难溶电解质的溶解平衡
019 《难溶电解质的溶解平衡》导学案
编写人:刘远兵 审核人:高二化学组 编写时间:2013-10-12
班级 组名 组别 姓名
【学习目标】:1.学习难溶电解质的溶解平衡。 2.理解溶度积的意义,并学会相关计算。
3.知道沉淀生成、沉淀溶解、沉淀转化的本质是沉淀溶解平衡的移动。 【重点、难点】:溶度积的意义,沉淀生成、溶解及转化的本质,溶度积的应用。 【学法指导】:类比化学平衡学习溶解平衡;记忆并理解溶度积。 【学习过程】
一、沉淀溶解平衡
1.溶解度和溶解性:难溶电解质和易溶电解质之间并无的界限,溶解度小于称为难溶电解质,离子相互反应生成 电解质,可以认为是完全反应。 在25℃时电解质的溶解性与溶解度的关系如下:
注意: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________________________时,沉淀就达完全。
+
2.根据对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识,说明Ag和Cl-反应是否真正能进行到底?
AgCl在溶液中存在两个过程,一方面,在水分子作用下,少量脱离AgCl表面溶入水中;另一方面,溶液中的 受AgCl表面正负离子的 ,回到AgCl的表面析出。一定温度下,AgCl饱和溶液建立下列动态平衡的反应式:AgCl
+
(s)Cl-(aq)+Ag(aq)沉淀、溶解之间由于动态平衡的存在,决定了 反应不能完全进行到底。 3.沉淀溶解平衡
(1)概念:在一定温度下,当沉淀______和________的速率相等时,即达到沉淀溶解平衡。
(2)沉淀溶解平衡的建立
以AgCl溶解平衡为例,表达式为________________。 (3)沉淀溶解平衡的特征
练习1(A级)对“
AgCl(s) Ag(aq)+Cl(aq)”的理解正确的是( )
①说明AgCl没有完全电离,AgCl是弱电解质;②说明溶解的AgCl已完全电离,是强电
-+-+
解质;③说明Cl与Ag的反应不能完全进行到底;④说明Cl与Ag可以完全进行到底
A.③④ B.③ C.①③ D.②④ 二、沉淀溶解平衡的移动及其应用
(一)影响沉淀溶解平衡的因素
+
-
1.内因:__________________________________________________________________。 2.外因:
①温度:温度升高,多数沉淀溶解平衡向________的方向移动。 ②浓度:加水稀释,沉淀溶解平衡向________的方向移动。
③同离子效应:加入与难溶电解质构成微粒相同的物质,沉淀溶解平衡向________________的方向移动。
④能反应的物质:加入可与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质,沉淀溶解平衡向________的方向移动。
练习2(A级)下列有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是( )
A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行
+-
B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag和Cl C.升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大
D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度不变 (二)沉淀溶解平衡的应用
沉淀的生成、溶解及其转化,均是利用了沉淀溶解平衡的移动。 1.沉淀的生成 (1)调节pH法
加入氨水调节pH至7~8,可除去氯化铵中的杂质氯化铁。反应离子方程式:________________________________________________________________________。
(2)加沉淀剂法
++
以Na2S、H2S等作沉淀剂,使Cu2、Hg2等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。反应离子方程式如下:
;;
_____________;。
2.沉淀的溶解 (1)原理
根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,只要不断________溶解平衡体系中的相应离子,平衡就向沉淀溶解的方向移动,从而使沉淀溶解。
(2)方法 ①酸溶解法
难溶电解质CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2可溶于强酸,其反应的离子方程式如下: ________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________;
________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________。 ②盐溶液溶解法
Mg(OH)2能溶于NH4Cl溶液,反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
3.沉淀的转化 (1)实质
________________的沉淀转化成________________的沉淀。两种沉淀的溶解度差别________,沉淀越容易转化。例如:
试写出其转化的离子方程式:
3
Mg(OH)2 (s) Fe(OH)3 (s) ②MgCl2(aq)
试写出其转化的离子方程式:
(2)应用
①锅炉除水垢
NaOH(aq)FeCl(aq)
水垢[CaSO4(s)]――→CaCO3(s)――→Ca2(aq) 其反应的化学方程式如下:
________________________________; ________________________________。 ②自然界中矿物的转化
+
Na2CO3盐酸
原生铜的硫化物――→________溶液
氧化、淋滤渗透,加闪锌矿ZnS
和方铅矿PbS
――→________
其反应的化学方程式如下:
