《难溶电解质的溶解平衡解析.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《难溶电解质的溶解平衡解析.pptx（52页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、目标导航目标导航1.知道沉淀溶解平衡的概念及其影响因素。知道沉淀溶解平衡的概念及其影响因素。2.能能用平衡移动原理分析沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质，用平衡移动原理分析沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质，并会解决生产、生活中的实际问题。并会解决生产、生活中的实际问题。3.明确溶度积和离子明确溶度积和离子积积的关系，学会判断反应进行的方向。的关系，学会判断反应进行的方向。第1页/共52页第2页/共52页第3页/共52页一、难溶电解质的溶解平衡1固体物质的溶解度(S)与溶解性的关系2.溶解平衡状态：在一定温度下，固体溶质在水中形成_溶液时，溶液中_保持不变的状态，该状态下，固体溶质_的速率和溶液中
2、溶质分子_的速率达到相等，但溶解和结晶仍在进行。溶解性溶解性难溶难溶微溶微溶可溶可溶易溶易溶S的范围的范围S_ 0.01 gS1 g _S_ S10 g0.01g1g10g饱和溶质质量溶解结晶第4页/共52页3沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡(1)概念概念在一定温度下，当沉淀在一定温度下，当沉淀_和和_的速率相等时，即的速率相等时，即建立了动态平衡，叫做难溶电解质的溶解平衡。如建立了动态平衡，叫做难溶电解质的溶解平衡。如AgCl溶于水溶于水的溶解平衡表示为：的溶解平衡表示为：_。(2)特征特征溶解生成动态平衡，溶解速率和沉淀速率不等于零溶解速率和沉淀速率_平衡状态时，溶液中的离子浓度_当改变外界条件时
3、，溶解平衡_相等保持不变发生移动第5页/共52页【议一议议一议】1根据对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识，生根据对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识，生成沉淀的离子反应能否真正进行到底？成沉淀的离子反应能否真正进行到底？答案答案不能进行到底。不能进行到底。第6页/共52页第7页/共52页条件改变条件改变移动方向移动方向c(Mg2)c(OH)加水加水_升温升温_加加MgCl2(s)_加盐酸加盐酸_加加NaOH(s)_向右减小减小增大增大向右向左向右向左减小减小增大增大增大减小第8页/共52页影响沉淀溶解平衡的因素：影响沉淀溶解平衡的因素：(1)内因：溶质本身的性质。绝对不溶的物质是没有的；
4、内因：溶质本身的性质。绝对不溶的物质是没有的；同是微溶物质，溶解度差别也很大；易溶溶质只要是饱同是微溶物质，溶解度差别也很大；易溶溶质只要是饱和溶液也存在溶解平衡。和溶液也存在溶解平衡。(2)外因：外因：浓度：加水，平衡向溶解方向移动。浓度：加水，平衡向溶解方向移动。温度：温度：升温，多数平衡向溶解方向移动；少数平衡向生成沉淀升温，多数平衡向溶解方向移动；少数平衡向生成沉淀的方向移动，如的方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡。的溶解平衡。同离子效应：同离子效应：向平衡体系中加入相同的离子，使平衡向生成沉淀的方向平衡体系中加入相同的离子，使平衡向生成沉淀的方向移动。向移动。其他：向平衡体系中加入
5、可与体系中某些离其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶的物质或气体的离子时，平衡向溶解子反应生成更难溶的物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动方向移动。第9页/共52页3从物质类别、变化过程角度分析沉淀溶解平衡与弱电从物质类别、变化过程角度分析沉淀溶解平衡与弱电解质的电离平衡有何区别？解质的电离平衡有何区别？答案答案(1)从物质类别看，难溶电解质可以是强电解质，从物质类别看，难溶电解质可以是强电解质，也可以是弱电解质也可以是弱电解质如如BaSO4是强电解质，而是强电解质，而Al(OH)3是弱电解质是弱电解质，而难电离物质只能是弱电解质。，而难电离物质只能是弱电解质。(2)从变化
6、的过程来看，沉淀溶解平衡是指已溶解的溶从变化的过程来看，沉淀溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成沉淀与溶解的平衡状态；质与未溶解的溶质之间形成沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化达到平衡状态。与离子之间的转化达到平衡状态。第10页/共52页二、沉淀溶解平衡的应用二、沉淀溶解平衡的应用1沉淀的生成沉淀的生成(1)调节调节pH法：法：如加入氨水调节如加入氨水调节pH4，可除去氯化铵中的杂质氯化，可除去氯化铵中的杂质氯化铁。铁。反应离子方程式：反应离子方程式：_。(2)加沉淀剂法：加沉淀剂法：以以
