高二化学鲁科版选修4同课异构课件33《沉淀溶解平衡》1

第3章物质在水溶液中的行为第3节沉淀溶解平衡观察.思考（1）在装有少量难溶的PbI2黄色固体的试管中，加入约3ml蒸馏水的试管中，充分振荡静置。你能解释所观察到的现吗？（2）待上层液体变澄清后，即得到PbI2饱和溶液，向其中滴加几滴0.1mol.L-1KI溶液，观察实验现象。思考一、沉淀溶解平衡实验步骤：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PbI2PbI2(s)Pb2＋(aq)+2I－(aq)解释:上层清液中存在平衡，当加入KI溶液后，I-浓度增大，平衡向逆方向移动，从而有黄色沉淀PbI2产生结论：说明上层清液中有Pb2+.实验结论：难溶物也有部分溶解，也存在溶解平衡。溶解PbI2(s)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：K=[Pb2+][I-]2一定温度下，沉淀溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，形成饱和溶液，固体质量和溶液中各离子的浓度保持不变的状态。1、定义：一、沉淀溶解平衡•①沉淀溶解平衡与化学平衡、电离平衡一样，合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律，其基本特征是什么？思考：2、特征：动、等、定、变例如：AgCl(s)Ag++Cl-PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)溶解沉淀v溶解v沉淀====0速率V0时间t..v溶解v沉淀t13、表示方法：沉淀溶解平衡表达式一般难溶电解质：AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)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。4、溶度积常数或溶度积(Ksp)：如PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)表达式概念：25℃时，Ksp=[Pb2+][I-]2练习：BaSO4、Fe(OH)3、Mg(OH)2的溶度积表达式Ksp（BaSO4）=[Ba2+][SO42-]单位：mol2L-2Ksp[Fe(OH)3]=[Fe3+][OH-]3单位：mol4L-4Ksp[Mg(OH)2]=[Mg2+][OH-]2单位：mol3L-3【巩固训练1】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B2、下列有关AgCl的说法正确的是（）A.AgCl难溶于水，溶液中没有Ag+和Cl—B.在AgCl饱和溶液中，AgCl溶解已经停止了C.AgCl是一种难溶物，所以是弱电解质D.在AgCl饱和溶液中，AgCl生成和溶解不断进行，但速率相等。D5、影响沉淀溶解平衡的因素：内因：难溶物质本身性质——决定因素外因：（1）浓度—（2）温度—（3）同离子效应—加水，平衡向溶解方向移动升温，多数平衡向溶解方向移动向平衡体系中加入相同的离子使平衡向沉淀方向移动（4）其他—向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或气体时，平衡正移CaCO3Ca2++CO32-对于平衡AgCl（S）≒Ag+(aq)+Cl-(aq)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-）升温加水加AgCl（s）加NaCl（s）加NaI（s）加AgNO3(s)加NH3·H2O→↑↑→不变不变不移动不变不变←↓↑→↓↑←↑↓→↓↑3、（双选）石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH―(aq),加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（）A.Na2CO3溶液B.AlCl3溶液C.NaOH溶液D.CaCl2溶液AB难溶物Ksp表达式AgClAgBrAgIMg(OH)2Cu(OH)2=[Ag+][Cl-]=[Ag+][Br-]=[Ag+][I-]=[Mg2+][OH-]2=[Cu2+][OH-]2Ksp值（25℃）溶解度（g）1.8×10-10mol2L-21.8×10-45.0×10-13mol2L-28.4×10-68.3×10-17mol2L-22.1×10-75.6×10-12mol3L-36.5×10-32.2×10-20mol3L-31.7×10-5问题探究（1）溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能力，请根据下表分析，溶度积与溶解度有什么关系？试一试写出下列难溶物的溶度积表达式Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。相同类型（化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时）的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶。•结合化学平衡与电离平衡回答：影响Ksp的因素；Ksp的意义。•（1）Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关，与浓度无关。•（2）Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。•同类型的难溶电解质，在同温度下，Ksp越大，溶解度越大；•不同类型的难溶电解质，应通过计算才能进行比较。二、沉淀溶解平衡的应用•1、沉淀的溶解与生成•①如何利用Q与K来判断平衡移动的方向？•②如何判断沉淀的生成与溶解？