鲁科版《沉淀溶解平衡》课件

1、第三节第三节 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡高二化学一、了解难溶电 解质在水中的溶 解情况。溶解生成和转化的问题。 二、能运用平衡 移动原理分析、解决沉淀的三、正确理解和掌握溶度积K KSPSP的概念和性质。 第第3 3节节 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡联想联想 质疑质疑（1）加热硬水）加热硬水Ca(HCO3)2和和Mg(HCO3)2会转化为会转化为CaCO3和和Mg(OH)2,你知道它们是怎样生成的吗？你知道它们是怎样生成的吗？（2）处理污水时，向其中加入）处理污水时，向其中加入FeS固体固体,以除去以除去Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子，发生了那些化学反应？等重金属离子，发生了那些化学反应？

2、CaCO3、FeS、Mg(OH)2等碱和盐是难溶电解质，尽管难溶电解质等碱和盐是难溶电解质，尽管难溶电解质难溶于水，但在水中也会建立一动态平衡。难溶于水，但在水中也会建立一动态平衡。观察观察 思考思考取有取有PbI2沉淀的饱和溶液中上层清液，即沉淀的饱和溶液中上层清液，即PbI2的饱和溶液的饱和溶液滴加几滴滴加几滴KI溶液，观察现象。你能解释观察到的现象吗？溶液，观察现象。你能解释观察到的现象吗？一、沉淀溶解平衡与溶度积一、沉淀溶解平衡与溶度积第第1课时课时实验步骤：实验步骤：在上层清液中滴在上层清液中滴加加溶液后，有溶液后，有黄色沉淀产生。黄色沉淀产生。实验现象：实验现象：结论解释：结论解释

3、：1PbI2悬浊液悬浊液静置，待上层静置，待上层液体变澄清液体变澄清PbI2结论：结论：说明上层清液中有说明上层清液中有Pb2+.探究一、溶度积探究一、溶度积Ksp的含义及其应用的含义及其应用PbI2(s) Pb2(aq) + 2I(aq) 解释解释:上层清液中存在平衡，上层清液中存在平衡，当加入当加入KI溶液后，溶液后，I- 浓度增大，平衡向逆方向移动，从浓度增大，平衡向逆方向移动，从而有黄色沉淀而有黄色沉淀PbI2产生产生实验结论：实验结论：难溶物也有部分溶解，也存在溶解平衡难溶物也有部分溶解，也存在溶解平衡。 溶解溶解 PbI2(s) Pb2aq) + 2I-(aq) 沉淀沉淀 Pb2+

4、 l-PbI2在水中溶解平衡在水中溶解平衡尽管尽管PbI2固体难溶于水，固体难溶于水，但仍有部分但仍有部分Pb2和和 I I- -离开固体表面进入溶液，离开固体表面进入溶液，同时进入溶液的同时进入溶液的Pb2和和 I I- -又会在固体表面沉淀又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速下来，当这两个过程速率相等时率相等时Pb2和和 I I- -的沉的沉淀与淀与PbI2固体的溶解达固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态溶解平衡状态. . PbI2固固体在水中的沉淀溶解平体在水中的沉淀溶解平衡可表示为：衡可表示为：KSP= Pb2+ I-2 1沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 (1)

5、概念：概念： 在一定条件下，难溶电解质溶于水形成饱和溶液，在一定条件下，难溶电解质溶于水形成饱和溶液， 的速率与的速率与 的速率相等的平衡状态。的速率相等的平衡状态。 (2)表示方法：表示方法： 如如PbI2的沉淀溶解平衡可表示为的沉淀溶解平衡可表示为PbI2(s)Pb2(aq)2I(aq)。 沉淀溶解沉淀溶解离子沉淀离子沉淀特点特点动，动态的平衡动，动态的平衡定：平衡时，离子浓度不变，溶液中沉淀质量定：平衡时，离子浓度不变，溶液中沉淀质量不变不变变：改变影响平衡的条件，平衡被破坏，会发生变：改变影响平衡的条件，平衡被破坏，会发生沉淀的生成，溶解或转化沉淀的生成，溶解或转化等：等：v(沉淀沉淀

6、)=v(溶解溶解) 0练一练练一练下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（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，沉淀的速率与溶解沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率与溶解的速率相等的速率相等C沉淀溶解达到平衡时，溶液中离子的浓度沉淀溶解达到平衡时，溶液中离子的浓度相等且保持不变相等且保持不变D沉淀溶解达到平衡时，如果再加入该沉淀沉淀溶解达到平衡时，如果再加入该沉淀物，将促进溶解物，将促进溶解 B 难溶固体在溶液中达到难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态沉淀溶解平衡状态时，时，离子浓度保持不变（或一定）。其离子浓度的系

