化学选修4 第三章 第四节

溶解度/g
>0.01 <0.01
+ 一.Ag 和Cl 的反应真能进行到底吗?
解平衡?如何表示?
P62讨论3: 难溶电解质(如AgCl)是否存在溶
Ag+ AgCl(s)
溶解 沉淀
ClAg+(aq) + Cl- (aq)
初始状态: V (溶解) > V (沉淀) 溶解平衡: V (溶解) = V (沉淀)
①锅炉除水垢
锅炉中水垢中含有CaSO4,可先用Na2CO3溶 液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。 CaSO4(s)+Na2CO3 = CaCO3(s)+Na2SO4 CaSO4 SO42- + + Ca2+ CO32-
②对一些自然现象的解释
CaCO3
自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的 矿物的现象。例: 各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用 后可变成CuSO4溶液,并向深部渗透,遇到深层的闪锌矿 (ZnS)和方铅矿(PbS),便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。
[课堂练习]
1. 石灰乳中存在下列平衡:
Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq) （ A.Na2CO3溶液 C.NaOH溶液 加入下列溶液,可使Ca(OH)2减少的是
AB ）
B.AlCl3溶液 D.CaCl2溶液
二.沉淀反应的应用 (阅读课本P62~65) 1.沉淀的生成
(1)应用:生成难溶电解质的沉淀 ,是工业生产、
迅速溶解
逐渐溶解
[P64思考与交流]
1.写出有关反应的化学方程式.
[P64思考与交流]
2.用平衡移动的原理分析Mg(OH)2溶于盐酸和 NH4Cl溶液的原因,并从中找出沉淀溶解的规律。
加入HCl时, H+直接结合OH-,使c(OH-)减小,平衡 右移,从而使Mg(OH)2溶解。 加入NH4Cl时, 解释1: NH4+直接结合OH-,使c(OH-)减小,平衡右 移,从而使Mg(OH)2溶解。 解释2: NH4+水解,产生的H+中和OH-,使c(OH-) 减小,平衡右移,从而使Mg(OH)2溶解。
[小结] 难溶电解质溶解的规律
不断减小溶解平衡体系中的
相应离子,平衡就向沉淀溶解的
方向移动,从而使沉淀溶解。
3. 牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH 的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡: Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2++3PO43-+OH进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙 齿就会受到腐蚀,其原因是: 生成的有机酸能中和 . OH-,使平衡向脱矿方向移动,加速腐蚀牙齿。 已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上面的矿化产 物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中 配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因: 5Ca2++3PO43-+F-=Ca5(PO4)3F↓ 。
[小结] 沉淀的生成、溶解、转化本质上都
是沉淀溶解平衡的移动,其基本依据主要有:
①浓度: 加水,平衡向溶解方向移动。
②温度: 升温,多数平衡向溶解方向移动。
③加入相同离子:平衡向沉淀方向移动。
④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。
科学视野—溶度积KSP 对于溶解平衡: MmNn(s) mMn+(aq)+nNm+(aq) 有: KSP=[c(Mn+)]m· [c(Nm+)]n 在一定温度下, KSP是一个常数。 QC > KSP 溶液过饱和,有沉淀析出 QC = KSP 溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态 QC < KSP 溶液未饱和,可继续溶解该难溶电解质
溶解 沉淀
Ag+ (aq) + Cl - (aq)
练习: 书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式
3.溶解平衡的特征
逆、等、动、定、变
4.生成难溶电解质的离子反应的限度
难溶电解质的溶解度小于 0.01g,离子反应 生成难溶电解质,离子浓度小于1×10-5mol/L 时,认为反应完全, 但溶液中还有相应的离子。
BaSO4(s)
溶解
沉淀
Ba2+ (aq)+SO4 2-(aq)
[小结]
1.生成沉淀的离子反应能发生的原因 2.溶解平衡的建立
生成物的溶解度很小 1)概念: 在一定条件下,难溶电解质电解质溶解成离子 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) 2)表达式: AgCl(s)
[课堂练习]
3.沉淀的转化 [实验3-4]
NaCl和 AgNO3混合
向所得固液混 合物中滴加 KI溶液
向新得固液混 合物中滴加 Na2S溶液
生成 白色沉淀
白色沉淀 转变为黄色
黄色沉淀 转变为黑色
3.沉淀的转化
[实验3-4]
步 NaCl和AgNO3 向所得固体混合物中 向新得固体混合物 溶液混合 滴加KI溶液 中滴加Na2S溶液 骤 现 白色沉淀析出 白色沉淀转为黄色 黄色沉淀转为黑色 象
解 在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡: 释 Mg(OH) (s) 2+(aq)+2OH-(aq) Mg 2
Mg(OH)2(s) NH4++H2O
OH- +H+
Mg2+(aq)+2OH-(aq) NH3· H2O+H+ H2O
因OH-浓度降低,使溶解平衡向沉淀溶解的方向移动
Mg(OH)2 +2NH4Cl = MgCl2 + 2NH3↑+ 2H2O
向MgCl2溶 液中滴加 NaOH溶液
[实验3-5]
向有白色沉淀的溶液中 滴加FeCl3溶液 静置
生成 白色沉淀
白色沉淀转变为红褐色
红褐色沉淀 析出, 溶液变无色
3.沉淀的转化
[实验3-5]
步 向MgCl2溶液中 向有白色沉淀的溶液 静置 骤 滴加NaOH溶液 中滴加FeCl3溶液 现 白色沉淀析出 白色沉淀变红褐色 红褐色沉淀析出 溶液褪至无色 象
第三章 水溶液中离子平衡
2015年11月22日星期日
[学习目标]
1.理解难溶电解质的溶解平衡。
2.溶度积和溶度积规则。
3.利用平衡移动原理分析沉淀的生成、溶
解、转化。
1.盐类的水解实质:
[复习旧课]
盐电离出来的离子与水电离出来的H+ 或OH– 结合,从而使水的电离平衡发生移动的过程。
2.水解规律: 有弱才水解,无弱不水解; 谁弱谁水解,谁强显谁性; 越弱越水解,都弱双水解。 ①温度: 3.影响因素: ②溶液酸碱性: ③浓度:
越稀越水解, 越热越水解
讨论:
实验探究
(1)如何判断NaCl溶液是否已经达到饱和?
