人教版选修4化学反应原理精品PPT

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1、2022-10-211人教版选修人教版选修4 4 化学反应原理化学反应原理 第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡第四节第四节 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡1.举例说明学过的举例说明学过的“平衡平衡”，它们有哪些特征？，它们有哪些特征？化学平衡化学平衡 2NO2 N2O4 电离平衡电离平衡 H2O H+OH-Kw=c（H+）.c（OH-）K水解平衡水解平衡 FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl2.特征特征:“逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变”3.平衡移动原理平衡移动原理勒夏特列原理勒夏特列原理如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、或压强如果改变影响平衡

2、的一个条件（如浓度、温度、或压强等），平衡就向能够等），平衡就向能够减弱减弱这种这种改变改变的方向移动。的方向移动。复习复习 1.1.什么是饱和溶液？什么是饱和溶液？在一定温度下，在一定量的溶剂在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，叫做里，不能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液。这种溶质的饱和溶液。复复 习习2.2.如何判断某如何判断某NaClNaCl溶液是否已经达到饱和？溶液是否已经达到饱和？讨论讨论1 1：在在NaClNaCl的饱和溶液中，再加入固体的饱和溶液中，再加入固体溶质，固体会不会继续溶解？是否发生着溶溶质，固体会不会继续溶解？是否发生着溶解过程？解过

3、程？饱和饱和NaClNaCl溶液溶液形状不规则形状不规则的的NaClNaCl固体固体形状规则形状规则的的NaClNaCl固固体体 一昼夜后观察发现：固体变为规则的立方体；一昼夜后观察发现：固体变为规则的立方体；质量并未发生改变质量并未发生改变思考：思考：得到什么启示？得到什么启示？一昼夜后一昼夜后探究1：饱和饱和溶液中溶液中v(v(结晶结晶)=v()=v(溶解溶解)结论：结论：NaCl的的饱和溶液中存在溶解平衡饱和溶液中存在溶解平衡探究探究2 2：在饱和在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸溶液中加入浓盐酸现象现象:NaClNaCl饱和溶液中析出固体饱和溶液中析出固体解释解释:在在NaClNaCl的饱

4、和溶液中，存在溶解平衡的饱和溶液中，存在溶解平衡 NaCl(S)NaNaCl(S)Na+(aq)+Cl(aq)+Cl-(aq)(aq)加浓盐酸加浓盐酸ClCl-的浓度增加的浓度增加,平衡向左移平衡向左移,NaCl,NaCl析出析出可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，难溶可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？【实验】【实验】向盛有向盛有2 mL 0.1mol/LAgNO3溶液的试溶液的试管中加入管中加入2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液。溶液。讨论讨论3 3：现象：现象：有白色沉淀生成，说明溶液中有白色沉淀生成，说明溶液中

5、依然有依然有Ag+Cl-存在存在，即，即Ag和和Cl的反应不能进行到底。的反应不能进行到底。（1）是否恰好反应？）是否恰好反应？（2）溶液中是否还含有）溶液中是否还含有Ag+和和Cl-？【继续试验】【继续试验】取上层清液，滴加取上层清液，滴加NaCl溶液，溶液，有何现象？说明了什么？有何现象？说明了什么？沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，只不过溶解沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，只不过溶解 度很度很小，难溶物在水中存在溶解平衡。小，难溶物在水中存在溶解平衡。化学上通常认为残化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于留在溶液中的离子浓度小于110-5 mol/L，沉淀就达，沉淀就达完全。完全。化学式溶解

6、度/g化学式溶解度/gAgCl1.510-4Ba(OH)23.89AgNO3222BaSO42.410-4AgBr8.410-6Ca(OH)20.165Ag2SO40.796CaSO40.21Ag2S1.310-16Mg(OH)2910-4BaCl235.7Fe(OH)3310-9表表3-4 几种电解质的溶解度几种电解质的溶解度(20)溶解溶解 AgCl(s)Ag(aq)+Cl(aq)沉淀沉淀 初始状态：初始状态：(溶解溶解)(沉淀沉淀)溶解平衡：溶解平衡：(溶解溶解)=)=(沉淀沉淀)得到得到饱和饱和AgCl溶液溶液，建立，建立溶解平衡溶解平衡思考：思考：把把AgCl固体加到水中都发生着怎固