7、数次方离子浓度保持不变（或一定）。其离子浓度的系数次方的乘积为一个的乘积为一个常数常数这个常数称之为这个常数称之为溶度积常数溶度积常数简称为简称为溶溶度积，度积，用用K Kspsp表示。表示。(3)溶度积常数或溶度积溶度积常数或溶度积(Ksp )： 如如 PbI2 (s) Pb2 + (aq) +2I- (aq) 25时，时， Ksp= Pb2+ I-2练习：练习：BaSO4、Fe(OH)3、Mg(OH)2的溶度积表达式的溶度积表达式 Ksp（BaSO4）= Ba2+SO42- 单位：单位：(mol/L)2Ksp Fe(OH)3= Fe3+OH-3 单位：单位：(mol/L)4KspMg(OH

8、)2= Mg2+OH-2 单位：单位： ( mol/L)3练一练练一练下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（ ）A.A.由于由于AgClAgCl水溶液导电性很弱，所以它是弱水溶液导电性很弱，所以它是弱电解质电解质B.B.难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积常数溶度积常数C.C.溶度积常数大者，溶解度也大溶度积常数大者，溶解度也大D.D.用水稀释含有用水稀释含有AgClAgCl固体的溶液时，固体的溶液时， AgClAgCl的的溶度积常数不变。溶度积常数不变。D溶液溶液未饱和未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，可以继续溶

9、解直至饱和质，可以继续溶解直至饱和沉淀溶解平衡的判断沉淀溶解平衡的判断溶度积规则溶度积规则Q Q K Kspsp，Q Q K Kspsp，Q Q K Kspsp，溶液溶液过饱和过饱和，平衡向生成沉淀方向移动，有沉淀，平衡向生成沉淀方向移动，有沉淀析出析出溶液溶液饱和饱和，沉淀与溶解平衡，沉淀与溶解平衡 溶度积溶度积(K(Kspsp ) )的大小与的大小与难溶电解质性质难溶电解质性质和和温度温度有有关，与沉淀的量无关关，与沉淀的量无关. .离子浓度的改变可使平衡发生移动离子浓度的改变可使平衡发生移动, ,而不能改变溶度积而不能改变溶度积. . 非溶解平衡状态离子浓度系数次方的非溶解平衡状态离子浓

10、度系数次方的乘积称为离子积乘积称为离子积Q Q溶度积溶度积(Ksp )的性质一的性质一 如如 PbI2 (s) Pb2 + (aq) +2I- (aq) CaCO3（s） Ca2+ (aq)+ CO32-(aq)常温下，常温下， CaCO3的的Ksp=2.810-9mol2.L-2,Ca2+和和CO32-的的浓度分别为浓度分别为210-3mol.L-1、3 10-3mol.L-1，试判断，试判断CaCO3的质量变化如何？的质量变化如何？解析：解析：Q=c(CO32-)c(Ca2+)=210-3mol.L-1 3 10-3mol.L-1=610-6mol2.L-22.810-9mol2.L-2即

11、即QKsp ，所以平衡向逆方向移动，所以平衡向逆方向移动因此，因此，CaCO3沉淀的质量增加沉淀的质量增加练习练习KspKsp反映了难溶电解质在水中的溶解度。反映了难溶电解质在水中的溶解度。当化学式所表示的组成中阴阳离子个数比相同时，当化学式所表示的组成中阴阳离子个数比相同时，KspKsp数值越大数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强的难溶电解质在水中的溶解能力越强溶度积溶度积(Ksp )的性质二的性质二几种难溶电解质在几种难溶电解质在25时的溶解平衡和溶度积：时的溶解平衡和溶度积： AgCl(s) Ag+ + Cl- Ksp= Ag+Cl- = 1.810-10(mol/L)2AgBr(s

12、) Ag+ + Br- Ksp= Ag+Br- =5.010-13(mol/L)2AgI(s) Ag+ + I- Ksp= Ag+I- = 8.310-17(mol/L)2Mg(OH)2(s) Mg2+2OH- Ksp=Mg2+OH -2=5.610-12(mol/L)3Ksp (AgCl) Ksp (AgBr) Ksp (AgI)溶解度溶解度:AgCl AgBr AgI相同类型相同类型(如如AB型型)的难溶电解质的的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶越小，溶解度越小，越难溶几种难溶电解质在几种难溶电解质在25时的溶解平衡和溶度积：时的溶解平衡和溶度积： AgCl(s) Ag+ + C

