高二化学选修4难溶物的溶解平衡(公开课)

加NaI(s)
加AgNO3(s)
难溶电解质的溶解平衡
学习目标
• 1、掌握溶度积常数的含义及有关计算 • 2、学会运用溶解平衡的移动解释沉淀的形成、 溶解和转化的原理
预习检测
• • • • 请同学解释三个现象的形成过程 1、锅炉中水垢中含有CaSO4 ，可先用Na2CO3溶液处理。 2、龋齿的形成原因及防治方法 3、钟乳石是如何形成的？
谢谢观赏
步骤 1mLNaCl和10 向所得固液混合物 滴AgNO3溶液 中滴加10滴KI溶液 混合 现象 有白色沉淀 白色沉淀转化为 析出 黄色 向新得固液混合 物中滴加10滴 Na2S溶液
黄色沉淀转化为 黑色
KI
Na2S
AgCl
AgI
Ag2S
问题引导下的再学习
逆向进行，有何现象？
1mLNa2S 和10 步骤 滴AgNO3溶液 混合 现象 有黑色沉淀析出 向所得固液混合 物中滴加10滴KI 溶液 向新得固液混合 物中滴加10滴 NaCl 溶液
难溶电解质的溶解平衡
学习目标
• 1、复习溶解度的定义 • 2、掌握难溶物的溶解平衡的定义，特征、影响因素。 • 3、掌握溶度积常数的含义及应用
预习检测
1.举例说明学过的“平衡”，它们有哪些特征？ 化学平衡 2NO2 N2O4 电离平衡 H2O H+ +OH水解平衡 FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl
当堂检测
讨论：对于平衡AgCl(s) 对其有何影响(溶液始终饱和) 改变条件 升 温 加 水 加AgCl(s) 加NaCl(s)
Ag+(aq) + Cl-(aq) 若改变条件，
平衡时 平衡时 平衡移 动方向 c（Ag+ ） C(Cl-) → → 不移动 ← → ← ↑ 不变 不变 ↓ ↓ ↑ ↑ 不变 不变 ↑ ↑ ↓
当堂检测
• 某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所 示。下列说法正确的是 C • A．加入Na2SO4可以使 溶液由a点变到b点 • B．通过蒸发可以使溶 液由d点变到c点 • C．d点无BaSO4沉淀生 成 • D．a点对应的Ksp大于 c点对应的Ksp
问题引导下的再学习
Ksp与溶解度的关系：
滴加酚酞溶 滴加试剂 液2ml蒸馏水 现象
固体无溶解现 固体迅速溶解 象，溶液浅红 溶液褪色
固体部分溶解 溶液褪色
问题引导下的再学习
③沉淀的转化 [思考]：白色的氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后，为什么 会有红褐色沉淀生成？试用平衡移动原理解释之。
FeCl3
静置
Mg(OH)2↓
Fe(OH)3↓
问题引导下的再学习
溶解度：
在一定温度下，某固态物质在100克水中达到饱和状态 时所溶解的质量。叫做这种物质的溶解度。
思考 1、溶解度会随溶质的量的多少而变化吗？它的
单位是什么？ 2、存在绝对不溶的物质吗？溶解度表中的“不” 是什么意思？
难溶 0.01 微溶 1 可溶 10 易溶
（Sg/100g水）
3、溶解度表中有很多种“不溶”物，这些不溶 物 的溶解度一样吗？
问题引导下的再学习
影响难溶电解质溶解平衡的因素： ①内因：电解质本身的性质 ②外因： a、浓度：加水，平衡向溶解方向移动。 思考 加水稀释时，溶解的溶质的量多了，溶解度变
化吗？
b、温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。 思考 Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低。那么它
的溶解平衡随着温度的升高而如何变化？
黑色沉淀没变化 黑色沉淀没变化
思考 从实验中可以得到什么结论？
实验说明：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的 方向转化，两者差别越大，转化越容易。 沉淀一般从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。
当堂检测
以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、 Cd2+等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使 这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在 内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据 上述实验事实，可推知MnS具有的相关性质是（ C ） A.具有吸附性 B.溶解度与CuS、PbS、CdS等相同 C.溶解度大于CuS、PbS、CdS D.溶解度小于CuS、PbS、CdS
问题引导下的再学习
思考 4、生成难溶物是复分解反应发生的条件之一，那
生成难溶物的复分解反应进行到底了吗？也存在 平衡吗？
注意：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。
问题引导下的再学习
溶解平衡：
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，溶液中各离子的浓度保持 不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡）
问题引导下的再学习
