高二化学鲁科版选修4同课异构课件33《沉淀溶解平衡》2

第3章物质在水溶液中的行为第3节沉淀溶解平衡在NaCl的水溶液中，再加入固体溶质，固体有没有溶解过程探究：饱和NaCl溶液形状不规则的NaCl固体形状规则的NaCl固体一昼夜后观察发现：固体变为规则的立方体；质量并未发生改变思考：得到什么启示？一昼夜后……探究：饱和溶液中v(结晶)=v(溶解)NaCl(S)Na++Cl-迁移应用：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？实验探究实验步骤：在上层清液中滴加KI溶液后，有黄色沉淀产生。实验现象：结论解释：1滴管PbI2溶液静置，待上层液体变澄清几滴同浓度KI溶液PbI2(s)Pb2＋(aq)+2I－(aq)PbI2溶解PbI2s)Pb2＋aq)+2l-(aq)沉淀Pb2+l-PbI2在水中溶解平衡尽管PbI2固体难溶于水，但仍有部分Pb2＋和I-离开固体表面进入溶液，同时进入溶液的Pb2＋和I-又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时，Pb2＋和I-的沉淀与PbI2固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态.PbI2固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为：一、沉淀溶解平衡3)特征：逆、动、等、定、变练：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。2)表达式：1)概念：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。CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)动态平衡外界条件一定，溶液中各粒子的浓度保持不变外界条件改变，溶解平衡发生移动。V溶解=V析出≠0动：等：定：变：练一练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B思考：难溶等于不溶吗？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，没有绝对不溶的物质。难溶微溶可溶易溶0.01110(Sg/100g水)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。②外因：a)浓度：b)温度：AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)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。平衡右移平衡左移多数平衡向溶解方向移动升温①加水②增大相同离子浓度思考：对于平衡AgClAg++Cl-若改变条件，对其有何影响?改变条件平衡移动方向C（Ag+）C（Cl-）升温加AgCl（s）加NaCl（s）加AgNO3(s)→↑↑不移动不变不变←↓↑←↑↓交流·研讨珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，它们可以从周围海水中获取Ca2+和HCO3-，经反应形成石灰石外壳：Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2O珊瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸钙的产生，对珊瑚的形成贡献很大。人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他的化石燃料等因素，都会干扰珊瑚的生长，甚至造成珊瑚虫死亡。分析这些因素影响珊瑚生长的原因。2、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，加速腐蚀牙齿难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时，离子浓度保持不变（或一定）。其离子浓度的系数次方的乘积为一个常数这个常数称之为溶度积常数简称为溶度积，用Ksp表示。二、溶度积常数或溶度积(Ksp)：如Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)表达式概念：①溶度积(Ksp)的大小与难溶电解质性质和温度有关，与沉淀的量无关.离子浓度的改变可使平衡发生移动,而不能改变溶度积.溶度积(Ksp)的性质25℃时，Ksp=[Mg2+][OH-]2=5.6×10-12mol3L-3练：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=[Ba2+][SO42-]Al(OH)3(s)Al3+(aq)+3OH-(aq)KSP=[Al3+][OH-]3几种难溶电解质在25℃时的溶解平衡和溶度积：AgCl(s)Ag++Cl-Ksp=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10mol2L-2AgBr(s)Ag++Br-Ksp=[Ag+][Br-]=5.0×10-13mol2L-2AgI(s)Ag++I-Ksp=[Ag+][I-]=8.3×10-17mol2L-2Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-Ksp=[Mg2+][OH-]2=5.6×10-12mol3L-3相同类型(如AB型)的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶。如:Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)Ksp(AgI)溶解度:AgClAgBrAgI②Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解度练一练1、下列叙述正确的是（）A.由于AgCl水溶液导电性很弱，所以它是弱电解质B.难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积常数C.溶度积常数大者，溶解度也大D.用水稀释含有AgCl固体的溶液时，AgCl的溶度积常数不变。D沉淀溶解平衡生活自然界生产溶液中的化学反应三、沉淀溶解平衡的应用1、沉淀的生成（1）意义：在物质的检验、提纯及工厂废水的处理等方面有重要意义。（2）方法：A、调节PH法例：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调PH值至7－8Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+B、加沉淀剂法如:沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂（3）原则：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好注意：当剩余离子即平衡离子浓度≤10-5mol/L时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。