第四节 难溶电解质的溶解平衡(第一课时)
学习目标:
知道难溶物在水中的溶解情况及沉淀溶解平衡的建立过程,能描述沉淀溶解平衡。 知道沉淀转化的本质。 自主梳理:
用初中学习的溶解度知识和高中学习的化学平衡理论。来分析NaCl溶解于水的几种情况。 思考:1、在NaCl溶液中,再加入固体溶质,固体有没有溶解过程?当v(结晶)=v(溶解)时,体系处于什么状态?N
+-aCl(s) Na(aq) + Cl(aq)
2、 NaCl能不能和盐酸反应?
教学与探究:
实验: 向饱和NaCl溶液中加浓盐酸,观察实验现象,并运用平衡移动原理,讨论产生现象的原因
+—
一、Ag和Cl的反应真的能进行到底吗? 问题讨论:
+-1、当AgNO3与NaCl反应生成难溶AgCl时,溶液中是否含有Ag和Cl?
2、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0.01克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(生成AgCl沉淀后的溶液中三种有关反应的粒子在反应体系中共存)。 归纳总结:
生成沉淀的离子反应反应之所以能够发生,在于生成物的溶解度 。
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于 mol/L时,沉淀达到完全。 3、难溶电解质(如AgCl)是否存在溶解平衡?如何表示?
-+
是 Cl(aq)+Ag(aq)AgCl (s) 4、什么情况下就到达溶解平衡?
在一定温度下,当沉淀溶解和生成的速率相等时,得到AgCl的饱和溶液,就到达溶解平衡。 (一)、难溶电解质的溶解平衡
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:如: AgCl (s) Cl(aq)+Ag(aq) 3、特征:动、等、定、变
练习:书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式
4、影响溶解平衡的因素: (1)内因:电解质本身的性质
①、绝对不溶的电解质是 。
②、同是难溶电解质,溶解度差别 。
③、易溶电解质做溶质时只要是 也可存在溶解平衡。
- 1 -
(2)外因:
①浓度:加水,平衡向 方向移动。
②温度:升温,多数平衡向 方向移动。 归纳总结:
难溶电解质的溶解平衡作为一种平衡体系,遵从 原理。 沉淀溶解平衡跟其他平衡一样也有 常数 5、溶度积(平衡常数)——Ksp
+
对于沉淀溶解平衡: MmAn (s) mMn(aq)+ nAm—(aq)
+
(平衡时)Ksp=[ c (Mn) ]m·[c(Am— )]n
在一定温度下,Ksp 是一个常数,称为溶度积常数,简称溶度积。
+
若任意时刻有:Qc = [ c (Mn) ]m·[c(Am— )]n
则有:Qc > Ksp ,过饱和,析出沉淀
Qc = Ksp ,饱和,平衡状态 Qc < Ksp 。未饱和
课堂过关:
1.石灰乳中存在下列平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH- (aq),加入下列溶液,可使Ca(OH)2减少的是
A. Na2CO3溶液 B. AlCl3溶液 C. NaOH溶液 D. CaCl2溶液
2、在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中,加入 1mL 0.01mol/L 100mL 0.01mol/L AgNO3 溶液,下列说法正确的是(AgCl KSP=1.8×10-10) ( )
A.有AgCl沉淀析出 B. 无AgCl沉淀 C. 无法确定 D. 有沉淀但不是AgCl
3、已知室温时AgBr的溶解度是8.8×10-7mol/L,MgNH4PO4溶解度是6.3×10-5mol/L,求AgBr、MgNH4PO4的溶度积?
4、将5 mL 1×10-5 mol/L的AgNO3溶液和15 mL 4×10-5 mol/L的K2CrO4溶液混和时,有无砖红色Ag2CrO4沉淀生成?已知Ag2CrO4的Ksp=9×10-12
自我评价:
--1、在Ca(OH)2(Ksp=5.5×10-6)、Mg(OH)2(Ksp=1.2×1011)、AgCl(Ksp=1.56×1010) 三物中,下列说法正确的是 ( )
A Mg(OH)2的溶解度最小 B Ca(OH)2 的溶解度最小 C AgCl的溶解度最小 D Ksp最小的溶解度最小
2、在Na2S和,K2CrO4相同浓度的混合稀溶液中,滴加稀Pb(NO3)2溶液,则 ( )
--(Ksp, PbS =3.1×1028, Ksp,PbCrO=1.77×1014)
A PbS先沉淀 B PbCrO4先沉淀 C 两种沉淀同时出现 D 两种沉淀都不产生 3、已知:25°C时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp[MgF2]=7.42×10-11。下列说法正确的是
A.25°C时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大 B.25°C时,在Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大
4
- 2 -
C.25°C时,Mg(OH)2固体在20ml0.01 mol·L氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·LNH4Cl溶液中的Ksp小
D.25°C时,在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
4、.Ca(OH)2在纯水中可以认为是完全解离的,它的溶解度s和Ksp的关系 ( )
A. s=3Ksp B. s=3Ksp/4 C. s=2Ksp/4 D. s=Ksp /4
5、一定温度下,难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数,这个常数称为该难溶电
--
解质的溶度积,用符号Ksp表示。即:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm(aq) Ksp =[An+]m·[Bm]n
---
已知:该温度时,Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl] =1.8×1010 Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+][CrO42-] =1.1×1012 试求:(1)此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度,并比较两者的大小。
(2)此温度下,在0.010mo1·L-1的AgNO3溶液中,AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度,并比较两者的大小。
衔接高考:
1、(08年广东化学·9)已知Ag2SO4的KW 为2.0×10-3,将适量Ag2SO4
固体溶于100 mL水中至刚好饱和,该过程中Ag+和SO32浓度随时
-
-1-1
间变化关系如右图(饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034 mol·L-1)。若t1时刻在上述体系中加入100 mL. 0.020 mol·L-1 Na2SO4 溶液,下列示意图中,能正确表示t1时刻后Ag+和SO32浓度随时间变化关系的
-
是B
- 3 -
第四节 难溶电解质的溶解平衡(第二课时)
学习目标:
知道沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用(沉淀的生成和分步沉淀,沉淀的溶解和转化) 自主梳理:
向饱和NaCl溶液中加浓盐酸会有什么现象?运用平衡移动原理,讨论产生现象的原因 加入相同离子,平衡向沉淀方向移动。
思考:以上是存在溶解平衡时的情况,如果不存在溶解平衡,如何生成沉淀呢?如何处理工业废水中
3+
的Fe?
