1、,高中化學選修4人教版,第四節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡,目標導航1.知道沉淀溶解平衡的概念及其影響因素。2.能 用平衡移動原理分析沉淀的溶解與生成、沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)， 并會解決生產(chǎn)、生活中的實際問題。3.明確溶度積和離子積 的關系，學會判斷反應進行的方向。,一、難溶電解質(zhì)的溶解平衡 1固體物質(zhì)的溶解度(S)與溶解性的關系 2. 溶解平衡狀態(tài)：在一定溫度下，固體溶質(zhì)在水中形成_溶液時，溶液中_保持不變的狀態(tài)，該狀態(tài)下，固體溶質(zhì)_的速率和溶液中溶質(zhì)分子_的速率達到相等，但溶解和結(jié)晶仍在進行。,0.01g,1g,10g,飽和,溶質(zhì)質(zhì)量,溶解,結(jié)晶,3沉淀溶解平衡 (1)概念 在一定溫度下，當沉淀_和_的

2、速率相等時，即建立了動態(tài)平衡，叫做難溶電解質(zhì)的溶解平衡。如AgCl溶于水 的溶解平衡表示為： _ 。 (2)特征,溶解,生成,動態(tài)平衡，溶解速率和沉淀速率不等于零,溶解速率和沉淀速率_,平衡狀態(tài)時，溶液中的離子濃度_,當改變外界條件時，溶解平衡_,相等,保持不變,發(fā)生移動,【議一議】 1根據(jù)對溶解度及反應限度、化學平衡原理的認識，生成沉淀的離子反應能否真正進行到底？ 答案不能進行到底。,向右,減小,減小,增大,增大,向右,向左,向右,向左,減小,減小,增大,增大,增大,減小,影響沉淀溶解平衡的因素： (1)內(nèi)因：溶質(zhì)本身的性質(zhì)。絕對不溶的物質(zhì)是沒有的；同是微溶物質(zhì)，溶解度差別也很大；易溶溶質(zhì)只

3、要是飽和溶液也存在溶解平衡。 (2)外因：濃度：加水，平衡向溶解方向移動。溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動；少數(shù)平衡向生成沉淀的方向移動，如Ca(OH)2的溶解平衡。同離子效應：向平衡體系中加入相同的離子，使平衡向生成沉淀的方向移動。其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應生成更難溶的物質(zhì)或氣體的離子時，平衡向溶解方向移動。,3從物質(zhì)類別、變化過程角度分析沉淀溶解平衡與弱電解質(zhì)的電離平衡有何區(qū)別？ 答案(1)從物質(zhì)類別看，難溶電解質(zhì)可以是強電解質(zhì)，也可以是弱電解質(zhì)如BaSO4是強電解質(zhì)，而Al(OH)3是弱電解質(zhì)，而難電離物質(zhì)只能是弱電解質(zhì)。 (2)從變化的過程來看，沉淀溶解平衡是指已溶

4、解的溶質(zhì)與未溶解的溶質(zhì)之間形成沉淀與溶解的平衡狀態(tài)；而電離平衡則是指已經(jīng)溶解在溶液中的弱電解質(zhì)分子與離子之間的轉(zhuǎn)化達到平衡狀態(tài)。,二、沉淀溶解平衡的應用 1沉淀的生成 (1)調(diào)節(jié)pH法： 如加入氨水調(diào)節(jié)pH4，可除去氯化銨中的雜質(zhì)氯化鐵。 反應離子方程式： _。 (2)加沉淀劑法： 以Na2S、H2S等作沉淀劑，使Cu2、Hg2等生成極難溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。反應離子方程式如下： 加Na2S生成CuS：_。 通入H2S生成CuS：_。,Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH4,S2Cu2=CuS,H2SCu2=CuS2H,2沉淀的溶解 (1)原理：根據(jù)平衡移動原理，對于在水中難溶

