKSPSP例例2 2: 在在1L1L含含1.01.01010-3-3m

18、olmol/L/L 的的SOSO4 42-2-溶液中,注入溶液中,注入0.01mol BaCl0.01mol BaCl2 2溶液溶液(假设溶液体积不变)能否有效除去(假设溶液体积不变)能否有效除去SOSO4 42-2-? ?已知已知: :K Kspsp(BaSO(BaSO4 4)= )= 1.11.11010-10-10解:c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉淀后,Ba2+过量,剩余的即 C(Ba2+)=0.01-0.001=0.009mol/L. C(SO42-)=Ksp/C(Ba2+)= 1.110-10/9.010-3=1.210-

19、8(mol/L) 因为,剩余的即 C(SO42-)=1.210-8mol/L1.010-5mol/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。例例3. 向向1.010-3 mol L-3 的的K2CrO4溶液中滴加溶液中滴加AgNO3溶液溶液,求开始有求开始有Ag2CrO4沉淀生成时的沉淀生成时的C(Ag+) =? CrO42-沉淀完全时沉淀完全时, C(Ag+)= ?已知:已知:Ksp(Ag2CrO4)=9.010-12解: Ag2CrO4 2Ag+ + CrO42- Ksp = C(Ag+

20、)2 C(CrO42-)CrO42-沉淀完全时的浓度为1.0 10-5 mol L-3 故有5324A g9.510m olC rOspKL C(Ag+) C(CrO42- ) 12432549.010A g9.510m ol LC rO1.010K sp C(Ag+) C(CrO42- ) 例4:若某溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 molL, 使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么?( ( KspKsp(Fe(OH)(Fe(OH)3 3)= )= 4 41010-39 -39 KspKsp(Mg(OH)(Mg(OH)2 2)= 1.8)= 1.81010-11-11

21、) )pOH = 10.8 , pH = 3.2解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- Fe3+ 沉淀完全时的C(OH-)为:111353933Lmol105.1101100.4)C(Fe)OH(spKCMg2开始沉淀的pH值为:152111212Lmol103.1)1.0108.1()C(Mg()OH(spKCpOH = 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。例例5.5.已知已知2525时,时,AgCl的溶解度是的溶解度是1.9210-3g/L,求它的溶度积。,求它的溶度积。已知已知AgClAgCl的摩尔质量为的摩尔

22、质量为143.5g/143.5g/molmol。解 :依题意可知25时AgCl饱和溶液中 c(Ag+)=c(Cl-)=0.00192/143.5 mol/L =1.3410-5 mol/L 则KSP,AgCl=c(Ag+).c(Cl-) =(1.3410-5)2 =1.810-10例6 6:已知K Ksp,AgClsp,AgCl1.81.8 1010-10-10,K Ksp,Ag2CrO4sp,Ag2CrO49.09.0 1010-1-12 2,试求AgClAgCl和AgAg2 2CrOCrO4 4的溶解度(用g/Lg/L表示)解:(1)设AgCl的溶解度为S1(molL),则: AgCl(s

23、) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平衡 S1 S1 1021108.1SKspLgLgLmolS/1092.1/5.1431034.1/1034.1355112322221094)2(SSSKspLgLgLmolS/1035.4/3321031.1/1031.12442(2)2)设AgAg2 2CrOCrO4 4的溶解度为S S2 2(molmol/L),/L),则: AgAg2 2CrOCrO4 4(s) 2Ag(s) 2Ag+ +( (aqaq) + CrO) + CrO4 42-2-( (aqaq) ) 平 2S2S2 2 S S2 2在水中:AgCl溶解度小于Ag2CrO4的溶解

24、度例7. 已知25时KSP(AgCl)=1.810-10,把足量的AgCl放入1L 1 .0 mol L的盐酸溶液中溶解度是多少?(g/L)解:设AgCl 在盐酸中的溶解度为S(molL), AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平衡 S S1 1LgLgSLgLmolSLmolKSsp/1092.1/1058.2/5.143108.1/108.1/108.1138101010AgCl在盐酸溶液中溶解度比在水中的小。由以上例题的结果可得到如下结论: 同种类型的难溶电解质,在一定温度下,Ksp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,必须经过换算才能得出结论。

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