13、l- Ksp= Ag+Cl- = 1.810-10(mol/L)2AgBr(s) Ag+ + Br- Ksp= Ag+Br- = 5.010-13(mol/L)2AgI(s) Ag+ + I- Ksp= Ag+I- = 8.310-17(mol/L)2在在AgCl、AgBr、AgI三种饱和溶液中，三种饱和溶液中，c(Ag+)从从大到小的顺序是：大到小的顺序是：AgClAgBrAgI迁移应用迁移应用1 1、影响溶解平衡的因素：、影响溶解平衡的因素：内因内因:电解质本身的性质电解质本身的性质 外因：外因： a)浓度浓度：b)温度：温度：ZnS(s) Zn2(aq) + S2(aq) 多数平衡向溶解

14、方向移动多数平衡向溶解方向移动升温升温加水加水 平衡右移，平衡右移，向溶解方向移动向溶解方向移动2、影响溶解度积常数大小的因素、影响溶解度积常数大小的因素Ksp值的大小只与难溶电解质本身的值的大小只与难溶电解质本身的 性质性质和和温度温度有关，与有关，与浓度无关。浓度无关。 增大相同离子浓度增大相同离子浓度 （同离子效应）（同离子效应）平衡左移，平衡左移，向生成沉淀的方向移动向生成沉淀的方向移动 第二课时改变条件改变条件平衡移动平衡移动方向方向C C（ZnZn2+ 2+ ）C C（S S2-2-） KspKsp升升 温温加加 水水加加ZnSZnS（s s）加加ZnClZnCl2 2（s s）加

15、加NaNa2 2S S(s)(s) 不变不变 不变不变 不变不变不移动不移动 不变不变 不变不变 不变不变 不变不变 不变不变1 1、讨论：、讨论：对于平衡对于平衡ZnSZnS（S S） ZnZn2+2+(aq) + S(aq) + S2-2-(aq)(aq) 若改变条件，对其有何影响若改变条件，对其有何影响探究二、沉淀溶解平衡的移动探究二、沉淀溶解平衡的移动交流交流研讨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中获取CaCa2+2+和和HCOHCO3 3- -，经反应形成石灰石外壳：，经反应形成石灰石外壳：珊瑚周围的藻类植物的生

16、长会促进碳酸钙的产生，对珊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、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。长，甚至造成珊瑚虫死亡。人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他的化石燃料，都会人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他的化石燃料，都会导致空气中导致空气中CO2增多，从而海水中增多，从而海水中CO2浓度增大，使平衡向左移动，浓度增大，使平衡向左移动，将珊瑚虫外壳将珊瑚虫外壳CaCO3溶解，影响珊瑚的生长，甚

17、至造成珊瑚的死亡！溶解，影响珊瑚的生长，甚至造成珊瑚的死亡！为什么医学上常用为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂作为内服造影剂“钡钡餐餐”，而不用，而不用BaCO3作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”?学以致学以致用用一一 BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：的沉淀溶解平衡分别为： BaSO4 Ba2+ + SO42- Ksp=1.110-10mol2/L-2 BaCO3 Ba2+ + CO32- Ksp=5.110-9mol2/L-2 由于人体内胃酸的酸性较强由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下，如果服下BaCO3,胃胃酸会与酸会与CO32-反应生成反

18、应生成CO2和水，使和水，使CO32-离子浓度降低，使离子浓度降低，使Qc Ksp(CuS),CuS的溶解的溶解度远小于度远小于ZnS的溶解度。的溶解度。ZnS(s) Zn2+(aq)+S2-(aq) Ksp=1.610-24mol2L-2CuS(s) Cu2+(aq)+S2-(aq) Ksp=1.310-36mol2L-2利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用用FeS(s)、MnS(s)等难溶物作为沉淀剂除去废水中的等难溶物作为沉淀剂除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。等重金属离子。 Ksp(FeS)=6.310-18mo

19、l2L-2 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2 Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2 FeS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Fe2+FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+练习：写出练习：写出FeS(s)与废水中的与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。的反应离子方程式。 例：例：将足量的将足量的ZnS粉末加入到粉末加入到10mL0.001molL-1的的CuSO4溶液溶液中，是否有中，是否有