(2)饱和的NaCl溶液中NaCl是否不再溶解了呢? (3)NaCl能不能和盐酸反应?
实验:在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸,观察。
(4)要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体,还可以 采取什么措施? 加热浓缩.降温.加入钠离子浓度更大的其它溶液
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。
环保工程和科学研究中除杂或提纯物质的重要方 法之一。
图3-15 化学沉淀法废水处理工艺流程示意图
(2)方法
①调节溶液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加入沉淀剂: 如沉淀Cu2+、Hg2+等,以 Na2S、H2S做沉淀剂 Cu2++S2- =CuS↓ Hg2++S2-=HgS↓
一.Ag+和Cl-的反应真能进行到底吗?
[P61思考与交流] 阅读课本P61～62
一.Ag+和Cl-的反应真能进行到底吗?
Ag+ + Cl- = AgCl↓ P61讨论1: 当AgNO3与NaCl反应生成难
溶AgCl时,溶液中是否含有Ag+和Cl-?
P61表3-4 几种电解质的溶解度(20℃)
化学式 AgCl AgNO3 AgBr Ag2SO4 Ag2S BaCl2 溶解度/g 1.5×10-4 222 8.4×10-6 0.796 35.7 化学式 Ba(OH)2 BaSO4 Ca(OH)2 CaSO4 Fe(OH)3 溶解度/g 3.89 2.4×10-4 0.165 0.21 9×10-4 3×10-9
3.沉淀的转化 在含有沉淀的溶液中加入另一种沉淀剂 , 使其与溶液中某一离子结合成更难溶的物质, 引起一种沉淀转变成另一种沉淀的现象,叫沉 淀的转化。
（1）沉淀转化的实质 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动。一般溶 解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现 （2）沉淀转化的应用 沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值
2.沉淀的溶解
H2CO3→ H2O+CO2↑
(1) 生成弱电解质使沉淀溶解 如:CaCO3 FeS Al(OH)3 Cu(OH)2 CaC2O4
溶于强酸
(2) 加入某些盐促进沉淀溶解 如: Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液 [实验3-3]
滴加试剂 现象 蒸馏水 盐酸 氯化氨溶液
固体无明显 溶解现象
1.3×10-16 Mg(OH)2
P61讨论2: 谈谈你对酸、碱和盐的溶解度表中
“溶”与“不溶”的理解。 溶解度可以很小,但仍有度。溶与不溶是相对 的,没有绝对不溶的物质。
20℃时,溶解度:
大于10g, 易溶 1 g～10g, 可溶 0.01g～1g, 微溶 小于0.01g, 难溶
20℃ 易溶 >10 可溶 >1 微溶 难溶
[练习]
2.在粗制CuSO4· 5H2O晶体中常含有杂质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。
[P63思考与交流]
1.如果要除去某溶液中的SO42-,选择加入钙盐 钡盐。硫酸钡难溶,可使硫酸根 还 离子沉淀完全 ,而硫酸钙微溶 ,硫酸根沉淀不完全。 是钡盐?为什么 ? 2.如果要除去某溶液中的Mg2+,应该加入什么离 -为好,Mg(OH) 难溶,而MgCO 微溶。 加入 OH 子比较好?为什么? 2 3 3.以你现有的知识,你认为判断沉淀能否生成可 从那些方面考虑?是否可使要除去的离子全部通过 沉淀生成可从溶解度大小来考虑。 沉淀除去 ?如何尽可能多地除去? 不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去,因 存在溶解平衡。 可加入过量的沉淀剂,以使平衡向沉淀的方向移动。
[课堂练习]
2. 要除去MgCl2酸性溶液中少量的FeCl3, 不宜选用的试剂是 （
c
）
A.MgO
C.NaOH
B.MgCO3
D.Mg(OH)2
原理: 设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子,
使平衡向沉淀溶解的方向移动。
CaCO3(s) CO32-+Ca2+ +H+ HCO3+H+ 强酸是常用的溶解难溶 电解质的试剂。如可溶解 难溶氢氧化物, 难溶碳酸 盐、某些难溶硫化物等。
溶液中有关离子浓度幂的乘积—离子积QC。
[练习]
1.向0.1mol/LAgNO3溶液滴加0.1mol/L NaCl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?
有黑色沉淀生成
是否可以用Na2SO4代替Na2S? 如果先向AgNO3溶液中加Na2S溶液至沉淀 完全,再向上层清液中滴加NaCl,情况又如何?试解 释原因。
三、沉淀的转化
[P64思考与交流]
1.根据你所观察到的现象,分析所发生的反应。 2.如果将上述两个实验中的沉淀生成和转化的步 骤颠倒顺序,会产生什么结果?试用平衡移动原理和 两种沉淀溶解度上的差别加以解释,并找出这类反 应发生的特点。 溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀。 两者差别越大,转化越容易。 沉淀的转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动
没有沉淀生成。Ag2S饱和溶液中Ag+ 太少,不能生成AgCl沉淀。
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
=1.18×10-2 mol/L。
而在AgCl饱和溶液中
c(Ag+)=(1.8×10-10)1/2
=1.34×10-5m源自文库l/L