沉淀溶解平衡及应用.ppt

第一课时沉淀溶解平衡原理学习目标：1.了解难溶物在水的溶解情况，认识沉淀溶解平衡的建立过程。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。重点、难点：理解沉淀溶解平衡原理；利用溶度积的简单计算湖张家界溶洞陕西商洛地区柞水县柞水溶洞Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+＋3PO43-＋OH-糖吃多了易患龋齿，请大家完成教科书P89页交流与讨论。问题1：龋齿和含氟牙膏（1）钙、磷在骨骼牙齿中的存在形式Ca5(PO4)3OH羟基磷灰石（2）存在的溶解平衡Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)（3）吃糖为何会出现龋齿？沉淀溶解平衡理论（4）含氟牙膏的使用5Ca2++3PO43-+F-=Ca5(PO4)3F使用含氟牙膏，可以使难溶物转化为更难溶物质。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀,使牙齿更坚固注：氟过量会导致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量较高的地区的人，不宜使用含氟牙膏Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)提示:糖在酶的作用下产生了一种有机弱酸2.请按如下步骤进行实验。（1）将少量PbI2(难溶于水)固体加入盛有一定量水的50mL烧杯中，用玻璃棒充分搅拌，静置一段时间。（2）取上层清液2mL，加入试管中，逐滴加入AgNO3溶液，振荡，观察实验现象。现象：溶液中出现黄色浑浊现象。结论：说明澄清溶液里存在I-离子，即说明碘化铅在水中有少量的溶解。1.氯化银、硫酸钡属于难溶物,它们在水中是否完全不能溶解?活动与探究实验过程现象解释与结论NaCl溶液+AgNO3溶液取上层清液适量，滴加少量KI溶液白色沉淀黄色沉淀Ag++Cl－=AgCl↓Ag++I－=AgI↓1.生成沉淀的离子反应能发生的原因？生成物的溶解度很小AgCl溶解度虽然很小，但并不是绝对不溶，生成AgCl沉淀也有极少量的溶解。2.沉淀是绝对不溶于水吗？交流与讨论难溶≠不溶溶解AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)沉淀以AgCl为例，分析沉淀溶解平衡的建立Ag+Cl-一定T时:水分子作用下V溶解V沉淀Vt溶解和沉淀过程1.沉淀溶解平衡的概念我们知道，沉淀在水中的溶解过程实际上是一个可逆过程，即存在沉淀和溶解两个互为可逆的过程。因此，在一定条件下会建立化学平衡。请你尝试给沉淀溶解平衡下定义。由于沉淀溶解平衡属于化学平衡，所以也可以用研究化学平衡的方法来研究沉淀溶解平衡。一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成了电解质的饱和溶液，达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡.定义:一、沉淀溶解平衡2.表示方法：3.意义：不表示电离平衡表示：一方面：少量的Ag+和Cl-脱离AgCl表面进入水中，另一方面：溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面的阴、阳离子的吸引回到AgCl的表面AgCl（S）Ag+(aq)+Cl-(aq)化学平衡溶解平衡当溶解速率与析出速率相等时,达溶解平衡,所得溶液为饱和溶液.溶液中只有离子没有氯化银“分子”,电离100%!不存在电离平衡!疑问:化学平衡状态有“动、定、变”等特征，溶解平衡怎样呢?溶解平衡特征：（1）动态平衡：溶解与析出过程均在进行(逆)，只是速率相等；（2）离子浓度恒定：相同温度下，离子浓度不再改变；（3）条件改变平衡随之改变：外界条件可能使平衡移动。4.特征逆、动、等、定、变5.影响因素内因：难溶物本身的性质外因：①浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动②温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程。③同离子效应：④其他改变条件平衡移动方向平衡时c（Ag+）平衡时c（Cl-）升温加水加AgCl（s）加NaCl（s）加NaI（s）加AgNO3(s)加NH3·H2O不移动不变不变不变不变讨论：对于平衡AgCl（S）Ag+(aq)+Cl-(aq)若改变条件，对其有何影响（有AgCl固体剩余）正反应正反应正反应正反应逆反应逆反应增大增大增大增大增大增大减小减小减小减小练习请运用化学平衡的特征分析下列说法是否正确。