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苏教版选修四化学新素养导学课件:3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡(第1课时)

1、,第1课时 沉淀溶解平衡与溶度积,专题3 第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡,核心素养发展目标 HEXINSUYANGFAZHANMUBIAO,1.变化观念与平衡思想:知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素,能多角度、动态地分析难溶电解质的溶解平衡。 2.证据推理与模型认知:知道溶度积的意义,建立根据溶度积和离子积的大小关系判断反应进行方向的思维模型。,新知导学 启迪思维 探究规律,达标检测 检测评价 达标过关,内容索引 NEIRONGSUOYIN,01,新知导学,1.AgCl沉淀溶解平衡的建立 (1)在装有少量难溶的AgCl白色固体的试管中,加入约5 mL蒸馏水,充分振荡后静置。 取约2

2、mL上层清液于另一试管中,滴加浓盐酸,观察到的现象是_ 。 由上述实验得出的结论是 。,一、难溶电解质的溶解平衡,有白色,沉淀生成,原上层清液中含有Ag,(2)分析AgCl的溶解过程:AgCl在溶液中存在下述两个过程:一方面,在水分子作用下,少量Ag和Cl脱离AgCl的表面溶于水中,即存在 过程;另一方面,溶液中的Ag和Cl受AgCl表面阴、阳离子的吸引,回到AgCl的表面析出,即存在 过程。在一定温度下,当AgCl溶解和生成的速率相等时,达到溶解平衡状态,得到AgCl的 。 (3)AgCl溶于水的平衡方程式是AgCl(s) Cl(aq)Ag(aq),由于沉淀、溶解之间的这种动态平衡的存在,决

3、定了Ag和Cl的反应 进行到底。,溶解,沉淀,饱和溶液,不能,2.溶解平衡的概念与特征 (1)概念 在一定温度下,当沉淀溶解和生成的速率 时,即建立了动态平衡,叫做沉淀溶解平衡。 (2)特征,相等,不等于0,相等,保持不变,发生移动,(3)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 molL1时,沉淀就达完全。,1.0105,3.影响因素 (1)实例分析 已知溶解平衡:Mg(OH)2(s) Mg2(aq)2OH(aq),请分析当改变下列条件时,对该溶解平衡的影响,填写下表(浓度变化均指平衡后和原平衡比较):,正向移动,不变,不变,逆向移动,减小,增大,正向

4、移动,增大,增大,逆向移动,增大,减小,正向移动,增大,减小,(2)外界条件对沉淀溶解平衡的影响 温度:升高温度,多数溶解平衡向溶解方向移动;少数溶解平衡向_ 方向移动,如Ca(OH)2的溶解平衡。 浓度:加水稀释,溶解平衡向 方向移动。 同离子:加入与难溶电解质构成中相同的离子,平衡向_方向移动。 其他:加入可与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质,溶解平衡向_ 方向移动。,生成沉,淀,溶解,生成沉淀,溶解,归纳总结,(1)易溶电解质或难溶电解质的饱和溶液中存在溶解平衡,不饱和溶液中不存在溶解平衡。 (2)影响难溶电解质溶解平衡的因素,除内因外,主要涉及温度、浓度(包括稀释、加入同种离子)等。

5、,例1 下列关于溶解平衡:AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)的说法正确的是 A.AgCl沉淀的生成和溶解同时在不断进行,且速率相等 B.等物质的量的AgNO3和NaCl溶于水后,溶液中不存在Ag和Cl C.只要向含有AgCl的饱和溶液中加入盐酸,一定会有沉淀生成 D.“ ”说明AgCl没有完全电离,AgCl是弱电解质,解析 沉淀溶解平衡是一个动态平衡,A项正确; 沉淀溶解平衡存在,则肯定存在Ag和Cl,B项错误; 如果加入盐酸后溶液中Cl的浓度小于原饱和溶液中的Cl浓度,则不产生沉淀,C项错误;,“ ”说明AgCl是极少部分溶解,但溶解部分完全电离,AgCl是强电解质,D项错误。,思维启

6、迪难溶电解质溶解平衡与其电离平衡的区别 难溶电解质溶解平衡表示已溶溶质的离子与未溶溶质之间的平衡,是可逆过程,表达式需要注明状态,如Al(OH)3(s) Al3(aq)3OH(aq)。电离平衡是溶解的弱电解质分子与离子之间的转化达到的平衡状态,难溶强电解质的电离,没有电离平衡,如BaSO4=Ba2 ;难溶弱电解质的电离,存在电离平衡,如Al(OH)3 Al33OH。,例2 Mg(OH)2固体在水中存在下列溶解平衡:Mg(OH)2(s) Mg2(aq)2OH(aq),欲减少Mg(OH)2固体的量,可以加入少量的 A.NaOH固体 B.NaCl固体 C.NaHSO4固体 D.MgSO4固体,解析