7、体加到水中都发生着怎样的过程？样的过程？溶解溶解 AgCl(s)Ag(aq)+2Cl-（aq)沉淀沉淀 Ag+Cl-AgCl在水中溶解平衡在水中溶解平衡尽管尽管AgCl固体难溶于固体难溶于水，但仍有部分水，但仍有部分Ag和和 ClCl-离开固体表面进离开固体表面进入溶液，入溶液，同时进入溶同时进入溶液的液的Ag2和和 ClCl-又会又会在固体表面沉淀下来，在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相当这两个过程速率相等时，等时，Ag和和 ClCl-的沉的沉淀与淀与AgCl固体的溶解固体的溶解达到平衡状态即达到达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态沉淀溶解平衡状态.固固AgCl体在水中的沉体在水中的沉淀溶

8、解平衡可表示为：淀溶解平衡可表示为：一、难溶电解质的溶解平衡一、难溶电解质的溶解平衡1 1、概念：、概念：在一定条件下，难溶电解质在一定条件下，难溶电解质_的速率等的速率等于离子重新于离子重新_的速率，溶液中各离子的速率，溶液中各离子的浓度的浓度_的状态。（也叫沉淀溶解平衡的状态。（也叫沉淀溶解平衡)溶解成离子溶解成离子结合成沉淀结合成沉淀保持不变保持不变2 2、溶解平衡的建立、溶解平衡的建立以以AgCl(s)AgCl(s)的溶解平衡为例的溶解平衡为例（一）（一）基本概念基本概念3.3.表达式：用表达式：用 AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2O

9、H-(aq)对比电离方程式：对比电离方程式：AgClAg+Cl-Cu(OH)2Cu2+2OH-AgCl:Cu(OH)2:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)练：书写以下物质溶解平衡的表达式练：书写以下物质溶解平衡的表达式CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)难溶电解质的溶解平衡和弱电解质的电离平衡的区别a.从物质类别看：难溶电解质可以是强电解质也可以是弱电解质。b.从变化过程看：溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成的沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化达到平衡状态。c.表示方法不同：如Al(OH)3 溶解

10、平衡表示为：Al(OH)3(s)Al3(aq)+3OH-(aq)电离平衡表示为：Al(OH)3 Al3+3OH-动：动态平衡，溶解和沉淀仍在进行动：动态平衡，溶解和沉淀仍在进行 等：等：V V溶解溶解V V沉淀沉淀=定：溶液中各离子浓度保持不变定：溶液中各离子浓度保持不变 变：变：当条件改变时，溶解平衡将发生移动当条件改变时，溶解平衡将发生移动逆：溶解和沉淀互为可逆过程逆：溶解和沉淀互为可逆过程 逆、动、等、定、变逆、动、等、定、变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。5 5、沉淀溶解平衡的影响因素、沉淀溶解平衡的影响因素内因：电解质本身的性质。内因

11、：电解质本身的性质。只要是饱和溶液都存在溶解平衡。只要是饱和溶液都存在溶解平衡。绝对不溶的物质是没有的绝对不溶的物质是没有的不同难溶物其溶解度差别也很大不同难溶物其溶解度差别也很大难溶难溶微溶微溶易溶易溶可溶可溶外因外因温度：温度：浓度：浓度：加水加水，平衡向平衡向溶解溶解方向移动；方向移动；(气体，气体，Ca(OH)2除外除外)升温升温，多数平衡向，多数平衡向溶解溶解方向移动。方向移动。同离子效应：同离子效应：增加与难溶电解质相同的离子，平衡向增加与难溶电解质相同的离子，平衡向沉淀方向移动。沉淀方向移动。化学反应：化学反应：反应消耗难溶电解质的离子，平衡向溶解方反应消耗难溶电解质的离子，平衡