（1）当沉淀溶解达到最大程度时，沉淀溶解过程及离子结合成沉淀的过程均会停止。()（2）当沉淀溶解平衡建立时，溶液中离子的浓度不再发生变化。()（3）对于平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)来说，其平衡常数可用：K=c(Ag+)·c(Cl-)表示()请完成学案：例1、二、溶度积常数（简称溶度积）1、定义在一定条件下，难溶性电解质形成饱和溶液，达到溶解平衡，其溶解平衡常数叫做溶度积常数或简称溶度积．２.表达式:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)例：写出下列难溶电解质的溶解平衡关系式和溶度积表达式。AgBr(aq)Ag+(aq)+Br-(aq)Ksp=c(Ag+).c(Br-)Fe(OH)3(aq)Fe3+(aq)+3OH-(aq)Ksp=c(Fe3+).c3(OH-)３、意义：Ksp的大小反映了物质在水中的溶解能力。(同类型的难容电解质）Ksp越大，其溶解能力越强。４、特点：和其他平衡常数一样，Ksp与温度有关，一定温度下，Ksp是常数。完成难溶物CaCO3、Ag2CrO4、Mg(OH)2在水中的沉淀溶解平衡的关系式和溶度积。阅读课本P88表3-14通过对比不同难溶电解质的溶度积与溶解度数值，你能得出什么结论？请完成学案：例题35、溶度积的应用例1.已知室温下PbI2的溶度积为7.1×10-9，求饱和溶液中Pb2+和I-的浓度;在c(I-)=0.1mol·L-1的溶液中,Pb2+的浓度最大可达到多少?Ksp＝c(Pb2+)·c2(I-)=7.1×10-9（1）已知溶度积求离子浓度：PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)解：c(Pb2+)=Ksp/c2(I-)=7.1×10-9/0.12=7.1×10-7mol·L-1即：该溶液里允许Pb2+的最大浓度为7.1×10-7mol·L-1c(Pb2+)＝c(I-)=1.92×10－3mol·L-1c(Pb2+)=1.21×10－3mol·L-1c(I-)=?例2.已知298K时ＡgCl的Ksp=1.8×10-10，求其溶解度S（2）已知溶度积求溶解度：解：Ksp=c(Ag+).c(Cl-)ＡgClAg++Cl-设AgCl的溶解度为S，在1L饱和溶液中，c(Ag+)=X，c(Cl-)=XKsp[AgCl]=c(Ag+)·c(Cl-)=X2=1.8×10-10c[AgCl]=c(Ag+)=1.34×10-5mol·L-1S[AgCl]=1.34×10-5mol·L-1×1L×143.5g·mol-1×100g÷1000g=1.9×10-4g小结：已知溶度积求溶解度：Ksp离子浓度溶质浓度溶质质量1L作1000g折算溶解度/g例3.已知AgCl298K时在水中溶解度为1.92×10-4g，计算其Ksp。解：M(AgCl)=143.5g·mol-1n(AgCl)=1.92×10-4g×1000g÷100g÷143.5g·mol-1=1.34×10-5molc(AgCl)=1.34×10-5mol/1L=1.34×10-5mol·L-1Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=(1.34×10-5)2=1.8×10-10（3）已知溶解度求溶度积例4.已知298K时，MgCO3的Ksp=6.82×10-6，溶液中c(Mg2+)=0.0001mol·L-1，c(CO32-)=0.0001mol·L-1，此时Mg2+和CO32-能否共存？（4）利用溶度积判断离子共存：解：c(Mg2+).c(CO32-)=(0.0001)2=1×10-8MgCO3Mg2++CO32-1×10-86.82×10-6所以，此时Mg2+和CO32-能共存容度积规则：(Qc称为浓度商）1.当Qc＜Ksp时，溶液为不饱和状态，加入相应的固体，固体的质量将减小2.当Qc＝Ksp时，溶液为饱和状态，加入相应的固体，固体的质量将不变3.当Qc＞Ksp时，溶液为过饱和状态，加入相应的固体，固体的质量将增大请完成学案：例题5小结固体电解质水溶解平衡平衡移动判断溶度积Ksp勒夏特列原理概念表达式影响因素应用作业《化学反应原理》93页练习与实践：1、2、3学习目标：了解沉淀溶解平衡在生产生活中的应用：沉淀的生成和分步沉淀，沉淀的溶解和转化沉淀的生成问题1：钡离子是有毒的重金属离子，如果误食可溶性钡盐，应采取什么措施？