鲁科版沉淀溶解平衡课件精品

1、第三节第三节 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡实验中学 高二化学组一、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。 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：1PbI2溶液溶液静置，待上层静置，待上层液体变澄清液体变澄清PbI2PbI2(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

2、大，平衡向逆方向移动，从而有黄色沉淀而有黄色沉淀PbI2产生产生结论：结论：说明上层清液中有说明上层清液中有Pb2+.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。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 溶解溶解 PbI2(s) Pb2aq) + 2l-(aq) 沉淀沉淀 Pb2+ 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

3、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：K= Pb2+ I-2 难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时，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）。其离子浓度的系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常数这个常数称之为的乘积为一个常数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

4、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： mol2 L-2 Ksp Fe(OH)3= Fe3+OH-3 单位：单位： mol4 L-4KspMg(OH)2= Mg2+OH-2 单位：单位： mol3 L-3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，可以继续溶解直至

5、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关，与沉淀的量无关有关，与沉淀的量无关. .离子浓度的改变可使离子浓度的改变可使平衡发生移动平衡发生移动, ,而不能改变溶度积而不能改变溶度积. .溶度积溶度积(Ksp )的性质一的性质一 如如 PbI2 (

6、s) Pb2 + (aq) +2I- (aq) CaCO3（s） Ca2+ (aq)+ CO32-(aq)4、常温下，、常温下， CaCO3的的Ksp=2.810-9mol2.L-2,Ca2+和和CO32-的浓度分别为的浓度分别为210-3mol.L-1、3 10-3mol.L-1，试，试判断判断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

7、量增加预习案第四题预习案第四题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数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强数值越大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- = 1.810-10mol2 L-2AgBr(s) Ag+ + Br- Ksp= Ag+Br- = 5.010-13mol2 L-2Ag

8、I(s) Ag+ + I- Ksp= Ag+I- = 8.310-17mol2 L-2Mg(OH)2(s) Mg2+2OH- Ksp= Mg2+OH- 2 = 5.610-12mol3 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+ + Cl- Ksp= Ag+Cl- = 1.810-10mol2 L-2AgBr(s)

9、 Ag+ + Br- Ksp= Ag+Br- = 5.010-13mol2 L-2AgI(s) Ag+ + I- Ksp= Ag+I- = 8.310-17mol2 L-2在在AgCl、AgBr、AgI三种饱和溶液中，三种饱和溶液中，c(Ag+)从大到小的顺序是：从大到小的顺序是：AgClAgBrAgI迁移应用迁移应用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

10、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小结：小结：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) 平衡右移，平衡右移，向溶解方向移动向溶解方向移动平衡左移，平衡左移，向生成向生成沉淀的方向移动沉淀的方向移动多数平衡向溶解方

11、向移动多数平衡向溶解方向移动升温升温加水加水增大相同离子浓度增大相同离子浓度 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。 实验内容实验内容实验现象实验现象 相应的离子方程式或结相应的离子方程式或结论论2mlZnSO4溶液溶液中滴加中滴加1mol.L-1 Na2S向洗涤后的沉淀向洗涤后的沉淀中滴加中滴加0.1mol.L-1CuSO4溶液溶液2、小组成员合作完成实验，仔细观察现象、小组成员合作完成实验，仔细观察现象产生白色产生白色沉淀沉淀Zn2+ + S2- =

12、ZnS沉淀转化为沉淀转化为黑色黑色ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+（aq）探究三、沉淀的转化探究三、沉淀的转化ZnS(s) Zn2+(aq) + S2-(aq) +Cu2+(aq)CuS(s) 平衡向右移动平衡向右移动1 1、沉淀转化的实质沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动。沉淀溶解平衡的移动。2 2、沉淀转化的条件沉淀转化的条件： 难溶电解质转化成更加难溶的物质难溶电解质转化成更加难溶的物质 ZnS与与CuS是同类难溶物，是同类难溶物，Ksp(ZnS) 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-(

13、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)=6.310-18mol2L-2 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2 Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2 FeS(s) + Cu2+(aq

14、) = 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。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

15、-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),所以所以ZnS沉淀会转化为沉淀会转化为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-、

16、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，形式存在，而而不是以不是以MgCO3沉淀沉淀的形式存在？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。即沉淀析出。即加热后，加热后，MgCO3沉淀转化为沉淀转化为Mg(OH)2

17、。 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= =(CH3COO)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，

18、对于浓度增大，对于Mg(OH)2 Mg2+2OH-而言，而言，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Ca5(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使用含氟牙膏，可以

19、使难溶物转化为更难溶物质。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀质。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀, ,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种有生了一种有机弱酸机弱酸CaSOCaSO4 4 CaCa2+2+ + + SOSO4 42 2- - + +CaCOCaCO3 3(s)(s)CaSOCaSO4 4 + + COCO3 32

20、2- - CaCOCaCO3 3 + +SOSO4 42 2- - NaNa2 2COCO3 3 COCO3 32 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使得水垢结实，用酸很难快速除去，要快使得水垢结实，用酸很难快速除去，要快速除去水垢，可以用饱和速除去水垢，可以用饱和NaNa2 2COCO3 3溶液处理，使溶液处理，使之转化为易溶于酸的之转化为易溶于酸的CaCOCaCO3 3, ,而快速除去。而快速除去。 重晶石（主要成分是重晶石（主要成分是BaSOBaSO4 4）是制备钡化）是制备钡化合物的重要原料合物的重要原料 : :BaSOBaSO4 4不溶于酸，但可以不溶于酸，但可以用饱