7、欲使Mg(OH)2减少,应使平衡右移,NaHSO4电离产生的H会使平衡体系中c(OH)减小,而使沉淀溶解平衡右移,Mg(OH)2固体的量减小。,思维启迪难溶电解质在盐或碱溶液中溶解度不同 相同温度下,Mg(OH)2在MgCl2溶液或NaOH溶液中的溶解度小于在水中的溶解度。,二、溶度积常数,饱和,溶度积,1.概念 在一定温度下,沉淀达溶解平衡后的溶液为 溶液,其离子浓度不再发生变化,溶液中各离子浓度幂之积为常数,叫做溶度积常数(简称 ),用Ksp表示。 2.表达式 AmBn(s) mAn(aq)nBm(aq) Ksp 。 如Fe(OH)3的Ksp 。,cm(An)cn(Bm),c(Fe3)c3

8、(OH),3.意义 Ksp的大小反映难溶电解质的溶解能力。 (1)相同类型的难溶电解质,溶度积小的电解质,其溶解能力 。 (2)不同类型的难溶电解质,溶度积小的电解质,其溶解能力 比溶度积大的溶解能力小。,小,不一定,4.应用溶度积规则 通过比较溶度积与溶液的离子积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: (1)QcKsp,溶液过饱和,有 析出,直至溶液 ,达到新的平衡。 (2)QcKsp,溶液饱和,沉淀与溶解处于 。 (3)QcKsp,溶液未饱和,无 析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质 直至溶液 。 5.影响因素 溶度积Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温

9、度有关,与浓度无关。,沉淀,饱和,平衡状态,沉淀,溶解,饱和,归纳总结,(1)溶度积和溶解度都可用来表示物质的溶解能力。 (2)若用溶度积比较不同物质的溶解性时,判断的方法主要有以下两种情况: 对于同类型物质(如AB、A2B、AB2等),可直接用溶度积比较难溶电解质的溶解能力,Ksp越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强。 对于不同类型的物质,Ksp不能直接作为比较依据,而应通过计算将Ksp转化为饱和溶液中溶质的物质的量浓度确定溶解能力的强弱。,例3 已知25 时,AgCl的溶度积Ksp1.81010,则下列说法正确的是 A.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,Ksp值变大 B.AgNO3溶液与Na

10、Cl溶液混合后的溶液中,一定有c(Ag)c(Cl) C.温度一定时,当溶液中c(Ag)c(Cl)Ksp时,此溶液中必有AgCl的沉淀析出 D.Ksp(AgI)Ksp(AgCl),所以S(AgI)S(AgCl),解析 A项,Ksp只与温度有关,不正确; B项,混合后Ag或Cl可能有剩余,但不一定有c(Ag)c(Cl); C项,QcKsp时达到溶解平衡,没有AgCl沉淀析出; D项,比较物质的溶解度大小时,要注意物质的类型相同且化学式中阴阳离子的个数比相同,溶度积越小,其溶解度也越小。如果不同,则不能直接利用溶度积的大小来比较其溶解性,需转化为溶解度进行比较,否则容易误判。,例4 (2018吉林二

11、中高二月考)Cu(OH)2在水中存在着如下沉淀溶解平衡:Cu(OH)2(s) Cu2(aq)2OH(aq),在常温下,Ksp21020。某CuSO4溶液中,c(Cu2)0.02 molL1,在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,需要向CuSO4溶液加入碱来调节pH,使溶液的pH大于 A.2 B.3 C.4 D.5,解析 在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,则Qcc(Cu2)c2(OH)KspCu(OH)221020,所以c2(OH) ,c(OH)109 molL1,故应调节pH大于5。,溶度积的应用 (1)比较难溶电解质在水中的溶解能力 对于相同类型的难溶电解质,Ksp越大,在水中的溶解能力

