鲁科版高二化学选修4课件33沉淀溶解平衡

-1-第3节沉淀溶解平衡-2-第3节沉淀溶解平衡首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习情境导入课程目标自然界中有许多神奇的景观,其中溶洞景观就是一绝,溶洞里造型奇特的石柱、石笋又是怎样形成的?1.了解难溶物在水中的溶解情况,认识沉淀溶解平衡的建立过程,能应用化学平衡理论描述溶解平衡。2.理解溶度积的概念,能用溶度积规则判断沉淀的产生、溶解。3.了解沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用,如沉淀的生成和分步沉淀,沉淀的溶解和转化。-3-第3节沉淀溶解平衡JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二一、沉淀溶解平衡与溶度积1.沉淀溶解平衡(1)概念一定条件下,在水溶液中沉淀溶解的速率与沉淀形成的速率相等,固体的量保持不变的状态。(2)特点○动——沉淀溶解平衡是一种动态平衡,v≠0。↓○等——v(沉淀)=v(溶解)。↓-4-第3节沉淀溶解平衡JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二○定——平衡时,固体的量不变,离子的浓度不变。↓○变——改变影响平衡的条件,平衡被破坏,会发生沉淀的溶解、生成或转化。(3)表示方法如PbI2的沉淀溶解平衡,可表示为PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)。-5-第3节沉淀溶解平衡JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二2.溶度积(1)含义沉淀溶解平衡的平衡常数称为溶度积常数或溶度积,符号为Ksp。(2)表达式若难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时,建立沉淀溶解平衡:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),其溶度积的表达式为Ksp=[An+]m[Bm-]n。(3)影响因素Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与浓度和沉淀的量无关。(4)意义溶度积(Ksp)反映了物质在水中的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时,Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。-6-第3节沉淀溶解平衡JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二自主思考1.在饱和NaCl溶液中通入HCl气体有什么现象?提示:产生大量白色沉淀。自主思考2.你认为白色沉淀是什么物质呢?产生白色沉淀的原因是什么?提示:白色沉淀是NaCl。原因是饱和NaCl溶液中存在:NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)平衡,通入HCl,平衡向左移动,生成NaCl固体,看到白色沉淀。-7-第3节沉淀溶解平衡JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二二、沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的溶解与生成(1)沉淀溶解平衡原理与化学平衡原理相同,可以通过比较Q与Ksp的大小来确定沉淀的溶解和生成。当QKsp时,溶液中的离子生成沉淀,直到沉淀的生成与沉淀的溶解达到平衡。当Q=Ksp时,沉淀的溶解与离子生成沉淀的速率相等,沉淀的量不再增加,也不再减少,沉淀溶解与离子生成沉淀处于平衡状态。当QKsp时,沉淀溶解,直至沉淀溶解与离子生成沉淀达到平衡状态。-8-第3节沉淀溶解平衡JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二(2)碳酸钡和硫酸钡的沉淀溶解平衡分别为:BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32-(aq)Ksp=5.1×10-9mol2·L-2BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)Ksp=1.1×10-10mol2·L-2由于胃酸的酸性很强(pH为0.9~1.5),如果服下碳酸钡,胃酸可与CO32-反应生成二氧化碳和水,使CO32-的浓度降低,QKsp,从而使碳酸钡的沉淀溶解平衡向右移动,使Ba2+浓度增大而引起人体中毒,所以,不能用碳酸钡作“钡餐”。而硫酸是强酸,胃液中高浓度H+对硫酸钡的沉淀溶解平衡基本没有影响,Ba2+浓度可以保持在安全浓度标准以下,因此硫酸钡可用作“钡餐”。-9-第3节沉淀溶解平衡JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二2.沉淀的转化(1)硫化锌是一种难溶于水的白色固体,硫化铜为难溶于水的黑色固体,它们在水中分别存在如下沉淀溶解平衡:ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)Ksp=1.6×10-24mol2·L-2CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)Ksp=6.3×10-36mol2·L-2ZnS与CuS的阴、阳离子个数比相同,因此可以用Ksp比较它们的溶解能力。由于Ksp(CuS)Ksp(ZnS),所以CuS的溶解能力要比ZnS差很多。当向ZnS固体中加入CuSO4溶液时,对于CuS,Q(CuS)Ksp(CuS),因此ZnS电离生成的S2-可与Cu2+结合生成更难溶的CuS,并促进ZnS的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动,结果使ZnS沉淀逐渐转化为CuS沉淀,总反应为:ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)。-10-第3节沉淀溶解平衡JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二(2)FeS固体在水中存在如下平衡:FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),Ksp=6.3×10-18mol2·L-2,与FeS的Ksp对比可知,CuS、HgS、PbS重金属离子的硫化物的溶解能力PbSCuSHgS。