5、的電解質(zhì)，只要不斷_溶解平衡體系中的相應離子，平衡就向沉淀溶解的方向移動，從而使沉淀溶解。 (2)實例：CaCO3沉淀溶于鹽酸中：,移去,H2CO3,HCO3,CO2氣體的生成和逸出，使CaCO3溶解平衡體系中的CO32濃度不斷減小，平衡向_的方向移動。 分別寫出用HCl溶解難溶電解質(zhì)FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2的離子方程式 _ _。 向Mg(OH)2懸濁液中分別滴加蒸餾水、稀鹽酸、NH4Cl溶液，白色沉淀將_、_、_ (填“溶解”或“不溶解”)。,沉淀溶解,FeS2H=Fe2H2S、Al(OH)33H=Al3,3H2O、Cu(OH)22H=Cu22H2O,不溶解,溶解,溶解,溶解度

6、小,溶解度更小,越大,(1)實驗探究 AgCl、AgI、Ag2S的轉(zhuǎn)化(教材實驗34),有白色沉 淀生成,白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀,黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色沉淀,溶解度小的沉淀可以轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀,Mg(OH)2與Fe(OH)3的轉(zhuǎn)化(教材實驗35),產(chǎn)生白色沉淀,產(chǎn)生紅褐色沉淀,上層為無色溶液， 下層為紅褐色沉淀,MgCl22NaOH=Mg(OH)22NaCl,(2)沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì) 沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)就是_的移動，即將_ 的沉淀轉(zhuǎn)化成_的沉淀。,沉淀溶解平衡,溶解度小,溶解度更小,【議一議】 1除去溶液中的SO42，選擇鈣鹽還是鋇鹽？為什么？怎樣選擇沉淀劑？ 答案(1)根據(jù)CaSO4微溶于水，Ba

7、SO4難溶于水，除去SO42時，應選擇鋇鹽，因為鋇鹽可使SO42沉淀更完全。 (2)選擇沉淀劑時，使生成沉淀的反應越完全越好；不能影響其他離子的存在，由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)離子要便于除去或不引入新的雜質(zhì)離子。,2向Mg(OH)2懸濁液中分別滴加稀鹽酸和NH4Cl溶液，溶液變澄清，試解釋原因。,三、溶度積(Ksp) 1溶度積Ksp 一定溫度下，在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，各_冪之積為常數(shù)，稱之為溶度積常數(shù)，用Ksp表示。 2表達式 Kspcm(An)cn(Bm) 例如：Ag2SO4的溶度積常數(shù)為 _。,Ksp(Ag2SO4)c2(Ag)c(SO42),離子濃度,3影響因素 4溶度積Ksp與離子積Q

8、c的關系 通過比較溶度積與溶液中有關離子濃度冪的乘積離子積Qc的相對大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否生成或溶解。 (1)Qc_Ksp，溶液過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和達到新的平衡； (2)Qc _ Ksp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)； (3)Qc _ Ksp，溶液未飽和，無沉淀析出，若加入過 量難溶電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和。,【議一議】 1溶解度較小的沉淀易轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀，而溶解度小的沉淀不能向溶解度大的沉淀轉(zhuǎn)化，這種認識對嗎？ 答案不對。只要離子積QcKsp，溶解度小的沉淀也可以轉(zhuǎn)化為溶解度大的沉淀。 2同溫條件下，Ksp數(shù)值越大，難溶電解質(zhì)在水中的溶

9、解能力越強，這種認識對嗎？ 答案不對，對于同類型物質(zhì)而言，Ksp數(shù)值越大，難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強，如AgClAgBrAgI；而對于不同類型的物質(zhì)，則不能直接比較，如Ksp(AgCl)1.81010，KspMg(OH)21.81011，不能認為Mg(OH)2比AgCl更難溶，需轉(zhuǎn)化為溶解度進行比較。,3試以Ksp(BaSO4)1.11010為例，進行溶度積和溶解度的換算。 答案由于沉淀的飽和溶液是很稀的，其密度可近似認為是1 gmL1。 根據(jù)Ksp(BaSO4)1.11010，得,1沉淀溶解平衡在工業(yè)除雜中的應用 【例1】工業(yè)制氯化銅時，是將濃鹽酸用蒸氣加熱至80 左右，慢慢加入粗制氧化

