《成才之路》2013-2014学年高中化学(人教版,选修4)课件3-4

的作用下，少量Ag＋和Cl－脱离AgCl固体表面溶入水中；另
一方面，溶液中的Ag＋和Cl－受AgCl固体表面正、负离子的
吸引，回到AgCl表面析出沉淀。在一定温度下，当沉淀溶解
和生成的速率相等时，便得到AgCl的饱和溶液，即建立起下
列动态平衡：
AgCl(s)
溶解 沉淀
Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。
成才之路·化学
人教版 ·选修4(化学反应原理)
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第三章 水溶液中的离子平衡
第四节 难溶电解质的溶解平衡
新情境·激趣入题 新知识·导学探究 3 新思维·名师讲堂
4 新考题·随堂自测 5 新提升·达标作业
新情境·激趣入题
加热可以使硬水中的Ca(HCO3)2与Mg(HCO3)2分解为 CaCO3与MgCO3沉淀。有的同学可能认为水垢的成分应为 CaCO3与MgCO3沉淀的混合物，但实际上水垢的主要成分 却是CaCO3与Mg(OH)2的混合物，你知道其中的Mg(OH)2是 怎样生成的吗？
新思新维思维··名名师师讲讲堂 堂
沉淀溶解平衡
●教材点拨 1．溶解平衡的建立 在一定条件下，难溶电解质溶于水形成饱和溶液时，溶 质的离子与该固态物质之间建立了动态平衡，叫做沉淀溶解 平衡。 以AgCl溶解为例： Ag＋(aq)＋Cl－(aq) AgCl(s)。
AgCl 在溶液中存在以下两个过程：一方面，在水分子
自我校对：
1．(1)溶解 生成
(2)AgCl(s)
溶解 沉淀
Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
(3)动态 相等 保持不变 发生移动 (4)①难溶 微溶 可溶 ②1×10－5mol/L
2．(1)①Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋ 4 ②Cu2＋＋S2－===CuS↓ Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋ Hg2＋＋S2－===HgS↓ Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋ (2)①减少 ②NH＋ 4 ＋OH－ NH3·H2O
新知识·导学探究
●新知导学 1．沉淀溶解平衡。 (1)定义：在一定温度下，当沉淀________和________的 速率相等时，即达到溶解平衡。 (2)表达式(以AgCl为例)_________________________。
(3)特征
(4)生成难溶电解质的离子反应的限度 ①25℃时，溶解性与溶解度的关系
2．表达式 对于AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq) Ksp＝[c(An＋)]m·[c(Bm－)]n。 3．影响因素： Ksp只与难溶电解质的性质、温度有关，而与沉淀的量无 关，并且溶液中的离子浓度的变化只能使平衡移动，并不改 变溶度积。
4．意义： ①Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，当化学式所 表示的阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大的难溶电解质 在水中的溶解能力相对越强；②可以利用Ksp来计算饱和溶液 中某种离子的浓度。
自然界中矿物的转化 原生铜的硫化物氧化、淋滤,________溶液 渗透和，方加―铅闪―矿锌→P矿bSZ nS________
其反应的化学方程式如下： ______________________________________________， ______________________________________________。
2．溶解平衡的特征 与化学平衡一样，也可以概括为“逆、动、等、定、变” 五个字。 (1)“逆”——电解质的沉淀和溶解是可逆的。 (2)“动”——动态平衡，溶解速率和沉淀速率不等于零， 即溶解过程和沉淀过程都在进行。 (3)“等”——溶解速率和沉淀速率相等。 (4)“定”——溶解达平衡状态时，溶液中的离子浓度保 持不变。
在处理污水时，可以向其中加入FeS固体，以除去Cu2 ＋、Hg2＋、Pb2＋等重金属离子。在此过程中发生了哪些化学 反应？
CaCO3、FeS和Mg(OH)2等物质是盐或碱，因而属于电 解质，只是它们在水中难以溶解，所以称为难溶电解质。尽 管难溶电解质难溶于水，但在水中也会建立一种动态平衡。 你知道引人入胜的桂林溶洞、石笋、石柱是怎样形成的吗？ 请让我们一块走进教材第二节：难溶电解质的溶解平衡。
