沉淀溶解平衡(新课)

第一课时溶解度回顾与整理在一定温度下,某固态物质在100g溶剂达到饱和状态时所溶解的溶质质量,通常以符号S表示。如果不指明溶剂,通常所说的溶解度是指在水里溶解度。实验过程现象解释与结论将少量PbI2固体加入盛有一定水的50mL烧杯中用玻璃棒充分搅拌，静止一段时间。取上层清液2mL，加入试管中，逐滴加入AgNO3溶液,震荡。液体先变浑浊，静止后又变澄清，烧杯底部有沉淀PbI2难溶于水产生浅黄色浑浊有AgI沉淀生成Ag++I-=AgI↓活动与探究：绝对不溶的物质是没有的！根据物质溶解度的差异怎样给物质分类？这些物质与溶解度的关系怎样？溶解度/g据溶解性给物质分类0.010.01~1易溶101~10难溶微溶可溶可难难难难难难微微微易易根据溶解度判断并理解电解质是“溶”还是“难溶”？•认识1：生成沉淀的离子反应之所以能够发生，在于生成物的溶解度很小。•认识2：难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会为0.•认识3：溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质，残留在溶液中的离子浓度小于1X10-5mol/L,就认为反应完全了。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?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:水分子作用下分解沉淀相等时间速率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。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.1.定义:表示方法：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)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•溶解平衡表示为：Al(OH)3(s)Al3＋(aq)+3OH-(aq)•电离平衡表示为：Al(OH)3Al3＋+3OH-练习：分别书写下列物质的电离方程式和沉淀溶解平衡方程式电离方程式沉淀溶解平衡方程式BaSO4CaCO3AgClBaSO4=Ba2++SO42-BaSO4Ba2++SO42-CaCO3=Ca2++CO32-CaCO3Ca2++CO32-AgCl=Ag++Cl-AgClAg++Cl-2．特征(1)逆：可逆过程(离子间生成难溶电解质的反应不能完全进行到底)．(2)动：动态平衡，溶解的速率和沉淀的速率并不为0.(3)等：v溶解v沉淀．(4)定：达到平衡时，、不变．(5)变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡状态．＝固体质量离子浓度3.影响溶解平衡的因素：①内因：电解质本身的性质a）难溶的电解质更易建立溶解平衡b)难溶的电解质溶解度很小，但不会等于0，并不是绝对不溶。c)习惯上将生成难溶电解质的反应，认为反应完全了。对于常量的反应来说，0.01g是很小的。当溶液中残留的离子浓度1×10-5mol/L时，沉淀就达到完全。d)易溶电解质的饱和溶液也存在溶解平衡如：在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸，会看到NaCl饱和溶液中析出固体，原因是在NaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡NaCl(S)Na+(aq)+Cl-(aq)•（2）外因：遵循平衡移动原理•①浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动。•②温度：绝大数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，多数平衡向溶解方向移动。•少数平衡向生成沉淀的方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡。③同离子效应：向平衡体系中加入相同的离子，使平衡向沉淀的方向移动。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()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。AgBrAg++Br-Ksp=c(Ag+).c(Br-)Fe(OH)3Fe3++3OH-Ksp=c(Fe3+).c3(OH-)Ksp=［c(An+)］m.［c(Bm-)］n３、意义：Ksp的大小反映了物质在水中的溶解能力。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。5、溶度积规则某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度幂的乘积称为离子积，用Qc表示．①当QcKsp时，溶液不饱和，无沉淀析出，需加入该难溶电解质直至饱和；②当QcKsp时，溶液达饱和，沉淀与溶解处于平衡态；③当QcKsp时，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡．＜＝＞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-)（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-1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-能共存第二课时沉淀溶解平衡的应用•沉淀的生成•沉淀的转化•分步沉淀•沉淀的溶解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:Qc＞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--4Fe3++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方法：向溶液中加入氧化铜、氢氧化铜或碳酸铜，调节溶液PH至：3.7≤PH＜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。P90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，转化越彻底。沉淀转化方向：AgCl→AgI→Ag2SAgIAg++I-KI==I-+K+AgIAg++I-Ag2SAg++S2-4.沉淀的转化应用：a.氟化物防治龋齿b.工业处理重晶石c.锅炉中水垢的除去•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：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