10、銅粉(含雜質(zhì)氧化亞鐵)，充分攪拌使之溶解，反應如下：CuO2HCl=CuCl2H2O，F(xiàn)eO2HCl=FeCl2H2O。已知：pH9.6時，F(xiàn)e2以Fe(OH)2的形式完全沉淀：pH6.4時，Cu2以Cu(OH)2的形式完全沉淀；pH為34時，F(xiàn)e3以Fe(OH)3的形式完全沉淀。,(1)為除去溶液中的Fe2，可采用的方法是() A直接加堿，調(diào)整溶液pH9.6 B加純銅粉，將Fe2還原出來 C先將Fe2氧化成Fe3，再調(diào)整pH到34 D通入硫化氫，使Fe2直接沉淀 (2)工業(yè)上為除去溶液中的Fe2，常使用NaClO，當溶液中加 入NaClO后，溶液pH變化情況是() A肯定減小 B肯定增大 C

11、可能減小 D可能增大,(3)若此溶液中只含有Fe3時，要調(diào)整pH為34，此時最好向溶液中加入() ANaOH溶液 B氨水 CCuCl2溶液 DCuO固體 答案(1)C(2)B(3)D 解析(1)A項中pH9.6時，Cu2也將沉淀；B項中，銅粉不能將Fe2還原出來；D項中，F(xiàn)e2與H2S不反應。(2)NaClO具有強氧化性，能將Fe2氧化：2Fe2ClO2H=2Fe3ClH2O，反應中消耗H，pH一定增大。(3)此溶液中只含雜質(zhì)Fe3，要調(diào)整pH到34，加入的物質(zhì)必須能與酸反應，使c(H)減小，且不引入新的雜質(zhì)離子，D項符合條件。,特別提醒 在物質(zhì)除雜、提純實驗中，一定要避免引入新的雜質(zhì)，如上題

12、中的第(3)問，NaOH溶液、氨水雖能調(diào)節(jié)pH為34，但會引入雜質(zhì)離子。,變式訓練1某小型化工廠生產(chǎn)皓礬(ZnSO47H2O)的工藝流程如下圖所示：,已知：開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH范圍分別為Fe(OH)3：2.73.7；Fe(OH)2：7.69.6；Zn(OH)2：5.78.0。 試回答下列問題： (1)加入的試劑應是_，其目的是_。 (2)加入的試劑，供選擇使用的有：氨水、NaClO溶液、20% H2O2溶液、濃硫酸、濃硝酸等，應選用_，其理由是_。 (3)加入的試劑是_，目的是_ _。,答案(1)Zn將Cu2、Fe3等雜質(zhì)離子除去 (2)20% H2O2溶液H2O2作氧化劑，可

13、將Fe2氧化為 Fe3，且不引入其他雜質(zhì)(3)ZnO或Zn(OH)2(答案合理即可)調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去 解析向溶液中加入Zn，發(fā)生反應：Cu2Zn=Zn2Cu、2Fe3Zn=2Fe2Zn2，然后把Fe2氧化成Fe3，在選擇氧化劑時，應使用H2O2，因為H2O2的還原產(chǎn)物為H2O，不引入雜質(zhì)，然后通過調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。,2沉淀溶解平衡曲線 【例2】在t 時，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。又知t 時AgCl的Ksp41010，下列說法不正確的是(),A在t 時，AgBr的Ksp為4.91013 B在AgBr飽和溶