________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________。 利用沉淀溶解平衡的移动,可以促使沉淀溶解或沉淀生成。如CuS的溶解度很小,不
+
溶于稀酸,但在氧化性酸中却可以溶解。CuS在水中存在如下平衡:CuS(s) Cu2(aq)
---
+S2(aq),氧化性酸可氧化S2,使S2浓度减小,促进沉淀溶解。
注意 在沉淀的生成中,就是利用同离子效应原理,加入过量沉淀剂使沉淀离子沉淀完全的,而沉淀的溶解及转化,就是加入能消耗难溶电解质离子的方法促进其溶解或转化的。
【典例1】(B级)现向含AgBr的饱和溶液中:
+
(1)加入固体AgNO3,则c(Ag)________(填“变大”、“变小”或“不变”,下同);
+
(2)加入更多的AgBr固体,则c(Ag)________;
-+
(3)加入AgCl固体,则c(Br)________,c(Ag)________;
-+
(4)加入Na2S固体,则c(Br)________,c(Ag)________。 三、溶度积
1.溶度积Ksp
在一定条件下,难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时,溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡,叫作沉淀溶解平衡。这时,离子浓度的乘积为一常数,叫作溶度积,用Ksp表示。
2.表达式 AmBn(S)____________________________________ Ksp=________________________ 3.溶度积与离子积的关系
通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——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:
Qc____Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。 Qc____Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。
Qc____Ksp,溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。
注意 (1)溶度积Ksp仅仅是温度的函数(难溶电解质一定时)。 (2)溶度积与溶解度均可表示物质的溶解性。
(3)相同类型的物质,溶度积越小,其溶解度越小。
活动:试用溶度积(Ksp)解释为什么AgCl悬浊液中加入NaI溶液可以将AgCl转化为AgI。
【典例2】(C级)25℃时,已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为:Ksp(FeS)=6.3
------
×1018 mol2·L2;Ksp(CuS)=1.3×1036 mol2·L2;Ksp(ZnS)=1.6×1024 mol2·L2。下列关于常温时的有关叙述正确的是( )
A.硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大
-+
B.将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 mol·L1的Na2S溶液中,Zn2的浓度最大只能达到
--
1.6×1023 mol·L1
+
C.除去工业废水中含有的Cu2,可采用FeS固体作为沉淀剂
+-
D.向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后,混合液中c(Fe2)变大、c(S2)变小,但Ksp(FeS)变大
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+-+---
【变式训练2】已知Cu(OH)2(s) Cu2+2OH,Ksp=c(Cu2)c2(OH)=2×1020 mol3·L3。
-12+
(1)在CuSO4溶液中c(Cu)=0.020 mol·L,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液pH在________范围。
-++
(2)要使0.2 mol·L1 CuSO4溶液中Cu2沉淀较为完全(使c(Cu2)降为原来的千分之一),则应调整pH=________。 【知识小结】四大平衡的比较
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【当堂检测】1.在含有浓度均为0.01 mol·L1的Cl、Br、I离子的溶液中,缓慢且少量的加入AgNO3稀溶液,结合溶解度判断析出三种沉淀的先后顺序是( ) A.AgCl、AgBr、AgI B.AgI、AgBr、AgCl C.AgBr、AgCl、AgI D.三种沉淀同时析出
+---
2.难溶电解质AB2的饱和溶液中,c(A2)=x mol·L1,c(B)=y mol·L1,则Ksp(AB2)为( ) 1
2xy B.xy C.xy2 D.4xy2
3.下列说法正确的是( )
+-
A.在一定温度下AgCl水溶液中,Ag和Cl浓度的乘积是一个常数
--+-
B.AgCl的Ksp=1.8×1010 mol2·L2,在任何含AgCl固体的溶液中,c(Ag)=c(Cl)且 +---Ag与Cl浓度的乘积等于1.8×1010 mol2·L2
+-
C.温度一定时,当溶液中Ag和Cl浓度的乘积等于Ksp值时,此溶液为AgCl的饱和溶液 D.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,Ksp值变大
4.将足量BaCO3分别加入:① 30mL水 ②10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液 ③50mL 0.01mol/L氯化钡溶液 ④100mL 0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为: 。 【
总结
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反思】