将FeS固体投入到含Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子的废水中,FeS溶解生成的S2-可以和这些离子结合生成更难溶的硫化物沉淀(对于这些硫化物而言,QKsp),以达到除去这些离子的目的。以Hg2+为例,沉淀转化反应为:FeS(s)+Hg2+(aq)HgS(s)+Fe2+(aq)。-11-第3节沉淀溶解平衡ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二影响沉淀溶解平衡的因素●问题导引●影响PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)平衡的因素:-12-第3节沉淀溶解平衡ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二1.你预测一下将观察到什么现象?提示:上层清液滴加KI浓溶液后,有黄色沉淀产生。2.请你用平衡移动的理论和Ksp与Q之间的关系,解释你的预测。提示:平衡移动理论方面:滴加KI浓溶液,c(I-)浓度增大,使平衡PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)向左移动,产生PbI2沉淀。利用Ksp与Q之间的关系:Ksp=[Pb2+]·[I-]2,滴加KI浓溶液,c(I-)增大,QKsp,平衡向左移动,产生PbI2固体。-13-第3节沉淀溶解平衡ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二●名师精讲●1.影响沉淀溶解平衡的因素(1)内因:难溶电解质本身的性质。(2)外因:影响因素平衡移动方向Ksp变化温度升温向吸热方向移动,多数为溶解方向多数增大降温向放热方向移动,多数为沉淀方向多数减小浓度加水向溶解方向移动不变加入相同离子向生成沉淀方向移动不变加入与体系中离子发生反应的离子向溶解方向移动不变特别提醒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、遵循平衡移动的基本规律。-14-第3节沉淀溶解平衡ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二2.利用Ksp判断沉淀的溶解与生成定义难溶电解质溶液中有关离子浓度幂的乘积(浓度商)为Q。通过比较Ksp和Q的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下能否溶解。-15-第3节沉淀溶解平衡ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二【例题1】在有固态Mg(OH)2存在的饱和溶液中,存在着如下平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)向该饱和溶液中分别加入固体CH3COONa、NH4Cl时,固体Mg(OH)2的质量有什么变化?解析:可运用平衡移动原理加以解释。加入固体CH3COONa使Mg(OH)2固体的质量增加。理由是CH3COONa在溶液中水解:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,增大了[OH-],使Mg(OH)2的溶解平衡向着生成Mg(OH)2的方向移动。加入NH4Cl固体使Mg(OH)2固体的质量减小。理由是NH4Cl在溶液中电离出NH4+,NH4+与OH-发生反应:NH4++OH-NH3·H2O,减小了[OH-],使Mg(OH)2溶解平衡向着生成Mg2+和OH-的方向移动。-16-第3节沉淀溶解平衡ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二答案:加入固体CH3COONa使Mg(OH)2固体的质量增加;加入固体NH4Cl使Mg(OH)2固体的质量减小。点拨:该题目中涉及多种平衡体系,如沉淀溶解平衡、水解平衡等,应找到其相应的结合点,如增大体系的离子的浓度或减少某离子的浓度,从而再结合平衡移动原理,得到合理解释。沉淀溶解平衡是平衡的一种,平衡移动原理仍适用于该平衡体系。在学习该部分知识时,要注重平衡移动原理对该部分知识的指导作用。-17-第3节沉淀溶解平衡ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二借题发挥沉淀溶解平衡与各类平衡的比较类别化学平衡电离平衡水解平衡沉淀溶解平衡适用范围可逆反应弱电解质有弱离子的盐类难溶电解质平衡状态特点逆正、逆向反应同时进行正、逆向反应同时进行正、逆向反应同时进行正、逆向反应同时进行等v(正)=v(逆)v(离子化)=v(分子化)v(水解)=v(中和)v(溶解)=v(沉淀)-18-第3节沉淀溶解平衡ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二类别化学平衡电离平衡水解平衡沉淀溶解平衡平衡状态特点定反应混合物中各组分物质的量保持不变溶液中各离子浓度保持不变溶液中各离子浓度保持不变溶液中各离子浓度保持不变动处于动态平衡中变条件改变时,原来的平衡状态被破坏,平衡发生移动,达到新的平衡状态-19-第3节沉淀溶解平衡ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二变式训练1某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示,下列说法正确的是()提示:BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)的平衡常数Ksp=[Ba2+]·[SO42-],称为溶度积常数。A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点C.d点无BaSO4沉淀生成D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp-20-第3节沉淀溶解平衡ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二解析:A项温度不变,加入Na2SO4会导致溶解平衡向左移动,达新平衡后,两离子浓度的乘积仍不变,仍在曲线上,不会由a点变到b点,应变到a点以下的曲线上;B项通过蒸发,水量减小,Ba2+和SO42-浓度都增大,若达平衡后,不可能由d点变到c点,应变到c点以下的曲线上,但纵坐标应大于d点的;C项d点还没有形成饱和溶液,因此无BaSO4沉淀生成;D项从图中看出温度相同,a点与c点的Ksp相等。答案:C-21-第3节沉淀溶