20、CuS沉淀生成？请通过计算后回答。已知沉淀生成？请通过计算后回答。已知: Ksp(ZnS)=1.610-24mol2L-2 Ksp(CuS) =1.310-36mol2L-2 解：在解：在ZnS沉淀溶解平衡体系中产生的硫离子浓度为：沉淀溶解平衡体系中产生的硫离子浓度为：S2-=Zn2+=(Ksp)1/2 =(1.610-24)1/2=1.2610-12 mol L - 1 Qc (CuS) =C(Cu2+) C(S2-) =1.010- 3mol L-1 1.2610-12mol L-1 =1.2610-15mol2L-2因为：因为：Qc(CuS) Ksp(CuS),所以所以ZnS沉淀会转化为

21、沉淀会转化为CuS沉淀。沉淀。有关有关一种沉淀为什么转化为另一种沉淀的一种沉淀为什么转化为另一种沉淀的定量计算定量计算:水垢中的水垢中的Mg(OH)Mg(OH)2 2是怎样生成的是怎样生成的? ?硬水硬水:是含有较多是含有较多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和和SO42-的水的水.加热时：加热时： Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3+CO2 + H2O Mg2+ + 2HCO3- = MgCO3+CO2 + H2O MgCO3+ H2O = Mg(OH)2 +CO2 为什么在水垢中镁主要以为什么在水垢中镁主要以Mg(OH)2沉淀沉淀形式存在，而形式存在，而不是以不是以MgCO3沉

22、淀沉淀的形式存在？比较它们饱和时的形式存在？比较它们饱和时Mg2+的大小。的大小。学以致用学以致用三三 因为因为Qc Ksp(Mg(OH)2),所以有所以有Mg(OH)2沉淀析出。即加热后，沉淀析出。即加热后，MgCO3沉淀转化为沉淀转化为Mg(OH)2。 因此硬水加热后的水垢的主要成分是因此硬水加热后的水垢的主要成分是CaCO3和和Mg(OH)2而不是而不是CaCO3 和和MgCO3.洗涤水垢方法洗涤水垢方法：除出水垢中的：除出水垢中的CaCO3和和Mg(OH)2用食醋用食醋 CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca +CO2+H2O Mg(OH)2+2CH3COOH= =(CH

23、3COO)2Mg+2H2O生成的生成的MgCO3在水中建立以下平衡在水中建立以下平衡MgCO3 Mg2+CO32-而弱酸酸根离子而弱酸酸根离子CO32-发生的水解反应：发生的水解反应：CO32-+H2O HCO3-+OH-,使水中使水中OH-浓度增大，对于浓度增大，对于Mg(OH)2 Mg2+2OH-而言，而言， CaSOCaSO4 4 CaCa2+2+ + + SOSO4 42 2- - + +CaCOCaCO3 3(s)(s)CaSOCaSO4 4 + + COCO3 32 2- - CaCOCaCO3 3 + +SOSO4 42 2- - NaNa2 2COCO3 3 COCO3 32

24、2- - + + 2Na2Na+ + 锅炉的水垢中除了锅炉的水垢中除了CaCOCaCO3 3和和Mg(OH)Mg(OH)2 2外，还有外，还有CaSOCaSO4 4使得使得水垢结实，用酸很难快速除去，要快速除去水垢，可水垢结实，用酸很难快速除去，要快速除去水垢，可以用饱和以用饱和NaNa2 2COCO3 3溶液处理，使之转化为易溶于酸的溶液处理，使之转化为易溶于酸的CaCOCaCO3 3, ,而快速除去。而快速除去。龋齿和含氟牙膏龋齿和含氟牙膏（1 1）钙、）钙、磷磷在骨骼牙齿中的存在形式在骨骼牙齿中的存在形式Ca5(PO4)3OH羟基磷灰石羟基磷灰石（2 2）存在的溶解平衡）存在的溶解平衡C

25、a5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + OH- (aq)迁移应用迁移应用四四（3 3）吃糖为何会出现龋齿？吃糖为何会出现龋齿？沉淀溶解平衡理论沉淀溶解平衡理论（4 4）含氟牙膏的使用）含氟牙膏的使用5Ca2+ + 3PO43- + F- = Ca5(PO4)3F使用含氟牙膏，可以使难溶物转化为更难溶物质。氟磷灰石更使用含氟牙膏，可以使难溶物转化为更难溶物质。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀能抵抗酸的侵蚀, ,使牙齿更坚固使牙齿更坚固注：注：氟过量会导致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量氟过量会导致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量较高的地区的人，不宜使用含氟牙膏较高的地区的人，不宜使用含氟牙膏Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + OH- (aq)提示提示:糖在酶糖在酶的作用下产的作用下产生了一