14、液中加入NaBr固體，可使溶液中c點變到b點 C圖中a點對應的是AgBr的不飽和溶液 答案B,解析根據(jù)圖中c點的c(Ag)和c(Br)可得該溫度下AgBr的Ksp為4.91013，A正確。在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體后，c(Br)增大，溶解平衡逆向移動，c(Ag)減小，故B錯。在a點時QcKsp，故為AgBr的不飽和溶液，C正確。選項D中Kc(Cl)/c(Br)Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)，代入數(shù)據(jù)得K816，D正確。,解題策略 沉淀溶解平衡圖像題的解題策略 (1)沉淀溶解平衡曲線類似于溶解度曲線，曲線上任一點都表示飽和溶液，曲線上方的任一點均表示過飽和，此時有沉淀析出，曲線

15、下方的任一點，均表示不飽和。 (2)從圖像中找到數(shù)據(jù)，根據(jù)Ksp公式計算得出Ksp的值。 (3)比較溶液的Qc與Ksp的大小，判斷溶液中有無沉淀析出。 (4)涉及Qc的計算時，所代入的離子濃度一定是混合溶液中的離子濃度，因此計算離子濃度時，所代入的溶液體積也必須是混合液的體積。,變式訓練2如圖所示，有T1、T2兩種溫度下兩條BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線，回答下列問題： 討論T1溫度時BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線，下列說法不正確的是(),A加入Na2SO4可使溶液由a點變?yōu)閎點 B在T1曲線上方區(qū)域(不含曲線)任意一點時，均有BaSO4沉淀生成 C蒸發(fā)溶劑可能使溶液由d點變?yōu)榍€上a

16、、b之間的某一點(不含a、b) D升溫可使溶液由b點變?yōu)閐點 答案D 解析A項，加入Na2SO4，c(SO42)增大，Ksp不變，c(Ba2) 減小，正確；B項，在T1曲線上方任意一點，由于QcKsp， 所以均有BaSO4沉淀生成；C項，不飽和溶液蒸發(fā)溶劑， c(SO42)、c(Ba2)均增大，正確；D項，升溫，Ksp增大， c(SO42)、c(Ba2)均增大，錯誤。,1下列有關AgCl沉淀的溶解平衡說法正確的是 () AAgCl沉淀生成和沉淀溶解達平衡后不再進行 BAgCl難溶于水，溶液中沒有Ag和Cl C升高溫度，AgCl沉淀的溶解度增大 D向AgCl沉淀中加入NaCl固體，AgCl沉淀的

17、溶解度不變 答案C 解析難溶物達到溶解平衡時沉淀的生成和溶解都不停止，但溶解和生成速率相等；沒有絕對不溶的物質(zhì)；溫度越高，一般物質(zhì)的溶解度越大；向AgCl沉淀中加入NaCl固體，使溶解平衡左移，AgCl的溶解度減小。,3已知25 時，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示，向100 mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加入400 mL 0.01 molL1 Na2SO4溶液，下列敘述正確的是 (),A溶液中析出CaSO4固體沉淀，最終溶液中c(SO42)比原來的大 B溶液中無沉淀析出，溶液中c(Ca2)、c(SO42)都變小 C溶液中析出CaSO4固體沉淀，溶液中c(Ca2)、c(SO42)

18、都變小 D溶液中無沉淀析出，但最終溶液中c(SO42)比原來的大 答案D,4工業(yè)上制取純凈的CuCl22H2O的主要過程是：將粗氧化銅(含少量Fe)溶解于稀鹽酸中，加熱、過濾，調(diào)節(jié)濾液的pH為3；對所得濾液按下列步驟進行操作： 已知Cu2、Fe2在pH為45時不水解，而Fe3卻幾乎完全水解而沉淀。請回答下列問題： (1)X是什么物質(zhì)？_。其反應的離子方程式是 _。,(2)Y物質(zhì)應具備的條件是_，生產(chǎn)中Y可選_。 (3)溶液乙在蒸發(fā)結(jié)晶時應注意_ _。 答案(1)Cl2Cl22Fe2=2Fe32Cl(2)調(diào)節(jié)溶液酸性，使pH為45，且不引進新雜質(zhì)CuO或Cu(OH)2 (3)通入HCl氣體(或加入鹽酸)，并不斷攪拌且不能蒸干,5鋇(Ba)和鍶(Sr)及其化合物