（2）在一定温度下，通过比较任意状态离子积(Qc)与溶度 积(Ksp)的大小，判断难溶电解质沉淀溶解平衡进行的限度。 ①当Ksp = Qc时， 饱和溶液，已达到沉淀溶解平衡态； ②当Ksp > Qc时， 溶液不饱和，若加入过量难溶电解质， 将继续溶解直到溶液饱和； ③当Ksp < Qc时， 溶液过饱和，反应向沉淀方向进行，有 沉淀析出，直到溶液到达新的平衡。
思考 1、易溶电解质存在溶解平衡吗？ 2、存在溶解平衡的条件是什么？ 3、溶解平衡的特征是什么？ 4、溶解平衡符合勒夏特列原理吗？
问题引导下的再学习
思考 1、试着书写一下难溶物的溶解平衡表达式： AgCl AgCl(s) Ag+(aq)+Cl- (aq) BaSO4 BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO42- (aq) 2、溶解平衡表达式与电离平衡表达式意义 相同吗？
当堂检测
1、将足量AgCl分别溶于①水中②10mL 0.1mol/L NaCl溶液 ③5mL 0.1mol/l的MgCl2溶液中，比较Ag+浓度大小？ 答案：① > ② > ③ 2、已知Ksp,CaCO3=4.9610-9往盛有1.0L纯水中加入0.1mL浓 度均为0.01mol/L的CaCl2和Na2CO3，有无CaCO3生成呢？ [Ca2+] =[CO32-]= 0.110-30.01/1.0 = 10-6 mol/L Qc = [Ca2+]×[CO32-] = 10-12 <Ksp,CaCO3=4.96 10-9 因此无 CaCO3沉淀生成。
问题引导下的再学习
沉淀溶解平衡常数——溶度积：
在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，存在沉 淀溶解平衡，其平衡常数叫做溶度积常数。符号：Ksp
思考 1、写AgCl(s)
2、写出Fe(OH)3
Ag+(aq)+Cl-(aq) 平衡常数表达式 Fe3++3OH-的平衡常数表达式
3、沉淀溶解平衡常数与化学平衡常数相似，只受 什么因素的影响？ 4、向AgCl中加入HCl或KБайду номын сангаасl后溶解平衡如何移动？ AgCl的溶解度有什么影响？Ksp变化吗？
难溶物 AgCl AgBr Ag I Ksp 1.8×10-10 5.4×10-13 8.5×10-17 溶解度/g 1.5×10-4 8.4×10-6 2.1×10-7
结论:对同类型的难溶电解质（如AgCl、AgBr、AgI）而言， Ksp 越小，其溶解度也越小。
问题引导下的再学习
难溶物 AgCl Ag2CO3 BaSO4 Ksp 1.8×10-10 8.1×10-12 1.1×10-10 溶解度/g 1.5×10-4 3.45×10-3 2.4×10-4
问题引导下的再学习
沉淀反应的应用
①沉淀的生成 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。 如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，可以加氨水 Fe3＋ + 3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋
再如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S等做沉淀剂 Cu2＋+S2－= CuS↓ Hg2＋+S2－= HgS↓ 思考 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。
问题引导下的再学习
②沉淀的溶解 实验方案：分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、酸、盐， 观察实验现象。 应用平衡移动原理分析、解释实验中发生的反应。
试管编号
①
②
滴加酚酞溶 液2ml盐酸
③
滴加酚酞溶液2ml 饱和NH4Cl溶液
特征:“动、等、定、变”
2.平衡移动原理——勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、或 压强等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
3、什么叫饱和溶液？什么叫不饱和溶液？ 一定温度下，不能再溶解某种溶质的溶液叫该 溶质的饱和溶液。还能继续溶解某种溶质的溶液叫 该溶质的不饱和溶液。
问题引导下的再学习
问题引导下的再学习
c、加入相同离子，平衡向沉淀方向移动。
思考 1、向NaCl饱和溶液中加入HCl有什么变化？
加入KCl有什么变化，加入KNO3有什么变化？ 以上变化对NaCl的溶解度有什么影响？
d、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。
思考
1、向CaCO3中加盐酸，有什么现象?如何用溶解 平衡的移动来解释这个现象？ 2、向AgCl沉淀中加入NaI，振荡，慢慢的白色 沉淀变为黄色沉淀？如何用溶解平衡的移动解 释这个现象？
• 结论:不同类型的难溶电解质，需注意Ksp表达式中指数 的问题。 • 结论:溶解度相近的物质，有时需考虑相对分子质量的 差异。
当堂检测
• 下列说法正确的是 BC • A．根据Ksp(AgCl)=1.77×10－10，Ksp(Ag2CrO4)=1.12× 10－12，可以推知AgCl的溶解度比Ag2CrO4的溶解度大 • B．Ksp的大小与离子浓度无关，只与难溶电解质的性质 和温度有关 • C．AgCl在10mL 0.01mol· －1的KCl溶液中比在20mL L 0.05mol· －1的AgNO3溶液中溶解的质量大 L • D．难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，沉淀 和溶解即停止