12、向溶解方向移动。向移动。1、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（）A.物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水B.不溶于水的物质溶解度为不溶于水的物质溶解度为0C.绝对不溶解的物质是不存在的绝对不溶解的物质是不存在的D.某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度为零某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度为零2、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（）A.开始时，溶液中各离子浓度相等开始时，溶液中各离子浓度相等B.平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等C.平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变

13、平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变D.平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解练习练习CB3(1)AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)(2)AgCl=AgCl问问(1)式和式和(2)式所表示的意义？式所表示的意义？4常温条件下，常温条件下，CaCO3在水中的溶解在水中的溶解度大还是在度大还是在Na2CO3溶液中的溶解度大？溶液中的溶解度大？（二）（二）.溶度积常数溶度积常数1.1.定义定义2.2.表达式表达式Kspc(Mn)mc(Am)n 溶解溶解 AgCl(s)Ag(aq)+Cl(aq)沉淀沉淀 在难溶电解质的在难溶电解质的饱和

14、溶液饱和溶液中中,当溶解与结晶速当溶解与结晶速率相等时率相等时,溶液达到溶解平衡状态溶液达到溶解平衡状态,则该反应的则该反应的平衡常数表示为：平衡常数表示为：Ksp，AgCl=Ag+Cl-。该常数该常数称称为为难溶电解质的溶度积常数难溶电解质的溶度积常数，简称，简称溶度积。溶度积。3、溶度积规则 AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)(1)QcKsp时，时，溶液过饱和，有沉淀析出溶液过饱和，有沉淀析出,直至达直至达到平衡到平衡.(2)Qc=Ksp时，时，沉淀与饱和溶液的平衡沉淀与饱和溶液的平衡.(3)QcQCKspKsp，所以，所以有有AgCl沉淀生成沉淀生成。练习：练习：将将5mL

15、 110-5mol/L的的AgNO3溶液和溶液和15mL410-5mol/L的的K2CrO4溶液混和时，有无砖红溶液混和时，有无砖红色色Ag2CrO4沉淀生成？已知沉淀生成？已知Ag2CrO4的的Ksp=910-12 c(Ag)=2.510-6mol/L c(CrO42-)=310-5mol/L Qcc(Ag)2c(CrO42-)(2.510-6mol/L)2310-5 mol/L 1.91016由于由于QcKsp，所以无，所以无Ag2CrO4沉淀生成沉淀生成。例：例：实验测得某水样中的铁离子的浓度为实验测得某水样中的铁离子的浓度为610-6moll-1若要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的若

16、要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的PH值至少要值至少要控制在多少以上？控制在多少以上？已知已知Fe(OH)3的的Ksp为为2.610-39解：设溶液中的解：设溶液中的OH-离子的浓度最少为离子的浓度最少为X才能使水中才能使水中的铁离子转化为沉淀。的铁离子转化为沉淀。KSP=c(Fe3+)c3(OH-)=2.610-39 =610-6X3求得求得X=7.5710-12molL-1=c(OH-)C(H+)=1.3210-3molL-1 PH=2.88答：答：PH至少要控制在至少要控制在2.88以上。以上。7.7.计算某离子开始沉淀的计算某离子开始沉淀的pH值值小结：电离平衡、水解平衡、溶解平衡的

17、比较小结：电离平衡、水解平衡、溶解平衡的比较类型类型电离平衡电离平衡水解平衡水解平衡溶解平衡溶解平衡实例实例升温升温加水加水加入原加入原溶质溶质CH3COOH NH4+H2O Fe(OH)3(s)CH3COO-+H+NH3H2O +H+Fe3+(aq)+3OH-(aq)+平衡右移平衡右移,K增增大大,c(H+)增大增大,电离度增大电离度增大平衡右移平衡右移,K不不变变,c(H+)减小减小,电离度增大电离度增大平衡右移平衡右移,K不不变变,c(H+)增大增大,电离度减小电离度减小平衡右移平衡右移,K增增大大,c(H+)增大增大,水解程度增大水解程度增大平衡右移平衡右移,K不不变变,c(H+)减小