7、Na2S、H2S等作沉淀剂，使等作沉淀剂，使Cu2、Hg2等生成极难等生成极难溶的硫化物溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。反应离子方程式如下：等沉淀。反应离子方程式如下：加加Na2S生成生成CuS：_。通入通入H2S生成生成CuS：_。Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH4S2Cu2=CuSH2SCu2=CuS2H第11页/共52页2沉淀的溶解沉淀的溶解(1)原理：根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解原理：根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，只要不断质，只要不断_溶解平衡体系中的相应离子，平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。衡就向沉淀溶解的方向移
8、动，从而使沉淀溶解。(2)实例：实例：CaCO3沉淀溶于盐酸中：沉淀溶于盐酸中：移去H2CO3HCO3第12页/共52页CO2气体的生成和逸出，使气体的生成和逸出，使CaCO3溶解平衡体系中的溶解平衡体系中的CO32浓度不断减小，平衡向浓度不断减小，平衡向_的方向移动。的方向移动。分别写出用分别写出用HCl溶解难溶电解质溶解难溶电解质FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2的离子方程式的离子方程式_。向向Mg(OH)2悬浊液中分别滴加蒸馏水、稀盐酸、悬浊液中分别滴加蒸馏水、稀盐酸、NH4Cl溶液，白色沉淀将溶液，白色沉淀将_、_、_(填填“溶解溶解”或或“不溶解不溶解”)。沉淀溶解FeS2H=F
9、e2H2S、Al(OH)33H=Al33H2O、Cu(OH)22H=Cu22H2O不溶解溶解溶解第13页/共52页溶解度小 溶解度更小 越大 第14页/共52页(1)实验探究实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化的转化(教材实验教材实验34)实验操作实验操作实验现象实验现象_有白色沉淀生成白色沉淀转化为黄色沉淀黄色沉淀转化为黑色沉淀第15页/共52页化学化学方程方程式式_ _实验实验结论结论_溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀第16页/共52页Mg(OH)2与与Fe(OH)3的转化的转化(教材实验教材实验35)实验实验操作操作实验实验现象现象_ _产生白色沉淀 产生红褐色沉淀上层为无色
10、溶液，下层为红褐色沉淀第17页/共52页化学方程式化学方程式_MgCl22NaOH=Mg(OH)22NaCl(2)沉淀转化的实质沉淀转化的实质沉淀转化的实质就是沉淀转化的实质就是_的移动，即将的移动，即将_的沉淀转化成的沉淀转化成_的沉淀。的沉淀。沉淀溶解平衡溶解度小溶解度更小第18页/共52页【议一议】【议一议】1除去溶液中的除去溶液中的SO42，选择钙盐还是钡盐？为什么？怎，选择钙盐还是钡盐？为什么？怎样选择沉淀剂？样选择沉淀剂？答案答案(1)根据根据CaSO4微溶于水，微溶于水，BaSO4难溶于水，除去难溶于水，除去SO42时，应选择钡盐，因为钡盐可使时，应选择钡盐，因为钡盐可使SO42
11、沉淀更完沉淀更完全。全。(2)选择沉淀剂时，选择沉淀剂时，使生成沉淀的反应越完全越好；不能使生成沉淀的反应越完全越好；不能影响其他离子的存在，由沉淀剂引入溶液的杂质离子要影响其他离子的存在，由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去或不引入新的杂质离子。便于除去或不引入新的杂质离子。第19页/共52页2向向Mg(OH)2悬浊液中分别滴加稀盐酸和悬浊液中分别滴加稀盐酸和NH4Cl溶液，溶液，溶液变澄清，试解释原因。溶液变澄清，试解释原因。第20页/共52页三、溶度积三、溶度积(Ksp)1溶度积溶度积Ksp一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各_幂之积为常数，称
12、之为溶度积常数，用幂之积为常数，称之为溶度积常数，用Ksp表示。表示。2表达式表达式Kspcm(An)cn(Bm)例如：例如：Ag2SO4的溶度积常数为的溶度积常数为_。Ksp(Ag2SO4)c2(Ag)c(SO42)离子浓度第21页/共52页3影响因素影响因素 4溶度积溶度积Ksp与离子积与离子积Qc的关系的关系通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积离子积离子积Qc的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。件下沉淀能否生成或溶解。(1)Qc_Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱，溶液
13、过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和达到新的平衡；和达到新的平衡；(2)Qc _ Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；(3)Qc _ Ksp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。第22页/共52页【议一议】【议一议】1溶解度较小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀，而溶溶解度较小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀，而溶解度小的沉淀不能向溶解度大的沉淀转化，这种认识解度小的沉淀不能向溶解度大的沉淀转化，这种认识对吗？对吗？答案答案不对。只要离子积不对。只要
14、离子积QcKsp，溶解度小的沉淀也，溶解度小的沉淀也可以转化为溶解度大的沉淀。可以转化为溶解度大的沉淀。2同温条件下，同温条件下，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强，这种认识对吗？能力越强，这种认识对吗？答案答案不对，对于不对，对于同类型物质同类型物质而言，而言，Ksp数值越大，难数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强，如溶电解质在水中的溶解能力越强，如AgClAgBrAgI；而；而对于不同类型的物质对于不同类型的物质，则不能直接比较，如，则不能直接比较，如Ksp(AgCl)1.81010，KspMg(OH)21.81011，不能认为不能认为Mg(
15、OH)2比比AgCl更难溶，更难溶，需转化为溶解度进需转化为溶解度进行比较行比较。第23页/共52页3试以试以Ksp(BaSO4)1.11010为例，进行溶度积和溶解为例，进行溶度积和溶解度的换算。度的换算。答案答案由于沉淀的饱和溶液是很稀的，其密度可近似由于沉淀的饱和溶液是很稀的，其密度可近似认为是认为是1 gmL1。根据根据Ksp(BaSO4)1.11010，得，得第24页/共52页第25页/共52页1沉淀溶解平衡在工业除杂中的应用【例1】工业制氯化铜时，是将浓盐酸用蒸气加热至80左右，慢慢加入粗制氧化铜粉(含杂质氧化亚铁)，充分搅拌使之溶解，反应如下：CuO2HCl=CuCl2H2O，F
16、eO2HCl=FeCl2H2O。已知：pH9.6时，Fe2以Fe(OH)2的形式完全沉淀：pH6.4时，Cu2以Cu(OH)2的形式完全沉淀；pH为34时，Fe3以Fe(OH)3的形式完全沉淀。第26页/共52页(1)为除去溶液中的Fe2，可采用的方法是()A直接加碱，调整溶液pH9.6B加纯铜粉，将Fe2还原出来C先将Fe2氧化成Fe3，再调整pH到34D通入硫化氢，使Fe2直接沉淀(2)工业上为除去溶液中的Fe2，常使用NaClO，当溶液中加入NaClO后，溶液pH变化情况是()A肯定减小B肯定增大C可能减小D可能增大第27页/共52页(3)若此溶液中只含有Fe3时，要调整pH为34，此时
17、最好向溶液中加入()ANaOH溶液B氨水CCuCl2溶液DCuO固体答案(1)C(2)B(3)D解析(1)A项中pH9.6时，Cu2也将沉淀；B项中，铜粉不能将Fe2还原出来；D项中，Fe2与H2S不反应。(2)NaClO具有强氧化性，能将Fe2氧化：2Fe2ClO2H=2Fe3ClH2O，反应中消耗H，pH一定增大。(3)此溶液中只含杂质Fe3，要调整pH到34，加入的物质必须能与酸反应，使c(H)减小，且不引入新的杂质离子，D项符合条件。第28页/共52页特别提醒在物质除杂、提纯实验中，一定要避免引入新的杂质，如上题中的第(3)问，NaOH溶液、氨水虽能调节pH为34，但会引入杂质离子。第
18、29页/共52页变式训练1某小型化工厂生产皓矾(ZnSO47H2O)的工艺流程如下图所示：第30页/共52页已知：开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为Fe(OH)3：2.73.7；Fe(OH)2：7.69.6；Zn(OH)2：5.78.0。试回答下列问题：(1)加入的试剂应是_，其目的是_。(2)加入的试剂，供选择使用的有：氨水、NaClO溶液、20%H2O2溶液、浓硫酸、浓硝酸等，应选用_，其理由是_。(3)加入的试剂是_，目的是_。第31页/共52页答案(1)Zn将Cu2、Fe3等杂质离子除去(2)20%H2O2溶液H2O2作氧化剂，可将Fe2氧化为Fe3，且不引入其他杂质(3)
19、ZnO或Zn(OH)2(答案合理即可)调节溶液的pH，使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀除去解析向溶液中加入Zn，发生反应：Cu2Zn=Zn2Cu、2Fe3Zn=2Fe2Zn2，然后把Fe2氧化成Fe3，在选择氧化剂时，应使用H2O2，因为H2O2的还原产物为H2O，不引入杂质，然后通过调节溶液的pH，使Fe3水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。第32页/共52页2沉淀溶解平衡曲线【例2】在t时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t时AgCl的Ksp41010，下列说法不正确的是()第33页/共52页A在t时，AgBr的Ksp为4.91013B在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使
20、溶液中c点变到b点C图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液答案B第34页/共52页解析根据图中c点的c(Ag)和c(Br)可得该温度下AgBr的Ksp为4.91013，A正确。在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，c(Br)增大，溶解平衡逆向移动，c(Ag)减小，故B错。在a点时QcKsp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确。选项D中Kc(Cl)/c(Br)Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)，代入数据得K816，D正确。第35页/共52页解题策略沉淀溶解平衡图像题的解题策略(1)沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和，此时有沉淀析出，曲线下
21、方的任一点，均表示不饱和。(2)从图像中找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp的值。(3)比较溶液的Qc与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。(4)涉及Qc的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。第36页/共52页变式训练2如图所示，有T1、T2两种温度下两条BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线，回答下列问题：讨论T1温度时BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线，下列说法不正确的是()第37页/共52页A加入Na2SO4可使溶液由a点变为b点B在T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时，均有BaSO4沉淀生成C蒸发溶剂可能使溶液
22、由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b)D升温可使溶液由b点变为d点答案D解析A项，加入Na2SO4，c(SO42)增大，Ksp不变，c(Ba2)减小，正确；B项，在T1曲线上方任意一点，由于QcKsp，所以均有BaSO4沉淀生成；C项，不饱和溶液蒸发溶剂，c(SO42)、c(Ba2)均增大，正确；D项，升温，Ksp增大，c(SO42)、c(Ba2)均增大，错误。第38页/共52页1下列有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是()AAgCl沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行BAgCl难溶于水，溶液中没有Ag和ClC升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大D向AgCl沉淀中加入NaCl固体，Ag
23、Cl沉淀的溶解度不变答案C解析难溶物达到溶解平衡时沉淀的生成和溶解都不停止，但溶解和生成速率相等；没有绝对不溶的物质；温度越高，一般物质的溶解度越大；向AgCl沉淀中加入NaCl固体，使溶解平衡左移，AgCl的溶解度减小。第39页/共52页3已知25时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400mL0.01molL1Na2SO4溶液，下列叙述正确的是()第40页/共52页A溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中c(SO42)比原来的大B溶液中无沉淀析出，溶液中c(Ca2)、c(SO42)都变小C溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中c(Ca
24、2)、c(SO42)都变小D溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(SO42)比原来的大答案D第41页/共52页第42页/共52页4工业上制取纯净的CuCl22H2O的主要过程是：将粗氧化铜(含少量Fe)溶解于稀盐酸中，加热、过滤，调节滤液的pH为3；对所得滤液按下列步骤进行操作：已知Cu2、Fe2在pH为45时不水解，而Fe3却几乎完全水解而沉淀。请回答下列问题：(1)X是什么物质？_。其反应的离子方程式是_。第43页/共52页(2)Y物质应具备的条件是_，生产中Y可选_。(3)溶液乙在蒸发结晶时应注意_。答案(1)Cl2Cl22Fe2=2Fe32Cl(2)调节溶液酸性，使pH为45，且不引进新杂
25、质CuO或Cu(OH)2(3)通入HCl气体(或加入盐酸)，并不断搅拌且不能蒸干第44页/共52页第45页/共52页5钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。第46页/共52页(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为_，该反应的平衡常数表达式为_；该反应能发生的原因是_。(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)(2)对于上述反应，实验证明增大CO32的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列两种情况下，平衡常数K的变化情况(填“增
26、大”“减小”或“不变”)：升高温度，平衡常数K将_；增大CO32的浓度，平衡常数K将_。第47页/共52页(3)已知，SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似，设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。实验所用的试剂为_；实验现象及其相应结论为_。第48页/共52页第49页/共52页(2)降低温度有利于提高SrSO4的转化率，说明降温平衡向正反应方向移动，因此升高温度，平衡向逆反应方向移动，故平衡常数K减小。平衡常数只与温度有关，增大CO32的浓度，平衡常数不变。(3)根据提供的信息，可以推断SrSO4难溶于盐酸，而SrCO3可溶于盐酸，因此向溶液中加入盐酸，若沉淀全部溶解，则SrSO4完全转化成SrCO3，若沉淀没有全部溶解，则SrSO4没有完全转化成SrCO3，需要注意的是，不能选择稀硫酸，因为SrCO3与稀硫酸反应生成SrSO4。第50页/共52页再见再见第51页/共52页感谢您的观看！第52页/共52页