5．判断沉淀生成与否的原则——溶度积规则 通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离 子积Qc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： Qc>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达 到新的平衡。 Qc＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。
(5)“变”——当改变外界条件时，溶解平衡将发生移动， 达到新的平衡。即勒夏特列原理也适用于判断溶解平衡移动 分析。
3．生成难溶电解质的离子反应的限度 不同电解质在水中的溶解度差别很大，例如AgCl和 AgNO3，但难溶电解质与易溶电解质之间并无严格的界限， 习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解质。对于 常见的化学反应，化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度 小于1×10－5mol/L时，沉淀就达完全。 生成沉淀的离子反应之所以能够发生，是因为生成物的 溶解度很小。
Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)
逆向
不变
正向
不变溶解平衡属于化学平衡，符合勒 夏特列原理，外界条件改变时，平衡将会发生移动。
②温度升高，多数物质的溶解度增大，溶解平衡向溶解 的方向移动；也有例外，如Ca(OH)2。
5．沉淀溶解平衡与难溶电解质的电离
沉淀溶解平衡 难溶电解质的电离
②加沉淀剂法 以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶 的硫化物CuS、HgS等沉淀。反应的离子方程式如下： ______________________________________________； ______________________________________________； ______________________________________________； ______________________________________________。
钡盐？为什么？
提示：加入可溶性钡盐。因为BaSO4的溶解度比CaSO4 的溶解度小，用Ba2＋沉淀SO42－更完全。
3．游过闻名于世的桂林溶洞，北京石花洞的人都不会 忘记那千姿百态的石钟乳、石笋和石柱，不会忘记那宽敞高 大的岩穴、曲折迂回的通道。这些引人入胜、宛如地下龙宫 的溶洞，以及其中的钟乳石是怎样形成的呢？
②反应完全的标志 对于常量的化学反应来说，化学上通常认为残留在溶液 中的离子浓度小于______________________时，沉淀就达到 完全。
2．沉淀反应的应用 (1)沉淀的生成 生成沉淀的主要方法有： ①调节pH法 加入氨水调节pH至7～8，可除去氯化铵中的杂质氯化 铁。反应的离子方程式如下：__________________________ __________________________________________________。
4．沉淀溶解平衡的影响因素：
(1)内因：难溶电解质本身的性质(主要因素)
如CaSO4微溶，CaCO3难溶。
(2)外因
溶解平衡：Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)
影响因素
移动方向
Ksp
升温
正向
增大
加盐酸
正向
不变
溶解平衡：Mg(OH)2(s) 加NaOH固体 加H2O 加入MgCl2固体 加NH4Cl固体
【解析】 虽然难溶电解质的溶解度很小，但在水中仍有极 少量的溶解，A 项不正确。沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的 离子浓度保持不变，但不一定相等，如 Ag2SO4 沉淀溶解达到平 衡时，c(Ag＋)＝2c(SO42－)，C 项不正确。沉淀溶解达到平衡时， 如果再加入难溶性的该沉淀物，由于固体的浓度为常数，故平衡 不发生移动，D 项不正确。v(沉淀)＝v(溶解)是溶解平衡的特征， B 项正确。
(2)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质，只要不 断________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。
②方法 A．酸溶解法 例如：难溶于水的CaCO3溶于盐酸中
