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高中人教版 (2019)第四节 沉淀溶解平衡图文课件ppt
展开溶解 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 沉淀
AgCl在水中溶解平衡
尽管AgCl固体难溶于水,但仍有部分Ag+和CI-离开固体表面进入溶液,同时进入溶液的Ag+和CI-又会在固体表面沉淀下来,当这两个过程速率相等时, Ag+和CI-的沉淀与AgCl固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态. AgCl固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为:
练:书写碳酸钙溶解平衡的表达式
一定温度下,当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时,形成电解质的饱和溶液,达到平衡状态,我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡 。
Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) +2OH- (aq)
沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样,符合平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。
1、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,沉淀的速率与溶解的速率相等C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中离子的浓度相等且保持不变D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入该沉淀物,将促进溶解
AgCl CaSO4 Ag2S
2.书写下列物质的溶解平衡表达式。
几种电解质的溶解度(20℃)
1、分析P61表3-4 ,结合物质溶解性表,找出其中常见的不溶物,谈谈你对不溶物的理解。
25℃时电解质的溶解性与溶解度的关系
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 ,没有绝对不溶的电解质。
4)影响溶解平衡的因素:
①内因:电解质本身的性质
a、绝对不溶的电解质是没有的。b、同是难溶电解质,溶解度差别也很大。c、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。
通常我们讲的外因包括浓度、温度、压强等。对于溶解平衡来说,在溶液中进行,可忽略压强的影响。
多数平衡向溶解方向移动
①加水②增大相同离子浓度 (同离子效应)
C)化学反应:反应消耗难溶电解质的离子,平衡向溶解方向移动。
讨论:在AgCl饱和溶液中,尚有AgCl固体存在,当分别向溶液中加入下列物质,将如何变化?【AgCl(S) Ag+(aq) + Cl-(aq) 】
→ ↑ ↑
→ 不变 不变
不移动 不变 不变
← ↓ ↑
→ ↓ ↑
练习1: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
2、石灰乳中存在下列平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2 OH― (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
①概念:一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂的乘积为一常数.这个常数称为溶度积常数简称为溶度积,用Ksp表示。
2、溶度积(科学视野P65)
对于溶解平衡:MmAn(s) mMn+(aq) + nAm-(aq) 有:KSP= c m(Mn+) · c n(Am-)
溶液过饱和,有沉淀析出
溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态
溶液未饱和,可继续溶解该难溶电解质
②离子积QC(任意时刻溶液中离子浓度幂的乘积)
练习1:请写出 BaSO4 、 Al(OH)3 的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式。
BaSO4 (s) Ba2+ (aq) + SO42- (aq) KSP=c(Ba2+)c(SO42-)Al(OH)3 (s) Al3+ (aq) + 3OH- (aq) KSP=c(Al3 + )c 3(OH-)
【例1】下列情况下,有无CaCO3沉淀生成? 已知 Ksp(CaCO3)= 2.8 10-91)往盛有1.0 L纯水中加入0.1 mL浓度为 0.01 ml /L 的CaCl2和Na2CO3;2)改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0 ml /L 呢?
C(Ca2+)=C(CO32-)=(0.110-30.01)/1.0 = 10-6ml/L Qc =C(Ca2+)×C(CO32-)= 10-12 < Ksp= 2.810-9因此无 CaCO3沉淀生成。
C(Ca2+) = C(CO32-) = 10-4 ml /L Qc = C(Ca2+)×C(CO32-) = 10-8 > Ksp= 2.810-9 因此有CaCO3沉淀生成。
1、已知Ksp (CaC2O4)=4.010-9,若在c(Ca2+)=0.020ml·L-1的溶液生成CaC2O4沉淀,溶液中的c(C2O42-)最小应为( ) A.4.010-9ml·L-1 B.2.010-7ml·L-1 C.2.010-9ml·L-1 D.8.010-11ml·L-1
2、已知室温下Al(OH)3的KSP=1.0×10-33欲使溶液中的c(Al3+) ≤1.0×10-6ml.L-1 溶液的pH≥_____
Ksp = c(Al3+ )c3(OH–) = 1.0×10-33
一定温度下, Ksp的大小反映了物质在水中的溶解能力。对于同类型的难溶电解质,Ksp越大,其溶解能力越强。
和其他平衡常数一样,Ksp 只与本质和温度有关,温度一定时,Ksp不变。
1. 向含有AgCl(s)的饱和AgCl溶液中加水,下列叙述正确的是( )A.AgCl的溶解度增大 B.AgCl的溶解度、Ksp均不变 C.Ksp(AgCl)增大 D.AgCl的溶解度、Ksp均增大
2.下列说法正确的是( )A.溶度积就是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的乘积B.溶度积常数是不受任何条件影响的常数,简称溶度积C.可用离子积Qc判断沉淀溶解平衡进行的方向D.所有物质的溶度积都是随温度的升高而增大的
3.Mg(OH)2难溶于水,但它溶解的部分全部电离。室温下时,饱和Mg(OH)2溶液的pH=11,则该温度下:(1)饱和Mg(OH)2溶液中镁离子和氢氧根浓度分别是多少?(2)Mg(OH)2的Ksp是多少?
