第4节 沉淀溶解平衡

陕西商洛柞水县柞水溶洞山东淄博博山溶洞情景1：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小朋友吃糖不刷牙易形成蛀牙又是什么原因情景2:（1）在装有少量难溶的PbI2黄色固体的试管中。加入3ml蒸馏水,充分振荡后静置上层澄清溶液中,是否存在铅离子？（2）待上层液体变澄清后,向其中滴加几滴0.1mo/LKI溶液,观察实验现象。思考现象:滴加碘化钾溶液后,上层澄清溶液中出现黄色沉淀,说明上层清夜中存在铅离子.观察●思考: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t1在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时，离子浓度保持不变。其离子浓度的化学计量数次方的乘积为一个常数，称之为溶度积常数,简称溶度积，用Ksp表示。2、溶度积常数(Ksp)PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)=7.1×10-9mol3L-3Ksp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。25℃时溶度积Ksp=[Pb2+][I-]2通式：AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)则Ksp(AnBm)=[Am+]n.[Bn-]mK=[Pb2+][I-]2难溶物Ksp表达式AgClAgBrAgIMg(OH)2Cu(OH)2Ksp=[Ag+][Cl-]Ksp=[Ag+][Br-]Ksp=[Ag+][I-]Ksp=[Mg2+][OH-]2Ksp=[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.一定的温度下，相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶3、QKsp时，不饱和溶液，沉淀溶解二、沉淀溶解平衡的应用1、沉淀的溶解与生成1、QKsp时，过饱和溶液，生成沉淀2、Q=Ksp时，沉淀溶解平衡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？思考问题1：溶洞里美丽的石笋、钟乳石是如何形成？CaCO3+CO2+H2OCa2++2HCO3-问题2：人口增长、燃烧煤和其他化石燃料为什么会干扰珊瑚的生长？学以致用Ca2++2HCO3-CaCO3+CO2+H2O向盛有2mL0.1mol/LZnSO4溶液的试管中加入几滴Na2S(1mol/L)溶液，再向其中滴加0.1mol/LCuSO4溶液，观察沉淀颜色的变化。物质ZnSCuSKsp(mol2·L-2)1.6×10-241.3×10-36沉淀颜色白色黑色2、沉淀的转化观察●思考:ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)平衡向右移动沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动，一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀，两种难溶物的溶解能力差别越大，这种转化的趋势越大。ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+S2-(aq)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-2练习：写出FeS(s)与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+(aq)讨论总结：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)→↑↑→不变不变不移动不变不变←↓↑→↓↑←↑↓龋齿的形成Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)KSP=2.5×10-59mol9•L-9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：生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，羟基磷酸钙溶解，加速腐蚀牙齿进食后，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?牙齿的保护Ca5(PO4)3OHKSP=2.5×10-59mol9•L-9Ca5(PO4)3FKSP=2.8×10-61mol9•L-9Ca5(PO4)3F(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+F-(aq)根据羟基磷灰石的平衡体系，你能想到用什么方法保护牙齿？Ca5(PO4)3OH(s)OH-(aq)+3PO43-(aq)+5Ca2+(aq)含钾、钠、钙、镁等矿物质较多的食物，在体内的最终代谢产物呈碱性。包括：豆腐、牛奶、芹菜、土豆、竹笋、香菇、胡萝卜、海带、绿豆、香蕉、西瓜、草莓以及大部分的蔬菜和水果小结沉淀溶解平衡溶度积沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的溶解与生成2.沉淀的转化BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：BaSO4(s)Ba2++SO42-Ksp=1.1×10-10mol2L-2BaCO3(s)Ba2++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。BaCO3(s)Ba2++CO32-+2H+CO2+H2O所以，不能用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”。学以致用溶洞中美丽的石笋、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。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)3OH（s）5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)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。已知牙齿表面有一层坚硬的牙釉质羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3(OH)]，它对牙齿起到保护作用。使用含氟牙膏能生成更难溶且耐酸的氟磷酸钙[Ca5(PO4)3F]覆盖在牙齿表面，抵抗Ｈ+的侵袭。已知Ca5(PO4)3F（s）的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：