•①Q=Ksp时难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态，溶液是饱和溶液。•②Q＞Ksp溶液中将析出沉淀，直到溶液中的Q=Ksp为止。•③Q＜Ksp溶液为不饱和溶液，将足量的难溶电解质固体放入，固体将溶解，直到溶液中Q=Ksp时，溶液达到饱和。•解释前面[观察思考]中的实验现象。如果将2×10-4mol·L-1的CaCl2溶液与3×10-4mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合，问能否产生沉淀？[已知CaCO3的Ksp=5.0×10-9(mol·L-1)2]Qc=1.5×10-8(mol·L-1)2﹥Ksp结论是能产生沉淀迁移应用一将0.001mol/LNaCl溶液和0.001mol/LAgNO3溶液等体积混合,是否有AgCl沉淀生成?Q＝[Ag+][Cl-]＝2.5×10－7mol2/L-2＝0.0005mol/L×0.0005mol/LKSP离子结合生成沉淀(AgCl的KSP=1.8×10－10mol2L-2)CaCO3（s）Ca2+(aq)+CO32-(aq)常温下，CaCO3的Ksp=2.8×10-9mol2.L-2,Ca2+和CO32-的浓度分别为2×10-3mol.L-1、3×10-3mol.L-1，试判断CaCO3的质量变化如何？解析：Q=c(CO32-)c(Ca2+)=2×10-3mol.L-1×3×10-3mol.L-1=6×10-6mol2.L-22.8×10-9mol2.L-2即QKsp，所以平衡向逆方向移动因此，CaCO3沉淀的质量增加第四组：大规模砍伐森林等人类活动对珊瑚虫生长的影响。应用知识：第一组：已知BaSO4与BaCO3都难溶于水，且Ksp相差很小，利用X射线进行消化系统透视时，却用BaSO4而不用BaCO3作造影剂，原因何在？第二组：Ba2+有毒，如遇钡离子中毒，应尽快用5.0%的Na2SO4溶液洗胃，能解毒吗？第三组：美丽溶洞的形成原因为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”?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”。CaCO3Ca2++CO32-+2HCO3-H2O+CO2CaCO3+H2O+CO2+2HCO3-Ca2+水滴石穿溶洞的形成溶洞中美丽的石笋、钟乳石和石柱是大自然创造的奇迹。石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为微溶性的碳酸氢钙。溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向溶洞底滴落时，水分蒸发，二氧化碳压强减小以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。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。珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，可从周围的海水中获取Ca2＋和HCO3-，经反应形成石灰石外壳。珊瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸的产生，对珊瑚的形成贡献巨大。人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他化学燃料等因素导致空气中二氧化碳增多，使海水中二氧化碳浓度增大，干扰珊瑚的生长，甚至造成珊瑚虫的死亡。美丽的珊瑚礁实验内容实验现象相应的离子方程式或结论2mlZnSO4溶液中滴加1mol.L-1Na2S向洗涤后的沉淀中滴加0.1mol.L-1CuSO4溶液观察.思考产生白色沉淀Zn2++S2-=ZnS↓沉淀转化为黑色ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+（aq）三、沉淀的转化ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)平衡向右移动1、沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动。2、沉淀转化的条件：难溶电解质转化成更加难溶的物质ZnS与CuS是同类难溶物，Ksp(ZnS)Ksp(CuS),CuS的溶解度远小于ZnS的溶解度。ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)Ksp=1.6×10-24mol2•L-2CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)Ksp=1.3×10-36mol2•L-2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-2FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+练习：写出FeS(s)与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。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。学以致用三因为QcKsp(Mg(OH)2),所以有Mg(OH)2沉淀析出。即加热后，MgCO3沉淀转化为Mg(OH)2。因此硬水加热后的水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3和MgCO3.洗涤水垢方法：除出水垢中的CaCO3和Mg(OH)2用食醋CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+CO2+H2OMg(OH)2+