2、沉淀的溶解根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能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，就可以使沉淀溶解。例如医院中进行钡餐透视时，用BaSO4做内服造影剂，为什么不用BaCO3做内服造影剂？BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：BaSO4Ba2++SO42-Ksp=1.1×10-10mol2L-2BaCO3Ba2++CO32-Ksp=5.1×10-9mol2L-2由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃酸会与CO32-反应生成CO2和水，使CO32-离子浓度降低，使QcKsp，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。BaCO3Ba2++CO32-+H+CO2+H2O所以，不能用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”。而SO42-不与H+结合生成硫酸，胃酸中的H+对BaSO4的溶解平衡没有影响，Ba2+浓度保持在安全浓度标准下，所以用BaSO4作“钡餐”。陕西商洛柞水县柞水溶洞山东淄博博山溶洞当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石岩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溶洞。你知道它是如何形成的吗？问题1：溶洞里美丽的石笋、钟乳是如何形成的？Ca2++2HCO3-CaCO3+CO2+H2OCaCO3+CO2+H2OCa2++2HCO3-问题2：人口增长、燃烧煤和其他化石燃料为什么会干扰珊瑚的生长？学以致用沉淀的溶解BaCO3(s)等难溶盐溶解在强酸溶液中:BaCO3(s)+2H+=CO2+H2O+Ba2+CaCO3(s)+2H+=CO2+H2O+Ca2+ZnS(s)+2H+=Zn2++H2S难溶于水的氢氧化物溶解在酸中：Mg(OH)2(s)+2H+=Mg2++2H2OFe(OH)3(s)+3H+=Fe3++3H2OMg(OH)2(s)溶解在氯化铵等酸性的盐溶液中:Mg(OH)2(s)+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3沉淀的溶解原理实质是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例：CaCO3难溶于H2SO4,易溶于HCla.酸碱溶解法例：Al(OH)3既溶于HCl，又溶于NaOHb.难溶于水的电解质溶于某些盐溶液例：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液欲使某物质溶解，需必要条件Qi＜Kspc、其它沉淀溶解的方法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AgOH（常用于溶解某些具有明显氧化性或还原性的难溶物）向盛有2mL0.1mol/LZnSO4溶液的试管中加入几滴Na2S(0.1mol/L)溶液，再向其中滴加CuSO4溶液，观察沉淀颜色的变化。探究实验2:物质ZnSCuSKsp(mol2·L-2)1.6×10-241.3×10-36沉淀颜色白色黑色3、沉淀的转化ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)平衡向右移动沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动，一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀，两种难溶物的溶解能力差别越大，这种转化的趋势越大。例：在ZnS沉淀加入10mL0.001mol/L的CuSO4溶液是否有CuS沉淀生成？已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2•L-2解：ZnS沉淀中的硫离子浓度为：[S2-]=[Zn2+]=(Ksp)1/2=(1.6×10-24)1/2=1.26×10-12(mol/L)Qc=[Cu2+][S2-]=1.0×10-3mol/L×1.26×10-12mol/L=1.26×10-15mol2•L-2因为：Qc(CuS)Ksp(CuS),所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀练习:已知Ksp(MnS)=2.5×10-13Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2•L-2通过计算说明MnS沉淀中滴加0.01mol/L的Pb(NO3)2溶液是否有PbS沉淀析出。(2).ZnS沉淀为什么转化为CuS沉淀的定量计算利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用FeS(s)MnS(s)等难溶物作为沉淀剂除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2•L-2Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2•L-2Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2•L-2Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2•L-2练习：写出FeS(s)与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+Cu2++MnS(s)=CuS(s)+Mn2+Cu2++H2S=CuS+2H+Cu2++S2-=CuSCu2++HS-=CuS+H+用MnS、H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S作沉淀剂都能除去工业废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。水垢中的Mg(OH)2是怎样生成的?硬水:是含有较多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和SO42-的水.加热时：Ca2++2HCO3-=CaCO3+CO2+H2OMg2++2HCO3-=MgCO3+CO2+H2OMgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2为什么在水垢中镁主要以Mg(OH)2沉淀形式存在，而不是以MgCO3沉淀的形式存在？比较它们饱和时[Mg2+]的大小。136323106