4.一定温度下,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。
已知:某温度时,Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-] =1.8×10-10 Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO 4 2-] =1.1×10-12 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。
第四节 难溶电解质的溶解平衡
如:工业原料氯化铵中混有氯化铁,使其溶解于水,再加氨水调 pH值至7~8,可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。
Fe3+ + 3NH3•H2O = Fe(OH)3↓+3NH4+
练习:氢氧化铜悬浊液中存在如下平衡:Cu(OH)2(s) Cu2+(aq)+2OH-(aq),常温下其Ksp=2×10-20,(1)某硫酸铜溶液里c(Cu2+ )=0.02ml·L-1,如要生成Cu(OH)2,应调整溶液的pH使之大于( )A.9B.5C.14 D.7(2)要使0.2 ml/L硫酸铜溶液中 Cu2+ 沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一可视为 Cu2+ 沉淀较为完全),则应向溶液里加入氢氧化钠溶液使溶液pH为 。
②加沉淀剂 如:沉淀 Cu2+、Hg2+ 等,以 Na2S、H2S 做沉淀剂
Cu2++S2- = CuS↓ Hg2++S2- = HgS↓
例如利用盐类的水解反应
要除去含Cu2+、Cl-、Fe3+的溶液中的Fe3+,而不引入新杂质,可加入什么化学物质?
要除去MgCl2酸性溶液中少量的FeCl3,不宜选用的试剂是( )A、MgO B、MgCO3C、NaOH D、Mg(OH)2
沉淀剂的选择:要求除去溶液中的离子,又不能影响期它离子的存在,不带入杂质离子,(若引入溶液的杂质离子还要便于除去)
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。
2、以你现有的知识,你认为判断沉淀能否生成可从哪些方面考虑?是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部除去?说明原因。
从溶解度方面可判断沉淀能否生成;不可能使要除去的离子通过沉淀完全除去,因为不溶是相对的,沉淀物在溶液中存在溶解平衡。
2. 沉淀的溶解原理: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,就达到使沉淀溶解的目的。 例:CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq)
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。除酸外,某些盐溶液也可用来溶解沉淀。
[实验3-3]向3支盛有少量Mg(OH)2沉淀的试管中分别加入适量的蒸馏水、盐酸、氯化铵溶液,观察并记录现象。
溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡: Mg(OH)2(s) ⇌ Mg2+(aq) + 2OH-(aq)
加入盐酸时,H+中和OH-,使c(OH-)减小,平衡右移,从而使Mg(OH)2溶解。
加入NH4Cl时,NH4+与OH-结合,生成NH3·H2O,使c(OH-)减小,平衡右移,从而使Mg(OH)2溶解。
利用氧化还原反应使沉淀溶解
CuS、HgS等不能溶于非氧化性的强酸,如盐酸,只能溶于氧化性的强酸,如硝酸,甚至是王水,其间发生了氧化还原反应。
生成配位化合物使沉淀溶解
银氨溶液的制取就是典型的例子利用生成稳定的可溶配位化合物[Ag(NH3)2]OH来溶解沉淀Ag2O
1.向5mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液,出现白色沉淀,继续滴加一滴KI溶液并振荡,沉淀变为黄色,再滴入一滴Na2S溶液并振荡,沉淀又变成黑色。根据上述变化过程,分析此三种沉淀物的溶解度关系为( ) A.AgCl=AgI=Ag2S B.AgCl
向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液
向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液
红褐色沉淀析出,溶液变无色
[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。
Mg(OH)2(s) ⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq),
[思考与交流]:从实验中可以得到什么结论?
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。
化学法除锅炉水垢的流程图
水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4
用饱和Na2CO3溶液浸泡数天
CaCO3Mg(OH)2
写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式
练习2: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( ) 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
【小结】 沉淀的生成、溶解、转化实质上都是沉淀溶解平衡的移动的过程,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.
4.现将足量的AgCl分别放入下列物质中,AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是 (填序号) ①20mL0.01ml/LKCl溶液 ②30mL0.02ml/LCaCl2溶液 ③40mL0.03ml/LHCl溶液 ④10mL蒸馏水 ⑤50mL0.05ml/LAgNO3溶液
④ >①> ③ >② >⑤
5.工业上制取纯净的CuCl2·2H2O的主要过程是:①将粗氧化铜(含少量Fe)溶解于稀盐酸中,加热、过滤,调节滤液的pH为3;②对①所得滤液按下列步骤进行操作 已知Cu2+、Fe2+在pH为4~5时不水解,而Fe3+却几乎完全水解.而沉淀。请回答下列问题: (1)X是 其反应的离子方程式是 (2)Y物质应具备的条件是 ,生产中Y可选: (3)溶液乙在蒸发结晶时应注意:
2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl—
调节溶液酸性使 PH=4~5,且不引进新杂质
通入氯化氢气体,并不断搅拌且不能蒸干
已知25℃时,AgI饱和溶液中c (Ag+)为1.22×10—8ml/L,AgCl的饱和溶液中c (Ag+)为1.25×10—5ml/L。若在5mL含有KCl和KI各为0.01ml/L的溶液中,加入8mL0.01ml/LAgNO3溶液,这时溶液中所含溶质的离子浓度大小关系正确的是( )A.c (K+)>c (NO3—) >c (Cl—) >c (Ag+)>c (I—)B.c (K+)>c (NO3—) >c (Ag+) >c (Cl—)>c (I—)C.c (NO3—)>c (K+)>c (Ag+) >c (Cl—)>c (I—)D.c (K+)>c (NO3—) >c (Ag+) = c (Cl—) + c (I—)
2、 常温下,AgCl、AgBr、AgI的溶度积常数(Ksp)依次为1.8×10-10ml2·L-2、5.0×10-13ml2·L-2、8.3×10-17ml2·L-2。下列有关说法错误的是( )A.常温下在水中溶解能力AgCl>AgBr>AgIB.AgCl饱和液中加入足量浓NaBr溶液有AgBr沉淀生成C.在AgBr饱和溶液中加入足量浓NaCl溶液不可能有AgCl 沉淀生成D.在AgI饱和液中加入NaI固体有AgI沉淀析出
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