高二化學沉淀溶解平衡.ppt

1、第四節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡,臨沂一中化學組 諸葛強,第一課時,高考考試要求,1通過實例了解難溶電解質(zhì)的溶解平衡及溶度積表達式。 2 利用難溶電解質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化應(yīng)用于生產(chǎn)和生活實際,一、 難溶電解質(zhì)的溶解平衡 1、沉淀溶解平衡： （1）概念：在一定條件下，當難溶電解質(zhì)的溶解速率與溶液中的有關(guān)離子重新生成沉淀的速率相等時，此時溶液中存在的溶解和沉淀間的動態(tài)平衡，稱為沉淀溶解平衡.溶解平衡時的溶液是飽和溶液。講義P109 3D （2）特征：逆、等、動、定、變 （3）影響因素：內(nèi)因、外因（離子濃度、溫度等） 內(nèi)因從兩個角度即S（須同溫100g水）角度和KSP（須化學組成同類型）角度看內(nèi)因：講義P108

2、總結(jié) 難溶（沒有絕對不溶）、微溶、可溶、易溶 （4）過程表示： 例如：AgCl(s） Ag+(aq) + Cl-(aq,2. 溶度積常數(shù) （1）難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)的含義 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 當溶解與結(jié)晶速度相等時，達到平衡狀態(tài) Ksp，AgCl =c（Ag+）.c（Cl-） 為一常數(shù)，該常數(shù)稱為難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)，簡稱溶度積。 （2）難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)用Ksp表示。 通式：AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq) 則Ksp, AnBm= c（Am+）n . c（Bn-）mKsp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。 練習：BaSO4、Ag2

3、CrO4、Mg(OH)2、Fe(OH)3的溶度積表示形式，若純水中溶解，再用某一種離子濃度統(tǒng)一表示,思考：Ksp越小溶解度越小嗎？ 高三學案 P138,3.有關(guān)計算,1).利用溶度積計算某種離子的濃度,練1:25時， Ksp (AgCI)=1.810-10 mol2L-2求AgCI的飽和溶液中的c(Ag+)和c(CI,練2:25時， Ksp (Mg(OH)2)= 5.610-12mol3L-3求Mg(OH)2 的飽和溶液中的c（Mg2+)和c(OH,相同類型的難溶電解質(zhì)的Ksp越小，溶解度越小，越難溶。 如: Ksp (AgCl) Ksp (AgBr) Ksp (AgI) 溶解度:S(AgCl

4、) S (AgBr) S(AgI,C(Ag+)=C(CI-)=1.3410-5mol/L,C(Mg2+)=1.1210-4mol/L，c(OH-)=2.2410-4mol/L,表示溶解能力的兩個量 溶解度和濃度及其換算,2).溶度積Ksp與難溶電解質(zhì)的溶解度的有關(guān)換算,練習1:25時Ksp (Mg(OH)2)= 5.610-12mol3L-3 求Mg(OH)2 的飽和溶液中的溶解度,練習2、 25時Ksp (AgCl)= 1.810-10mol2L-2, 求AgCl的飽和溶液中溶解度。通過計算比較Mg(OH)2 、 AgCl的溶解度大小,SMg(OH)2=6.510-4g,S（ AgCl ）=

5、1.9210-4g,練習3：已知常溫下，Mg(OH)2在水中的溶解度為 6.38 10-3g/L,求: (1)Mg(OH)2飽和溶液中的溶度積Ksp。 (2)求Mg(OH)2在0.001mol/L的NaOH溶液中的溶解度。 (3)求Mg(OH)2在0.001mol/L的MgCl2溶液中的溶解度,KSPMg(OH)2=5.3210-12,3.0810-4g/L或s=3.0810-5g (即100g水中溶解溶質(zhì)的最大質(zhì)量,2.1210-3g/L或s=2.1210-5g,做2、3之前先看：復(fù)習學案 P55 例6,第四節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡,臨沂一中化學組 諸葛強,第二課時,二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用,

6、在本節(jié)的知識處理上， 一定要學會使用Ksp溶度積來理解和解決與溶解平衡相關(guān)的各種問題,1、沉淀的溶解與生成,離子的濃度商Qc和溶度積Ksp的關(guān)系： (1).當 Qc Ksp時是過飽和溶液，離子生成沉淀即反應(yīng)向生成沉淀方向進行，直到平衡狀態(tài)（飽和為止）。 (2).當 Qc = Ksp時是飽和溶液，已達到沉淀溶解平衡狀態(tài)。 (3).當 Qc Ksp時是不飽和溶液，沉淀溶解即反應(yīng)向沉淀溶解的方向進行，直到平衡狀態(tài)（飽和為止）。 以上規(guī)則稱為溶度積規(guī)則。沉淀的生成和溶解這兩個相反的過程它們相互轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵條件是離子濃度的大小，控制離子濃度的大小，可以使反應(yīng)向所需要的方向轉(zhuǎn)化,二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用,思考