B．盐溶液溶解法 例如Mg(OH)2固体能溶于浓NH4Cl溶液中： Mg(OH)2(s) Mg2＋＋2OH－，加入NH4Cl溶液时，由于 发生反应__________________________________，使上述平 衡正向移动，因此Mg(OH)2固体能逐渐溶解。
【答案】 B
【点拨】 (可逆反应的)化学平衡、(弱电解质的)电离平衡、 (含弱酸根或弱碱根的盐的)水解平衡、(难溶电解质的)溶解平衡 是四类重要的动态平衡，它们具有相同的特征(逆、动、等、定、 变)，在学习中要善于将这四类平衡联系起来并运用平衡移动原 理(勒夏特列原理)进行分析理解。
●变式训练 1．(2013·重庆质检)(双选)有关 AgCl 沉淀的溶解平衡说法正 确的是( ) A．AgCl 沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等 B．AgCl 难溶于水，溶液中没有 Ag＋和 Cl－ C．升高温度，AgCl 沉淀的溶解度增大 D．向 AgCl 沉淀中加入 NaCl 固体，AgCl 沉淀的溶解度不 变
平衡状态
可能存在电离平衡， 已溶溶质的离 子与未溶溶质 如：Al(OH)3
可能不存在电离平 之间的平衡
衡，如：BaSO4
沉淀溶解平衡 难溶电解质的电离
表示方法
Al(OH)3(s) Al3＋ Al(OH)3 (aq)＋3OH－(aq) 3OH－
Al3＋＋
BaSO4(s) Ba2＋ (aq)＋SO24－(aq)
提示：溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结 果，石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化 为微溶性的碳酸氢钙。由于石灰岩层各部分含石灰质多少不 同，被侵蚀的程度不同，就逐渐被溶解分割成互不相依、千 姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞。溶有碳酸氢钙 的水，当从溶洞顶滴到洞底时，由于水分蒸发或压强减小， 以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉 淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石 笋等。
解析：溶解平衡为动态平衡，是沉淀的生成和沉淀的溶解达 到相等的状态，物质的难溶是相对的，因此 AgCl 溶液中 Ag＋、 Cl－非常少，向 AgCl 沉淀中加 NaCl，增大 c(Cl－)，使平衡向逆 方向移动，则溶解度减小。
答案：AC
溶度积常数
●教材点拨 1．溶度积Ksp定义 在一定条件下，难溶电解质AmBn溶于水形成饱和溶液 时，溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡，叫做沉淀 溶解平衡。这时，离子浓度的乘积为一常数，叫做溶度积， 用Ksp表示。
(3)沉淀的转化 ①实质 溶解度小的沉淀转化成______________的沉淀。两种沉 淀的溶解度差别________，沉淀越容易转化。 例如：AgNO3溶液①―N―a→Cl________沉淀―②―K→I 沉淀转化 为________③―N―a→2S沉淀转化为________
②应用 锅炉除水垢
BaSO4===Ba2＋＋ SO42－
提示：溶解平衡的电离方程式必须标明状态(s)、(aq)， 而电离平衡则不用。
●典例透析
(2013·武汉检测)下列对沉淀溶解平衡的描述正 确的是( )
A．BaSO4 属于难溶物，它在水中完全不能溶解 B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等 C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且 保持不变 D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物， 将促进溶解
(3)①溶解度更小 越大 白色 黄色 黑色 ②Na2CO3 盐酸 CuSO4 铜蓝(CuS) CuSO4＋ZnS===CuS↓＋ZnSO4 CuSO4＋PbS===CuS↓＋PbSO4
●自主探究
1．(1)只有难溶电解质才存在溶解平衡吗？ (2)在含有少量Ag＋的溶液中加入过量的NaCl溶液，溶液
中是否还有Ag＋存在？
提示：(1)不仅难溶电解质存在溶解平衡，在易溶的饱和
溶液中也存在溶解平衡，如在饱和NaCl溶液中存在溶解和结
晶平衡。
(2)有。因为AgCl在溶液中存在平衡AgCl(s) ＋Ag＋(aq)，所以Ag＋不可能完全沉淀。
Cl－(aq)
2．如果要除去某溶液中的SO
2－ 4
，你选择加入钙盐还是