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第1講 沉淀溶解平衡
新人教版 化學 選擇性必修一
第三章 水溶液中的離子反應與平衡
第四節 電解池
想一想
新課導入
常溫下，物質溶解性與溶解度的關系
溶解性 易溶 可溶 微溶 難溶
溶解度 >10g 1-10g 0.01-1g <0.01g
AgNO3
BaCl2
Ba(OH)2
Ag2SO4
Ca(OH)2
CaSO4
AgCl
AgBr
Ag2S
BaSO4
Mg(OH)2
Fe(OH)3
新課導入
(1)通常所說的難溶物是指在常溫下，其溶解度小于0.01g,并不是在水中完全不能溶解。
(2)生成AgCl沉淀的離子反應是指進行到一定限度，并不能完全進行到底，此時溶液中還有Ag+和Cl-。
思考解答
Ag+(aq)+Cl-(aq) AgCl(s)
新課導入
一方面，在水分子作用下，少量Ag＋和 Cl-脫離AgCl的表面進入水中，這一過程就是溶解；
另一方面，溶液中的Ag＋和 Cl-受AgCl表面陰、陽離子的吸引，回到AgCl的表面析出，這一過程就是沉淀。
水合Ag+
水合Cl-
AgCl在溶液中存在兩個過程：
新課導入
模塊一 難溶電解質的沉淀溶解平衡
一、難溶電解質的沉淀溶解平衡
在一定溫度下，當沉淀和溶解的速率相等時，得到AgCl的飽和溶液，即建立下列動態平衡：
1.沉淀溶解平衡
速率
0 時間
v(沉淀)
v(溶解)
v(溶解)=v(沉淀)
得到飽和AgCl溶液，建立沉淀溶解平衡
t
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
溶解
沉淀
人們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡。
一、難溶電解質的沉淀溶解平衡
1.沉淀溶解平衡
在一般情況下，當溶液中剩余離子的濃度小于1×10-5mol/L時，化學上通常認為生成沉淀的反應就進行完全了
一、難溶電解質的沉淀溶解平衡
（1）內因：難溶電解質本身的性質
2.沉淀溶解平衡影響因素
（2）外因：
①濃度：加水，平衡向溶解方向移動
②溫度：
升溫，多數平衡向溶解方向移動（原因：溶解吸熱）；
但少數向沉淀方向移動 （例：Ca(OH)2）
一、難溶電解質的沉淀溶解平衡
（2）外因：
加入相同的離子，平衡向沉淀方向移動
加入與體系中某些離子反應的物質，產生氣體或更難溶的物質，導致平衡向溶解的方向移動
2.沉淀溶解平衡影響因素
③同離子效應：
④發生化學反應：
一、難溶電解質的沉淀溶解平衡
3.溶度積
與電離平衡、水解平衡一樣，難溶電解質的沉淀溶解平衡也存在平衡常數，稱為溶度積常數，簡稱溶度積，符號為Ksp。
一、難溶電解質的沉淀溶解平衡
3.溶度積
對于溶解平衡：MmAn(s)
mMn+(aq)+nAm-(aq) 反應，
Ksp=[c(Mn+)]m·[c(Am-)]n
例：Ag2S(s)
2Ag+(aq)+S2-(aq)
例：AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)
Ksp=c2(Ag+)·c(S2-)
Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)
固體純物質一般不列入平衡常數
一、難溶電解質的沉淀溶解平衡
Ksp反映了難溶電解質在水中的溶解能力，
例：Ksp（AgCl）=1.8×10-10 Ksp（AgBr）=6.3×10-15
說明S(AgCl)> S(AgBr)
3.溶度積
意義
對于同類型（陰、陽離子個數相同）的難溶電解質
在相同溫度下，Ksp越大→S(溶解度)越大
一、難溶電解質的沉淀溶解平衡
Ksp與難溶電解質的性質和溫度有關
升溫，多數平衡向溶解方向移動， Ksp 增大。
特例：Ca(OH)2升溫 Ksp 減小。
3.溶度積
影響因素
一、難溶電解質的沉淀溶解平衡
判斷有無沉淀——溶度積規則
Q(離子積)= [c(Mn+)]m·[c(Am-)]n
Q>Ksp時，溶液中有沉淀析出
Q=Ksp時，沉淀與溶解處于平衡狀態
Q3.溶度積
溶度積的應用
一、難溶電解質的沉淀溶解平衡
判斷有無沉淀——溶度積規則
Q(離子積)= [c(Mn+)]m·[c(Am-)]n
Q>Ksp時，溶液中有沉淀析出
Q=Ksp時，沉淀與溶解處于平衡狀態
Q3.溶度積
溶度積的應用
模塊二 溶度積的相關計算
二、沉淀溶解平衡圖像
1.圖像分析
明確圖像中縱、橫坐標的含義
縱、橫坐標通常是難溶物溶解后電離出的離子濃度。
二、沉淀溶解平衡圖像
①以氯化銀為例，在該沉淀溶解平衡圖像上，曲線上任意一點都達到了沉淀溶解平衡狀態，此時Qc＝Ksp。在溫度不變時，無論改變哪種離子的濃度，另一種離子的濃度只能在曲線上變化，不會出現在曲線以外。
1.圖像分析
理解圖像中線上點、線外點的含義
二、沉淀溶解平衡圖像
1.圖像分析
理解圖像中線上點、線外點的含義
②曲線上方區域的點均為過飽和溶液，此時Qc>Ksp。
③曲線下方區域的點均為不飽和溶液，此時Qc二、沉淀溶解平衡圖像
1.圖像分析
②溶度積常數只是溫度的函數，與溶液中溶質的離子濃度無關，在同一曲線上的點，溶度積常數相同。
抓住Ksp的特點，結合選項分析判斷
①溶液在蒸發時，離子濃度的變化分兩種情況：
A．原溶液不飽和時，離子濃度都增大；
B．原溶液飽和時，離子濃度都不變。
二、沉淀溶解平衡圖像
2.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溶液，此時有沉淀析出，曲線下方的任一點均表示不飽和溶液。