12、越强。 对于不同类型的难溶电解质,Ksp差距不大时Ksp不能直接作为比较依据。如25 时,Ksp(AgCl)1.81010,KspMg(OH)21.81011,虽然Mg(OH)2的Ksp较小,但不能认为Mg(OH)2比AgCl更难溶。 (2)计算饱和溶液中某种离子的浓度 如已知25 时,Ksp(AgCl)1.81010,可根据Ksp(AgCl)c(Ag)c(Cl)1.81010计算AgCl饱和溶液中的c(Ag)或c(Cl)。,(3)判断给定条件下沉淀能否生成或溶解 比较溶度积Ksp与溶液中有关离子的浓度幂之积Qc(离子积)的相对大小。 QcKsp,溶液过饱和,有沉淀析出; QcKsp,溶液饱和

13、,沉淀与溶解处于平衡状态; QcKsp,溶液未饱和,无沉淀析出。 注意 (1)离子积Qc与溶度积Ksp的表达式相同,但意义不同。Qc表达式中离子浓度是任意时刻的,所以其数值不定;但对某一难溶电解质,在一定温度下,Ksp为定值。 (2)Ksp与物质的量浓度无关;与温度有关。,学习小结,XUEXIXIAOJIE,02,达标检测,1.(2018北师大附中检测)下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是 A.反应开始时,溶液中各离子浓度相等 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

14、溶解,1,2,3,4,5,6,7,解析 A项,反应开始时,各离子的浓度没有必然的关系; C项,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; D项,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,且溶液已达饱和故平衡不发生移动。,2.下列物质中,溶解度不随pH值变化的是 A.AgCl B.CaCO3 C.Fe(OH)3 D.Mg(OH)2,1,2,3,4,5,6,7,解析 B、C、D中的物质溶解度均随pH的减小而增大。,3.向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化),下列数值变小的是 A. B.c(Mg2) C.c(H) D.Ksp(Mg

15、CO3),1,2,3,4,5,6,7,4.下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是 A.常温下,向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体,BaCO3的Ksp减小 B.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp一定减小 C.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp一定增大 D.常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体,Mg(OH)2的Ksp不变,1,2,3,4,5,6,7,解析 温度不变,溶度积常数不变,故A项不正确,D项正确; 大多数的难溶物随温度升高,Ksp增大,但也有少数物质相反,如Ca(OH)2,故B、C项均不正确。,5.(2018上海虹口质检)室温下,氢氧化钙固体在水溶

16、液中达到溶解平衡:Ca(OH)2(s) Ca2(aq)2OH(aq),向其中加入以下物质,恢复到室温,Ca(OH)2固体减少的是 A.CH3COONa B.AlCl3 C.NaOH D.CaCl2,1,2,3,4,5,6,7,1,2,3,4,5,6,7,解析 加入CH3COONa,CH3COO水解产生OH,溶液中OH浓度增大,平衡向左移动,Ca(OH)2固体析出,A项错误; 加入AlCl3,Al3与OH反应,OH浓度减小,平衡向右移动,Ca(OH)2固体减少,B项正确; 加入NaOH,溶液中OH浓度增大,平衡左移,则Ca(OH)2固体的量增加,C项错误; 加入CaCl2,Ca2浓度增大,平衡左

17、移,Ca(OH)2固体增加,D项错误。,6.(2018河北邯郸质检)常温下,Ksp(PbI2)8.5109。取适量黄色PbI2粉末溶于水中,充分搅拌后得到浊液,过滤。在滤液中加入少量KI,测得c(I)1.0102 molL1。下列说法正确的是 A.Ksp(PbI2)减小 B.溶液中c(I)减小 C.产生黄色沉淀 D.溶液中c(Pb2)8.5107 molL1,1,2,3,4,5,6,7,溶液中c(I)明显增大了,B项错误; 产生黄色沉淀,C项正确; 溶液中c(Pb2)8.5105 molL1,D项错误。,1,2,3,4,5,6,7,pHlg c(H)lg 1055。,1,2,3,4,5,6,7

18、,7.(1)工业废水中常含有一定量的 和 ,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s) Cr3(aq)3OH(aq),常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp1032,要使c(Cr3)降低为105 molL1,溶液的pH应调至 。,5,解析 Kspc(Cr3)c3(OH)1032,,1,2,3,4,5,6,7,(2)在0.10 molL1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的pH8时,c(Cu2) molL1(KspCu(OH)22.21020)。若在0.10 molL1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体,使Cu2完全沉淀为CuS,此时溶液中的H浓度是 molL1。,2.2108,0.20,解析 pH8时c(OH)106 molL1,由氢氧化铜的溶度积常数可知:Ksp2.210201012c(Cu2),得c(Cu2)2.2108 molL1; 使Cu2完全沉淀为CuS,已知c(Cu2)0.10 molL1,根据反应关系式:Cu22H得c(H)0.20 molL1。,