7、：為什么醫(yī)學上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”，而不用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”,1）沉淀的溶解,由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(pH:0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃酸會與CO32-反應(yīng)生成弱電解質(zhì)H2CO3,后分解成CO2和水，使CO32-離子濃度降低，使Qc Ksp，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動，使體內(nèi)的Ba2+濃度增大而引起人體中毒,所以，不能用BaCO3作 為內(nèi)服造影劑“鋇餐,而SO42-不與H+結(jié)合生成硫酸，胃酸中的H+對BaSO4的溶解平衡沒有影響，Ba2+濃度保持在安全濃度標準下，所以用BaSO4 作“鋇餐,BaCO3(s) 等難溶鹽溶解在強酸溶液中: BaC

8、O3(s) +2H+=CO2+H2O+Ba2+ CaCO3(s)+2H+=CO2+H2O+Ca2+ FeS(s)+2H+ = Fe2+H2S 難溶于水的氫氧化物溶解在酸中： Mg(OH)2(s)+2H+=Mg2+2H2O Fe(OH)3(s) +3H+=Fe3+3H2O Mg(OH)2(s)溶解在氯化銨等酸性的鹽溶液中: Mg(OH)2(s)+2NH4+=Mg2+H2O+2NH3,沉淀溶解的方法： 一、生成弱電解質(zhì)，使沉淀溶解 二、發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使沉淀溶解 三、生成配合物,如：Ag(NH3)2OH,使沉淀溶解,高三學案 P138,都是想方設(shè)法去通過控制離子濃度的大小， 來達到相應(yīng)的目的,2

9、)沉淀的生成,1.將410-3molL-1的AgNO3溶液與410-3molL-1的NaCl溶液等體積混合能否有沉淀析出？Ksp(AgCl)= 1.810-10mol2L-2,解：只有當 Qc Ksp時，離子才能生成沉淀。 混合后：c(Ag+)=2 10-3molL-1,c(Cl-)= 2 10-3molL-1 Qc=c(Ag+)c(Cl-)=2 10-3molL-1 2 10-3molL-1 =4.0 10-6mol2L-2 1.810-10mol2L-2 QcKsp,所以有AgCl沉淀析出,復(fù)習學案例5 、例2、3 高三學案P139 類比2,2. 在1L含1.010-3molL-1 的SO

10、42-溶液中，注入0.01mol BaCl2溶液（假設(shè)溶液體積不變）能否有效除去SO42-?已知: Ksp(BaSO4)= 410-10 mol2L-2,解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉 淀后，Ba2+過量，剩余的即c(Ba2+)=0.01-0.001=0.009mol/L. c(SO42-)=Ksp/c(Ba2+)= 1.110-10/9.010-3=1.210-8(mol/L) 因為，剩余的即c(SO42-)=1.210-8mol/L1.010-5mol/L 所以， SO42-已沉淀完全，即有效除去了SO42,注意：當剩余離子

11、即平衡離子濃度10-5mol/L時，認為離子已沉淀完全或離子已有效除去,2.沉淀的轉(zhuǎn)化,選修4 P64實驗34，35,1、鍋爐水垢CaSO4應(yīng)怎樣除去,閱讀與思考,2、為什么白色的ZnS沉淀會轉(zhuǎn)化成為黑色的CuS沉淀,聯(lián)系實際，思考并解決問題,ZnS在水中存在沉淀溶解平衡,CuS在水中存在沉淀溶解平衡,ZnS與CuS是同類難溶物，Ksp(ZnS) Ksp(CuS),CuS的溶解度遠小于ZnS的溶解度,當向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液時， ZnS溶解產(chǎn)生的S2-與 CuSO4溶液中的Cu2+足以滿足QcKsp(CuS)的條件， S2-與Cu2+結(jié)合產(chǎn)生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。 CuS沉淀

12、的生成，使得S2-的濃度降低，導(dǎo)致S2-與Zn2+的QcKsp(ZnS),使得ZnS不斷的溶解，結(jié)果是ZnS沉淀逐漸轉(zhuǎn)化成為CuS沉淀,1)ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀的定性解釋,ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀的總反應(yīng),ZnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Zn2 +(aq,沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動。一種沉淀可轉(zhuǎn)化為更難溶的沉淀，難溶物的溶解度相差越大，這種轉(zhuǎn)化的趨勢越大。 如：在AgCl(s)中加入NaI溶液可轉(zhuǎn)化為AgI(s)沉淀，甚至Ag2S。 在CaSO4(s)加入Na2CO3溶液可轉(zhuǎn)化為CaCO3(s)沉淀,例：在ZnS沉淀加入10mL0.001mol/L的C