18、减小,水解程度增大水解程度增大平衡右移平衡右移,K不不变变,c(H+)增大增大,水解程度减小水解程度减小平衡右移平衡右移,Ksp增大增大平衡右移平衡右移,Ksp不不变变,c(OH-)不变不变平衡不移动平衡不移动,Ksp不变不变,c(OH-)不不变变二、沉淀反应的应用二、沉淀反应的应用1、沉淀的生成、沉淀的生成（1）应用）应用：生成难溶电解质的沉淀，是工：生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中业生产、环保工程和科学研究中除杂或提纯除杂或提纯物质的重要方法之一。物质的重要方法之一。工业废水工业废水硫化物等硫化物等重金属离子（如重金属离子（如Cu2+、Hg2+等）转等）转化成沉淀化成

19、沉淀（2）方法）方法a、调、调pH如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调pH值值至至78b、加沉淀剂：、加沉淀剂：如沉淀如沉淀Cu2+、Hg2+等，以等，以Na2S、H2S做沉淀剂做沉淀剂Cu2+S2=CuS Hg2+S2HgSFe3+3H2O Fe（OH）3+3H+c、同离子效应法：同离子效应法：例如，硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小。例如，硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小。思考与交流1、如果要除去某溶液中的、如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加，你选择加 入钡盐还是入钡盐还是钙盐？为什么？钙盐？为什么？加入钡盐，因为加入钡盐，因为BaSO4

20、比比CaSO4更难溶，使用钡更难溶，使用钡盐可使盐可使SO42-沉淀更完全沉淀更完全2、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可从哪、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可从哪方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部全部除去？说明原因。除去？说明原因。从溶解度方面可判断沉淀能否生成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不可能使要除去的离子通过沉淀完全除去2 2、沉淀的溶解、沉淀的溶解（1）原理）原理设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平设法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衡向沉淀溶

21、解的方向移动（2）举例）举例a a、难溶于水的盐溶于酸中、难溶于水的盐溶于酸中如：如：CaCO3溶于盐酸，溶于盐酸，FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸溶于强酸b、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液如：如：Mg(OH)2溶于溶于NH4Cl溶液溶液在溶液中存在在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：的溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)+2OH(aq)若使氢氧化镁沉淀溶解，可加入什么试剂？所依据的若使氢氧化镁沉淀溶解，可加入什么试剂？所依据的原理是什么？原理是什么？1、石灰乳中存在下列平衡：、石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+

22、2OH-(aq),加入下加入下列溶液，可使列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（减少的是（）A.Na2CO3溶液溶液 B.KCl溶液溶液C.NaOH溶液溶液 D.CaCl2溶液溶液AB2、试利用平衡移动原理解释下列事实：、试利用平衡移动原理解释下列事实：(1)FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中不溶于水，但能溶于稀盐酸中(2)CaCO3难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中(3)分别用等体积的蒸馏水和分别用等体积的蒸馏水和0.010mol/L硫酸硫酸洗涤洗涤BaSO4沉淀，用水洗涤造成沉淀，用水洗涤造成BaSO4的的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量【实验

23、【实验3-4】步骤步骤 1mLNaCl和和10滴滴AgNO3溶混合溶混合(均为均为0.1molL)向所得固液混合物向所得固液混合物中滴加中滴加10滴滴0.1molLKI溶液溶液向新得固液混合物向新得固液混合物中滴加中滴加10滴滴0.1molL Na2S溶液溶液现象现象有白色沉淀析出有白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色白色沉淀转化为黄色 黄色沉淀转化为黑色黄色沉淀转化为黑色AgClAgIAg2S3 3、沉淀的转化、沉淀的转化向向MgCl2溶溶液中滴加液中滴加NaOH溶液溶液生成白生成白色沉淀色沉淀向有白色沉淀的溶液中向有白色沉淀的溶液中滴加滴加FeCl3溶液溶液白色沉淀转变为红褐色白色沉淀转变为红褐