-3+-3+
可以加入含OH的溶液将Fe转化为Fe(OH)3沉淀,加入含OH的溶液将Fe转化为Fe(OH)3沉淀,-3+OH的溶液就是“沉淀剂”。还可以通过调节溶液的pH值来使Fe转化为Fe(OH)3沉淀 教学与探究:
二、沉淀溶解平衡的应用 1、沉淀的生成 (1)方法:
A、调节PH法 B、加沉淀剂法 C、同离子效应法 D、氧化还原法 说明:
1、沉淀剂的选择:要求除去溶液中的某种离子,又不能影响 ,并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要 。
2、形成沉淀和沉淀完全的条件:由于难溶电解质溶解平衡的存在,在合理选用沉淀剂的同时,有时还要考虑溶液的 和 的调控。
3、通过 反应等方式改变某离子的存在形式,促使其转变为溶解度 的电解质以便分离出去 思考与交流:P67,
(2)原则:生成沉淀的反应能发生,且进行得越 越好 (3)意义:物质的检验、提纯及工厂废水的处理等 思考与交流:
结合以前的知识,如果想溶解碳酸钙,可以用什么方法?为什么?
2+2—2—+
在CaCO3(s) Ca(aq)+ CO3(aq),当加入盐酸时发生CO3+2HH2O+CO2↑
2—沉淀 c(CO3)减小,上述平衡向溶解方向移动,CaCO3 便逐渐溶解。 试验3-3:P68
滴加试剂 现象 蒸馏水 固体无明显溶解现象 盐酸 迅速溶解 氯化氨溶液 逐渐溶解 思考与交流:
1、有关反应的化学方程式:
2、应用平衡移动原理分析、解释上述发生的反应。并试从中找出使沉淀溶解的规律 2、沉淀的溶解 (1)方法:
① 加入足量的水使沉淀转化为气体使沉淀转化为弱电解质氧化还原法()适用于具有明显氧化
+-
性或还原性的难溶物使沉淀转化为配合物AgClAg+Cl (AgCl加氨水生成银氨离子可溶)⑥使沉淀转化为其他沉淀
- 4 -
思考与交流:
-2-
当向AgNO3和NaCl恰好完全反应的平衡体系中加入I,若再加入S,会看到什么现象?
实验3-4: 步骤 现象 AgCl和AgNO3溶液混合 又白色沉淀析出 向所得固体混合物中滴加KI溶液 白色沉淀转化为黄色 向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液 白色沉淀变红褐色 向新得固体混合物中滴加Na2S溶液 黄色沉淀转化为黑色 静置 红褐色沉淀析出溶液褪至无色 实验3-5: 步骤 向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液 现象 有白色沉淀析出 3、沉淀的转化 方法: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 的方向移动。 课堂练习:
1、为除去MgCl2溶液中的FeCl3,可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是( )
A、NaOH B、Na2CO3 C、氨水 D、MgO
2、将AgNO3溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都会出现不同颜色的沉淀,沉淀的颜色变化是 _ ____ → _ _ ___ → ____ _。出现这种颜色变化的原因是:
_ _____ _ 归纳总结:
沉淀的生成、溶解、转化本质上都是沉淀溶解平衡的移动问题,其基本依据主要有 ①浓度:加水,平衡向 方向移动。
②温度:升温,多数平衡向 方向移动。 ③加入相同离子,平衡向 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 的方向移动。 自我评价:
1、工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法
选项 A B C D 污染物 废酸 Cu2+等重金属离子 含苯废水 含纯碱的废水 处理措施 加生石灰中和 加硫酸盐沉降 用活性炭吸附 加石灰水反应 方法类别 物理法 化学法 物理法 化学法 2、硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下,下列说法正确
的是
A.温度一定时,Ksp(SrSO4)随c(SO42-)的增大而减小 B.三个不同温度中,313K时Ksp(SrSO4)最大 C.283K时,图中a点对应的溶液是不饱和溶液
D.283K下的SrSO4饱和溶液升温到263K后变为不饱和溶液 3、 Ag2CO3可溶于稀HNO3,但AgCl不溶于稀HNO3中,这是因
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