13、uSO4溶液是否有CuS 沉淀生成？已知:Ksp(ZnS)=1.610-24 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2,解：ZnS沉淀中的硫離子濃度為： S2-=Zn2+=(Ksp)1/2=(1.610-24)1/2=1.2610-12(mol/L,Qc=Cu2+S2-=1.010-3mol/L1.2610-12mol/L =1.2610-15mol2L-2,因為：Qc(CuS) Ksp(CuS),所以ZnS沉淀會轉(zhuǎn)化為CuS沉淀,鞏固練習:已知Ksp(MnS)=2.510-13 Ksp(PbS)=3.410-28 mol2L-2；試通過計算說明MnS沉淀中滴加0.01mol/L的Pb

14、(NO3)2溶液是否有PbS沉淀析出,2).ZnS沉淀為什么轉(zhuǎn)化為CuS沉淀的定量計算,應(yīng)用：聯(lián)系生活與生產(chǎn),1.加熱硬水Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2會轉(zhuǎn)化為CaCO3和Mg(OH)2,你知道它們是怎樣生成的嗎？ 2.處理污水時，向其中加入FeS固體,以除去Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子，發(fā)生了那些化學反應(yīng),CaCO3、FeS、Mg(OH)2等是難溶電解質(zhì)，盡管難溶電解質(zhì)難溶于水，但在水中也會建立一動態(tài)平衡,3.水垢中的Mg(OH)2是怎樣生成的,硬水:是含有較多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和SO42-的水,加熱時： Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3+C

15、O2 + H2O Mg2+ + 2HCO3- = MgCO3+CO2 + H2O MgCO3+ H2O = Mg(OH)2 +CO2,為什么在水垢中鎂主要以Mg(OH)2沉淀形式存在，而不是以MgCO3沉淀的形式存在？比較它們飽和時c(Mg2+)的大小,1.生活問題,因為Qc Ksp(Mg(OH)2),所以在MgCO3飽和溶液中已經(jīng)開始有Mg(OH)2沉淀析出。加熱后，由于促進了轉(zhuǎn)化，使MgCO3沉淀幾乎全部轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2,因此硬水加熱后的水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3 和MgCO3,選修4P58,氟化物保護牙齒的原理：選修4 P66資料,1997年上海，30

16、)牙齒表面由一層硬的成分為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護著，它在唾液中存在下列平衡： 進食后，細菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機酸，這時牙齒就會受到腐蝕，其原因是 。 已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上面的礦化產(chǎn)物更小，質(zhì)地更堅固，請用離子方程式表示，當牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原因 。根據(jù)以上原理，請你提出另外一種促進礦化的方法：,H+ + OH-=H2O ;使平衡向脫礦方向移動,Ca5(PO4)3OH(s) +F-Ca5(PO4)3F(s)+OH,加Ca2+(或PO43-或其他合理方法均可,利用沉淀轉(zhuǎn)化原理，在工業(yè)廢水的處理過程中，常用FeS(s)MnS(s)等難溶物作為沉淀

17、劑除去廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子,Ksp(FeS)=6.310-18mol2L-2 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2 Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2,練習：寫出FeS(s)與廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反應(yīng)離子方程式,FeS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Fe2+ (aq,FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+ (aq,FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+ (aq,2.工業(yè)生產(chǎn),Cu2+ + MnS(s

18、) = CuS(s)+Mn2+ Cu2+ + H2S = CuS+2H+ Cu2+ + S2- = CuS Cu2+ + HS- = CuS +H,用MnS、H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S作沉淀劑都能除去工業(yè)廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子,09廣東18.） . 硫酸鍶(SrSO4)在水中的深沉溶解平衡曲線如下。下列說法正確的是 A溫度一定時Ksp(SrSO4)隨C（SO42-）的增大而減小 B三個不同溫度中，313K時Ksp(SrSO4)最大 C283K時，圖中a點對應(yīng)的溶液是不飽和溶液 D283K下的SrSO4飽和溶液升溫到363K后變?yōu)椴伙柡腿芤?BC,答案】BC 【解析】Ksp只與溫度有關(guān)，A錯；由圖像可知：在相同條件下溫度越低， c(SO42-) c(Sr2+) 越大，Ksp(