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第3節(jié)沉淀的溶解平衡第2課時(shí)沉淀的轉(zhuǎn)化第3章物質(zhì)在水溶液中的行為【復(fù)習(xí)回顧】1.牙齒表面由一層硬的成分為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護(hù),它在唾液中存在下列平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)。(1)在牙膏中添加適量的Ca2+或PO43-,能否保護(hù)牙齒?為什么?(2)多吃酸性食物或食用食醋對保護(hù)牙齒有利嗎?為什么?【復(fù)習(xí)回顧】2.Ca(OH)2是一種強(qiáng)堿,在水中應(yīng)該完全電離,但某同學(xué)見到過以下兩個(gè)式子:Ca(OH)2===Ca2++2OH-、Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),請幫他解開疑惑?!韭?lián)想·質(zhì)疑】將AgNO3溶液與NaCl溶液混合一定有沉淀析出嗎?如何定量判斷沉淀的溶解和生成呢?一、沉淀的溶解與生成離子的濃度商Q和離子積Ksp的關(guān)系:一、沉淀的溶解與生成【思考】將0.001mol·L-1NaCl溶液和0.001mol·L-1AgNO3溶液等體積混合,是否有AgCl沉淀生成?
Q=[Ag+][Cl-]=2.5×
10-7mol2
L-2
=0.0005mol·L-1×
0.0005mol·L-1>
KSP離子結(jié)合生成沉淀(AgCl的Ksp=1.8×10-10mol2·L-2)歸納總結(jié)(1)Q>Ksp時(shí),平衡向左移動(dòng),沉淀析出;(2)Q=Ksp時(shí),處于平衡狀態(tài);(3)Q<Ksp時(shí),平衡向右移動(dòng),沉淀溶解。一、沉淀的溶解與生成如果誤將可溶性鋇鹽[如BaCl2、Ba(NO3)2等]當(dāng)作食鹽或純堿食用,會(huì)造成鋇中毒。中毒患者應(yīng)盡快用5%的Na2SO4溶液洗胃,隨后導(dǎo)瀉使鋇鹽盡快排出,即可化險(xiǎn)為夷。請用沉淀溶解平衡原理解釋其中的原因。BaSO4(s)Ba2++SO42-SO42-濃度增大,Q﹥Ksp平衡向沉淀方向移動(dòng)Ba2+濃度降低到安全濃度標(biāo)準(zhǔn)以下,從而解毒。思考一、沉淀的溶解與生成
醫(yī)學(xué)上常使用BaSO4做內(nèi)服造影劑進(jìn)行鋇餐透視。BaCO3同樣也難溶于水的,但是不可用作鋇餐,這是為什么呢?思考
BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為:
BaSO4(s)
Ba2++SO42-Ksp=1.1×10-10mol2L-2BaCO3(s)Ba2++CO32-Ksp=5.1×10-9mol2L-2
提示:人內(nèi)胃酸的酸性較強(qiáng)(pH為0.9-1.5)一、沉淀的溶解與生成
醫(yī)學(xué)上常使用BaSO4做內(nèi)服造影劑進(jìn)行鋇餐透視。BaCO3同樣也難溶于水的,但是不可用作鋇餐,這是為什么呢?思考
提示:人體內(nèi)胃酸的酸性較強(qiáng)(pH為0.9-1.5)Ba2+濃度增大平衡向溶解方向移動(dòng)+2H+
CO2+H2OCO32-濃度減小Q<KspBaCO3(s)
Ba2++CO32-一、沉淀的溶解與生成從沉淀溶解平衡的角度解釋溶洞的形成?珊瑚蟲外殼的成因及分析影響珊瑚生長的原因?思考一、沉淀的溶解與生成CaCO3Ca2++CO32-2HCO3-+H2O+CO2溶洞的形成:Ca2++
2HCO3-
CaCO3+CO2+
H2O
溶洞里美麗的石筍、鐘乳石和石柱是大自然創(chuàng)造的奇跡。石灰?guī)r里不溶性的CaCO3與水及二氧化碳反應(yīng)能轉(zhuǎn)化為微溶性的Ca(HCO3)2
。溶有Ca(HCO3)2的水從溶洞頂向溶洞底滴落時(shí),水分蒸發(fā)、二氧化碳?jí)簭?qiáng)減小或溫度的變化都會(huì)使二氧化碳溶解度減小而析出CaCO3沉淀。這些沉淀經(jīng)過千百萬年的聚集,漸漸形成了鐘乳石、石筍等。一、沉淀的溶解與生成珊瑚蟲是海洋中的一種腔腸動(dòng)物,他們可以從周圍的海水中獲取Ca2+
和HCO3-
,經(jīng)反應(yīng)形成石灰石外殼:Ca2++2HCO3-CaCO3+CO2+
H2O歸納總結(jié)(1)涉及Q的計(jì)算時(shí),所代入的離子濃度一定是混合溶液中的離子濃度,因此計(jì)算離子濃度時(shí),所代入的溶液體積也必須是混合溶液的體積。(2)利用生成沉淀除去某種離子,首先要使生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生,其次沉淀生成的反應(yīng)進(jìn)行得越完全越好。(3)一般來說,當(dāng)溶液中有多種可以沉淀的離子且生成相同類型的沉淀時(shí),越難溶(Ksp越小)的越先沉淀?!居^察·思考】分析下列實(shí)驗(yàn),總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析實(shí)驗(yàn)原因?!疽曨l導(dǎo)學(xué)】
沉淀的轉(zhuǎn)化二、沉淀的轉(zhuǎn)化對于沉淀的轉(zhuǎn)化,關(guān)鍵是滿足一個(gè)條件,即兩種沉淀的溶解度不同,通常,溶解能力小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解能力更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn);兩者差別越大,沉淀轉(zhuǎn)化越容易。(1)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì):沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動(dòng),即將溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀。(2)沉淀轉(zhuǎn)化的條件:特別提醒
濃度差別大也可以反向轉(zhuǎn)化。二、沉淀的轉(zhuǎn)化(2)水垢的成分是什么?水垢是怎么產(chǎn)生的?試解釋原因。思考(1)工業(yè)廢水處理,重金屬離子可利用沉淀轉(zhuǎn)化原理除去,用FeS等難溶物轉(zhuǎn)化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀,試解釋原因。CaCO3和Mg(OH)2,歸納總結(jié)沉淀轉(zhuǎn)化的規(guī)律:(1)組成類型相同的難溶電解質(zhì),Ksp較大的難溶電解質(zhì)容易轉(zhuǎn)化為Ksp較小的難溶電解質(zhì)。(2)Ksp相差不大的難溶電解質(zhì),Ksp較小的難溶電解質(zhì)在一定條件下(滿足Q>Ksp)可以轉(zhuǎn)化為Ksp較大的難溶電解質(zhì)。如在BaSO4飽和溶液中加入高濃度的Na2CO3溶液,也可以轉(zhuǎn)化成Ksp較大的BaCO3?!倦S堂練習(xí)】1.已知常溫下AgI和Ag2S的溶度積常數(shù)分別為8.3×10-17mol2·L-2和6.3×10-50mol3·L-3,試通過計(jì)算判斷:2AgI(s)+Na2S(aq)===Ag2S(s)+2NaI(aq)的沉淀轉(zhuǎn)化能否進(jìn)行完全?!倦S堂練習(xí)】2、化工生產(chǎn)中常用MnS作沉淀劑除去工業(yè)廢水中的Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s)
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