②從圖像中找到數據，根據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溶液的體積。
二、溶度積的相關計算
A.圖中a點對應的是T2溫度下HgS的不飽和溶液
B.圖中p、q點對應的Ksp的關系為Ksp(p)C.向m點對應的溶液中加入少量Hg(NO3)2固體,
HgS的Ksp減小
D.升高溫度,可實現由p點向q點的移動
C
硫化汞(HgS)是一種難溶于水的紅色顏料,其在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示(已知:T1例題1
二、溶度積的相關計算
[解析] T2溫度下,a點對應的溶液中Q是T2溫度下HgS的不飽和溶液,故A正確;
由題圖可知,p點對應溶液中c(S2-)、c(Hg2+)均分別小于
q點對應溶液中c(S2-)、c(Hg2+),則Ksp(p)溫度不變,溶度積不變,向m點對應的溶液中加入
少量Hg(NO3)2固體,HgS的Ksp不變,故C錯誤;
由T1c(Hg2+)均增大,可實現由p點向q點的移動,D正確。
二、溶度積的相關計算
常溫下,難溶物Y2X與ZX在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示,若定義其坐標圖示:p(A)=-lg c(A),Mn+表示Y+或Z2+。下列說法錯誤的是 ( 　)
B
A.M表示Y2X的溶解平衡曲線
B.常溫下,Y2X的分散系在c點時為懸濁液
C.向b點溶液中加入Na2X飽和溶液,析出ZX固體
D.ZX(s)+2Y+(aq) Y2X(s)+Z2+(aq)的平衡常數K=1014
例題2
二、溶度積的相關計算
[解析]由Ksp(Y2X)=c2(Y+)·c(X2-),可得p(X2-)=-2p(Y+)-lg Ksp(Y2X),由Ksp(ZX)=c(Z2+)·c(X2-),可得p(X2-)=-p(Z2+)-lg Ksp(ZX),橫坐標表示陽離子濃度的負對數,縱坐標表示陰離子濃度的負對數,根據兩物質的陰陽離子個數比推知,M表示Y2X的溶解平衡曲線,N表示ZX的溶解平衡曲線,A正確;
c點在M斜線上方,在金屬陽離子濃度不變時,縱坐
標越大,表示相應的陰離子濃度越小,因此c點Q=
c2(Y+)·c(X2-)飽和溶液,B錯誤;
二、溶度積的相關計算
N表示ZX的溶解平衡曲線,b點為ZX的飽和溶液,若加入Na2X飽和溶液,則c(X2-)增大,由于Ksp不變,ZX固體會析出,最終導致溶液中c(Z2+)減小,C正確;
N表示ZX的溶解平衡曲線,由b(5,30.2)可知:ZX的溶度積常數Ksp=10-(5+30.2)=10-35.2,M表示Y2X的溶解平衡曲線,由a點坐標可知Ksp(Y2X)=c2(Y+)·c(X2-)=10-(20×2+9.2)=10-49.2。ZX(s)+2Y+(aq) Y2X(s)+Z2+(aq)
的平衡常數K====
=1014,D正確。
課堂檢測
答案　A
1.在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中，加入 1mL 0.01mol/L AgNO3溶液，下列說法正確的是（ ）
(AgCl Ksp=1.8×10-10)
A.有AgCl沉淀析出 B.無AgCl沉淀
C.無法確定 D.有沉淀但不是AgCl
c(Cl-)=(0.01×0.1) ÷0.101=9.9×10-3mol/L
c(Ag+)=(0.01×0.001) ÷0.101=9.9×10-5mol/L
QC =9.9×10-3×9.9×10-5=9.8×10-7>KSP
課堂檢測
2. 在1L含1.0×10-3mol L-1 的SO42-溶液中，注入0.01mol BaCl2溶液（假設溶液體積不變）能否有效除去SO42- 已知:Ksp(BaSO4)= 1.1×10-10
解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉淀后，Ba2+過量，剩余的 c(Ba2+)=0.01-0.001=0.009mol/L.c(SO42-)=Ksp/c(Ba2+)= 1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8(mol/L)因為，剩余的c(SO42-)=1.2×10-8mol/L<1.0×10-5mol/L。所以， SO42-已沉淀完全，即有效除去了SO42-。
注意：當剩余離子即平衡離子濃度﹤10-5mol/L時，認為離子已沉淀完全或離子已有效除去。
課堂檢測
3.若某溶液中Fe3+和Mg2+的濃度均為0.10 mol／L, 使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH條件是什么
已知：Ksp [Fe(OH)3]= 4×10-39 Ksp [Mg(OH)2]= 1.8×10-11
解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH-
Fe3+ 沉淀完全時的c(OH-)為:
pH = -lg c(H+) = 3.2
課堂檢測
Mg2＋開始沉淀的pH值為:
pH = -lg c(H+) = 9.1
因此, 只要控制pH值在3.2 ~ 9.1之間即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。
Ksp (Mg(OH)2)= 1.8×10-11
謝謝欣賞

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