24、色静置静置红褐色沉淀红褐色沉淀析出，溶液析出，溶液变无色变无色【实验【实验3-5】（实验（实验3 34 4、3 35 5沉淀转化）沉淀转化）AgClAgClAgIAgIAgAg2 2S SKIKINaNa2 2S SFeClFeCl3 3静置静置Mg(OH)Mg(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3讨论讨论:从实验中可以得到什么结论？从实验中可以得到什么结论？实验说明：实验说明：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的方向转化，两者差别越大，转化越容易。方向转化，两者差别越大，转化越容易。物质物质溶解度溶解度/gAgCl1.510-4AgI 9.610-9Ag

25、2S1.310-16沉淀的转化示意图沉淀的转化示意图KI =I-+K+AgCl(s)Ag+Cl-+AgI(s)s(AgCl)=1.510-4gs(AgI)=3.710-7gs(Ag2S)=1.310-16g沉淀从溶解度小的向溶沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。解度更小的方向转化。AgCl(s)+I-AgI(s)+Cl-(1)(1)沉淀转化的实质沉淀转化的实质 沉淀转化的实质是沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动沉淀溶解平衡移动。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度一般溶解度小的沉淀转化成溶解度更小更小的沉淀容易实现。的沉淀容易实现。(2)(2)沉淀转化的方法沉淀转化的方法 对于一些用酸或其他方法也

26、不能溶解的对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可先将其转化为另一种用酸或其沉淀，可先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。他方法能溶解的沉淀。3 3、沉淀的转化、沉淀的转化难溶物的溶解能力差别越大，沉淀转化的趋势越大难溶物的溶解能力差别越大，沉淀转化的趋势越大CaSO4 SO42+Ca2+CO32CaCO3锅炉的水垢中含有锅炉的水垢中含有CaSO4，可先用，可先用Na2CO3溶液溶液处理，使处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。(3)(3)沉淀转化的应用沉淀转化的应用a、锅炉除水垢、锅炉除水垢化学法除锅炉水垢的流程图化学法除锅炉水垢的流程图CaSO4+

27、CO32-CaCO3+SO42-CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O水垢成分水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 用用饱和饱和Na2CO3溶液浸泡数天溶液浸泡数天疏松的水垢疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式用盐酸用盐酸或或饱氯化铵饱氯化铵液液除去水垢除去水垢b、一些自然现象的解释、一些自然现象的解释CaCO3 Ca2+CO32-2HCO3-+H2O+CO2当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。，一

28、定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石石灰石岩岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的各种奇形异状的溶洞溶洞。你知道它是如何形成。你知道它是如何形成的吗？的吗？自然界也发生着溶解度小的矿物转化为自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。溶解度更小的矿物的现象。各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成后可变成CuSOCuSO4 4溶液，并向深部渗透，溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿遇到深层的闪锌矿(ZnS)(ZnS)和方铅矿和方铅矿(PbS)(PbS)，便慢慢地使之转变为铜蓝便慢慢地使之转变为铜

29、蓝(CuS)(CuS)。思考：思考：为什么医学上常用为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂作为内服造影剂“钡钡餐餐”，而不用，而不用BaCO3作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”?BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：的沉淀溶解平衡分别为：BaSO4 Ba2+SO42-Ksp=1.110-10mol2 L-2 BaCO3 Ba2+CO32-Ksp=5.110-9mol2 L-2 由于人体内胃酸的酸性较强由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下，如果服下BaCO3,胃酸会与胃酸会与CO32-反应生成反应生成CO2和水，使和水，使CO32-离离子浓度降低，使子浓度降低，使Qc Ksp(CuS),所以所以ZnS沉淀会转化为沉淀会转化为CuS沉淀。沉淀。有关有关一种沉淀为什么转化为另一种沉淀的一种沉淀为什么转化为另一种沉淀的定量计算定量计算: