【化学】3.4《难溶电解质的溶解平衡》课件(人教版选修4)

第三章 水溶液中的离子平衡
第三节 盐类的水解
复习
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。
一种物质溶解在另一种物质中的能力。 2、溶解性是指：___________________________ 物理 溶解性是物质的_______性质。 溶解性大小跟
②外因：
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。
MmAn (s) mMn＋(aq)＋ nAm—(aq)
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。
溶质、溶剂的性质 ___________________有关。
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。
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。
不可以，
设c(SO42-)=0.1mol/L，
为使而之沉淀，
c(Ag+)=(1.4×10-5/0.1)1/2 =1.18×10-2mol/L。
而在AgCl饱和溶液中
c(Ag+)=(1.8×10-10)1/2=1.34×10-5mol/L
练习： • 3.在粗制CuSO4· 2O晶体中常含有杂质 5H Fe2+ 。在提纯时，为了除去Fe2+，常加入 少量H2O2，使Fe2+氧化为Fe3+，然后再加 少量碱到溶液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。 • 溶解性：Fe(OH)2>Cu(OH)2>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。
先把Fe2+氧化成Fe3+，然后调PH至7到8使Fe3+ 转化为Fe(OH)3 沉淀，过滤除去沉淀。
氧化剂:硝酸、高锰酸钾、氯气、氧气、双氧水等
氧化剂可用：氯气、双氧水、氧气等（不引入杂质）
调PH:氨水、氢氧化钠、氧化铜、碳酸铜
调PH可用：氧化铜、碳酸铜等（不引入杂质）
思考与交流
1、如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加 入钡 盐还是钙盐？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 2、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成 可从哪方面考虑？是否可能使要除去的离子通过 沉淀反应全部除去？说明原因。 从溶解度方面可判断沉淀能否生成；不可能使 要除去的离子通过沉淀完全除去，因为不溶是 相对的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。
Cu2＋+S2－= CuS↓ Hg2＋+S2－= HgS↓
③同离子效应法 例：为什么硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水 中小。
硫酸中硫酸根浓度大，使平衡向沉淀 方向移动，有利于沉淀的生成。
④ 氧化还原法 例：已知Fe3+在PH3到4之间开始沉淀，在 PH7到8之间沉淀完全，而Fe2+，Cu2+在8 到9之间开始沉淀11到12之间沉淀完全， CuCl2中混有少量Fe2+如何除去？
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℃
易溶 物质 S>10g 可溶 物质 微溶 物质 难溶 物质 S<0.01g
10g>S>1g 1g>S>0.01g
讨论:
[实验探究]
⑴ NaCl在水溶液里达到溶液平衡状态时 有何特征？ 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。 ⑵ 要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体， 可采取什么措施？ 加热浓缩
降温 加入浓盐酸
探究实验
在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸
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+)=0.034mol/L）。若t1时刻在 上述体系中加入100mL 0.020mol/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( ) B
二、沉淀反应的应用 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）方法
① 调pH值
如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调
pH值至7~8
Fe3＋ + 3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋
② 加沉淀剂 如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂
1
3
4 . 0 10 1 10
39
[Fe 1 . 5 10
11
5
mol L
pOH = 10.8 , pH = 3.2
Ksp (Mg(OH)2)= 1.8×10-11
Mg2＋开始沉淀的pH值为:
[ OH
－
] (
5
K sp [Mg2 Nhomakorabea1
) (
2
1 . 8 10 0 .1
例1：如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 mol／L, 使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么? 解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OHKsp = [Fe3+]×[OH-]3 = 4.0 ×10-39 Fe3+ 沉淀完全时的[OH-]为:
[ OH
－
]
K
3
sp 3
]
问题讨论：
（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
2、难溶电解质的溶解平衡
（1）生成沉淀的离子反应能发生的原因 生成物的溶解度很小
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓 度小于10-5mol/L时,沉淀达到完全。
刚好饱和
图1
练习2解答
原溶液中： c(SO42-)=c(Ag+) ÷2=0.034mol/L÷2=0.017mol/L 加入Na2SO4后： c(Ag+)=0.034mol/L÷2=0.017mol/L c(SO42-)=(0.017mol/L+0.020mol/L) ÷2=0.0185mol/L 则QC= c(Ag+)2× c(SO42-)=0.0172×0.0185=5.35×10-6 因QC <KSP，溶液未达到饱和状态。
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 mol/L时, 则认为已经沉淀完全
• 要除去MgCl2酸性溶液中少量的 FeCl3，不宜选用的试剂是（ ） • A、MgO B、MgCO3 • C、NaOH D、Mg(OH)2
c
练习：
• 2.向0.1mol/LAgNO3溶液的试管中滴加 有黑色沉淀生成。 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没有沉淀生成。Ag S饱 溶液中加Na2S溶液至沉淀 2 完全，再向上层清液中滴加NaCl，情况又 和溶液中Ag＋太少，不 如何？试解释原因。 能生成AgCl沉淀。 • 是否可以用Na2SO4代替Na2S？
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、问题讨论：
（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-？有
（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。
现象: NaCl饱和溶液中有固体析出 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- )增加,平衡向左移动,因而 有 NaCl晶体析出.
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。
例1. 在1L含1.0×10-3molL-1 的SO42-溶 液中，注入0.01mol BaCl2溶液（假设溶 液体积不变）能否有效除去SO42-?已 知:Ksp(BaSO4)= 4×10-10 mol2L-2
解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