可以用碳酸钠或硫酸钠洗胃吗？应想办法使钡离子沉淀生成的沉淀既不溶于水也不溶于酸，因此，应选用硫酸钠将钡离子沉淀。一、沉淀的生成2.欲使某物质沉淀析出的条件:离子积＞Kspa、加沉淀剂：如沉淀Ba2+、Cu2+、Hg2+等，以Na2SO4、Na2S、H2S做沉淀剂Cu2++S2-=CuS↓Hg2++S2-＝HgS↓Ba2++SO42-=BaSO4↓3.方法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。工业废水硫化物等重金属离子（如Cu2+、Hg2+等）转化成沉淀b、调PH值例1：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调pH至3—4（请写出离子方程式）Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+例2.如何除去酸性硫酸铜溶液中的Fe3+开始沉淀时pH完全沉淀时pHFe(OH)32.73.7Cu(OH)25.26.4向该溶液中加入CuO或Cu(OH)2调溶液的pH至3.7以上，小于5.2c、同离子效应法例：硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小。BaSO4(S)Ba2+(aq)+SO42-(aq)硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。d、氧化还原法糖吃多了易患龋齿，请大家完成教科书P89页交流与讨论。问题1：龋齿和含氟牙膏（1）钙、磷在骨骼牙齿中的存在形式Ca5(PO4)3OH羟基磷灰石（2）存在的溶解平衡Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)（3）吃糖为何会出现龋齿？沉淀溶解平衡理论（4）含氟牙膏的使用5Ca2++3PO43-+F-=Ca5(PO4)3F使用含氟牙膏，可以使难溶物转化为更难溶物质。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀,使牙齿更坚固注：氟过量会导致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量较高的地区的人，不宜使用含氟牙膏Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)提示:糖在酶的作用下产生了一种有机弱酸二、沉淀的转化1.实质是沉淀溶解平衡的移动①一般溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质,即Ksp大的沉淀可以向Ksp小的沉淀转化。②．两种同类难溶强电解质的Ksp相差不大时，通过控制离子浓度，Ksp小的沉淀也可以向Ksp大的沉淀转化。2.沉淀转化的类型总之，沉淀──溶解平衡是暂时的、有条件的，只要改变条件，沉淀和溶解这对矛盾可以相互转化。③将难溶物转化为能够易于处理的沉淀。适用于不易被酸或碱所溶解、不易形成离子、也无明显氧化性、还原性的难溶盐。实验一：取一支试管，向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的试管中加入几的AgNO3(0.1mol/L)溶液，观察现象并记录。实验二：将所得悬浊液分成两份，向其中一份悬浊液中滴加KI溶液对比，观察滴加KI溶液前后沉淀颜色的变化并纪录。实验三：向实验2的试管中滴加硫化钠溶液。有人认为，盐与盐在溶液中发生复分解反应的条件之一是两种盐均为可溶性盐，请你利用下面的实验验证这一结论是否正确，并利用沉淀溶解平衡的相关知识和所提供的信息对实验现象进行解释。P84实验现象化学方程式实验1实验2实验3产生白色沉淀Ag++Cl-=AgCl↓沉淀由白色转化为浅黄色沉淀由浅黄色转化为黑色AgCl+I-AgI+Cl_2AgI+S2-Ag2S↓+2I-结论：实验告诉我们不同的沉淀之间在一定的条件下是可以相互转化的！沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动沉淀转化的条件：一般而言,难溶电解质转化成更加难溶的物质说明硫化银的溶解度小于碘化银，碘化银的溶解度小于氯化银Na2S==S2-+2Na+AgClAg++Cl-Ksp差值越大，沉淀转化越彻底。即生成的沉淀Ksp越小，转