沉淀溶解平衡ppt

【学习目标】I.知道难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，并能结合实例进行描述II.能描述沉淀溶解平衡，写出溶度积表达式III.能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化过程进行分析，知道沉淀转化的本质并能够对生活中的一些相关问题进行解释。1.举例说明学过的“平衡”，它们有哪些特征？化学平衡2NO2N2O4水解平衡FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl特征:“动、等、定、变”2.平衡移动原理——勒夏特列原理如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、或压强等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。电离平衡H2OH++OH-3、什么叫饱和溶液？什么叫不饱和溶液？一定温度下，不能再溶解某种溶质的溶液叫该溶质的饱和溶液。还能继续溶解某种溶质的溶液叫该溶质的不饱和溶液。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)难溶等于不溶吗？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：几滴同浓度KI溶液Pb2＋(aq)+2I－(aq)PbI2(s)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：书写氢氧化镁溶解平衡的表达式在一定条件下，当难溶电解质溶解的速率和离子重新结合成沉淀的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，固体的质量和离子的浓度不再变化，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。PbI2(S)Pb2+(aq)+2I-(aq)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讨论：对于平衡CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)若改变条件，对其有何影响(溶液始终饱和)改变条件平衡移动方向平衡时c（Ca2+）平衡时C(CO32-)升温加水加CaCO3(s)加Na2CO3(s)加CaCl2(s)加盐酸→↑↑→不变不变不移动不变不变←↓↑←↑↓→↑↓1.内因：2.外因：二、影响沉淀溶解平衡的条件电解质本身的性质温度：浓度：温度升高，多数溶解平衡向溶解方向移动。加水稀释：平衡向溶解方向移动。Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低。那么它的溶解平衡随着温度的升高而如何变化？同离子效应：加入与难溶电解质具有相同离子的电解质，平衡向沉淀方向移动加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子，使平衡向溶解的方向移动。加入能反应的离子：在平衡体系Ca(OH)2(s)Ca2+（aq）+2OH-（aq）中，能使c(Ca2+)减小，而使c(OH-)增大的是A．通入少量HClB．加入少量Na2CO3固体C．加入少量KCl固体D．加入少量Ba(OH)2固体练一练BD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）。其离子平衡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。三、溶度积常数或溶度积(Ksp)：2、表达式：1、概念：一般难溶电解质：AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)Ksp=[An+]m[Bm-]nPbI2(s)Pb2++2I-25℃时，Ksp=[Pb2+][I-]2=7.1×10-9mol3L-3练：请写出BaSO4、Mg(OH)2、Al(OH)3的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式。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.BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)KSP=[Ba2+][SO42-]Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)KSP=[Mg2+][OH-]2Al(OH)3(s)Al3+(aq)+3OH-(aq)KSP=[Al3+][OH-]3•3、影响因素：不同的难溶电解质在相同温度下Ksp不同。4、意义：Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力常见难溶电解质的浓度积常数（25℃）难溶物KspAgCl(s)Ag++Cl-Ksp=[Ag+][Cl-]=1.8×10-4AgBr(s)Ag++Br-Ksp=[Ag+][Br-]=5.4×10-13AgI(s)Ag++I-Ksp=[Ag+][I-]=8.5×10-17BaSO4(s)Ba2++SO42-Ksp=[Ba2+][SO42-]=1.1×10-10CaCO3(s)Ca2++CO32-Ksp=[Ca2+][CO32-]=5.0×10-9Cu(OH)2(s)Cu2++2OH-Ksp=[Cu2+][OH-]2=2.2×10-20Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-Ksp=[Mg2+][OH-]2=5.6×10-12相同类型(如AB型)的难溶电解质的Ksp越小，越难溶。5、溶度积的应用--利用溶度积计算某种离子的浓度例1：25℃时，Ksp(PbI2)=7.1×10-9mol3/L3，求PbI2饱和溶液中的[Pb2+]和[I-].1.21×10-3mol/L2.42×10-3mol/L例2、将足量AgCl分别溶于①水中②10mL0.2mol/l的MgCl2溶液中③20mL0.5mol/LNaCl溶液④40mL0.1mol/L盐酸中溶解至饱和，比较溶液中Ag+浓度大小？答案：①④②③有关溶度积Ksp说法正确的是（）A.Ksp的数值只与难溶电解质的性质与温度有关B．Ksp的大小与沉淀量和溶液中的离子有关C．当溶液中离子的浓度改变时，Ksp也随之改变D．对于阴阳离子个数比相同的电解质，Ksp值越大，电解质在水中的溶解能力越强练一练AD四、沉淀溶解平衡的应用1、沉淀的溶解与生成离子的浓度商Qc和离子积Ksp的关系：(1).当QcKsp时是过饱和溶液，离子生成沉淀即反应向生成沉淀方向进行，直到平衡状态（饱和为止）。(2).当Qc=Ksp时是饱和溶液，已达到沉淀溶解平衡状态。(3).当QcKsp时是不饱和溶液，沉淀溶解即反应向沉淀溶解的方向进行，直到平衡状态（饱和为止）。例1：将4×10-3molL-1的AgNO3溶液与4×10-3molL-1的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出？Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2L-2解：只有当QcKsp时，离子才能生成沉淀。混合后：[Ag+]=2×10-3molL-1,[Cl-]=2×10-3molL-1Qc=[Ag+][Cl-]=2×10-3molL-1×2×10-3molL-1=4.0×10-6mol2L-21.8×10-10mol2L-2QcKsp,所以有AgCl沉淀析出。练习：将4×10-3molL-1的Pb(NO3)2溶液与4×10-3molL-1的KI溶液等体积混合能否有沉淀析出？Ksp(PbI2)=7.1×10-9mol3L-3解：Qc=[pb2+][I-]2=2×10-3molL-1×(2×10-3molL-1)2=8×10-9Ksp(PbI2)所以有PbI2沉淀析出。BaCO3Ba2++CO32-+2H+H2O+CO2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？1.Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2·L-2；Ksp(BaCO3)=5.1×10-9mol2·L-22.Ba2+有剧毒，；3.胃酸的酸性很强，pH约为0.9～1.5H+和SO42-不反应，不影响BaSO4的沉淀溶解平衡，Ba2+浓度保持在安全浓度标准下，所以用BaSO4作“钡餐”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？交流·研讨CaCO3Ca2++CO32-+2HCO3-H2O+CO2CaCO3+H2O+CO2+2HCO3-Ca2+水滴石穿溶洞的形成CaCO3+H2O+CO2Ca（HCO3）2滴水成石交流·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。人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他化石燃料等因素，都导致空气中CO2增多，从而海水中CO2的浓度增大，使平衡Ca2++2HCO3—CaCO3+CO2+H2O左移，将珊瑚虫的外壳(CaCO3)溶解，从而干扰珊瑚的生长，甚至造成珊瑚虫的死亡。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溶液产生白色沉淀Zn2++S2-=ZnS↓沉淀转化为黑色ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+（aq）2、沉淀的转化ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)平衡向右移动ZnS沉淀转化为CuS沉淀的总反应：ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2++(aq)沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动。一种沉淀可转化为更难溶的沉淀，难溶物的溶解能力差别越大，这种转化的趋势越大。如：在AgCl(s)中加入NaI溶液可转化为AgI(s)沉淀。在CaSO4(s)加入Na2CO3溶液可转化为CaCO3(s)沉淀。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(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-2FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2++(aq)FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2++(aq)FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2++(aq)练习：写出FeS(s)与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。(1)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)3OH5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)KSP=2.5×10-59mol9•L-9（2）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