第三章第四节 沉淀溶解平衡 第2课时（38张PPT）-2023-2024学年高二化学同步课件（人教版2023选择性必修1）

第第页第三章第四节沉淀溶解平衡第2课时（38张PPT）-2023-2024学年高二化学同步课件（人教版2023选择性必修1）第四节沉淀溶解平衡

第2课时

第三章

水溶液中的离子反应与平衡

2

1

本节重点

本节难点

从化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解和转化

从定量的角度分析沉淀的生成与转化

锅炉内结垢浪费燃料，而且会使锅炉内管道局部过热，严重时还可能引起爆炸

有没有大神，帮忙解释下：如何去除水垢呢？

沉淀溶解平衡的应用

探究一：沉淀的生成和溶解

沉淀的溶解

请运用沉淀溶解平衡的原理解释原因

查阅资料可知：水垢主要成分有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4等

沉淀溶解平衡的应用

探究一：沉淀的生成和溶解

沉淀的溶解

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)

CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)

CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq)

沉淀

溶解

理论分析

以上这些沉淀溶解平衡是否存在呢？

沉淀溶解平衡的应用

探究一：沉淀的生成和溶解

沉淀的溶解

实验验证

向两支盛有少量Mg(OH)2固体的试管中滴加适量的蒸馏水和酚酞试剂

Mg(OH)2

固体

氢氧化镁沉淀

存在溶解平衡

对于氢氧化镁的沉淀溶解平衡，加入盐酸是如何导致氢氧化镁溶解的呢？

加

盐酸

沉淀溶解平衡的应用

探究一：沉淀的生成和溶解

沉淀的溶解

理论分析

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)

消耗

OH-

c(OH-)

减小

Q＜Ksp

平衡向溶解的方向移动

Mg(OH)2

溶解

如何设计实验证明？

沉淀溶解平衡的应用

探究一：沉淀的生成和溶解

沉淀的溶解

实验验证

向两支盛有少量Mg(OH)2固体的试管中分别滴加适量的蒸馏水和盐酸，观察并记录现象

实验步骤

{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}添加的试剂

蒸馏水

盐酸

现象

沉淀溶解平衡的应用

探究一：沉淀的生成和溶解

沉淀的溶解

实验结论

{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}添加的试剂

蒸馏水

盐酸

现象

沉淀溶解

沉淀不溶解

实验结论：加水，对Mg(OH)2的沉淀溶解平衡影响不明显，加盐酸，沉淀溶解

想一想：如何设计实验证明？

沉淀溶解平衡的应用

探究一：沉淀的生成和溶解

沉淀的溶解

理论分析

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)

H2O

+H+

解释：对于Mg(OH)2的沉淀溶解平衡，H+与OH-反应，使c(OH-)减小，使Q＜Ksp，平衡向沉淀溶解的方向移动，只要盐酸足够，沉淀完全溶解。

沉淀溶解平衡的应用

探究一：沉淀的生成和溶解

沉淀的溶解

【示例】运用沉淀溶解平衡解释稀盐酸除碳酸钙的原理

CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)

+H+

解释：CO2气体的生成和逸出，使CO32-的浓度不断减小，使Q＜Ksp，平衡向沉淀溶解的方向移动。只要盐酸足够，沉淀完全溶解。

HCO3-(aq)

+H+

H2CO3

H2O+CO2↑

影响较小

Ca(OH)2(s)

思考：水垢中的CaSO4，能用稀盐酸能除去吗？

CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq)

H2OH++OH-

H++Cl-HCl

H+和Cl-对该沉淀溶解平衡无影响

硫酸钙该如何除去呢？

实验结论：加入盐酸，不能使CaSO4溶解

大鹿化学工作室

除去水垢中的CaSO4，用Na2CO3溶液浸泡一段时间，再以盐酸浸泡，可除去CaSO4

沉淀溶解平衡的应用

探究一：沉淀的生成和溶解

沉淀的溶解

硫酸钙除去方案

CaSO4

CaCO3

CO2

Na2CO3

HCl

从沉淀溶解平衡的角度，对上述沉淀溶解现象进行解释？

沉淀溶解平衡的应用

探究一：沉淀的生成和溶解

沉淀的溶解

理论分析

酸洗

除去

CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq)

加

Na2CO3

消耗

Na2CO3

c(Ca2+)

减小

Q＜Ksp

平衡向溶解的方向移动

CaSO4

溶解

生成CaCO3

c(Ca2+)减小

沉淀溶解平衡的应用

探究一：沉淀的生成和溶解

理论分析

CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq)

CaCO3(aq)

+H+

解释：对于CaSO4的沉淀溶解平衡，CO32-与Ca2+反应，使c(Ca2+)减小，使Q＜Ksp，平衡向CaSO4溶解的方向移动，生成的CaCO3，可用盐酸除去

沉淀的转化

沉淀转化

比较完全

上述沉淀的转化过程离子方程式可以表示为

沉淀溶解平衡的应用

探究一：沉淀的生成和溶解

沉淀的转化

CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq)

CaCO3(aq)

+H+

CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)

≈1.4×104

＝

·c(Ca2+)

c(SO42-)

c(CO32-)

·c(Ca2+)

Ksp(CaSO4)

Ksp(CaCO3)

＝

4.9×10-5

3.4×10-9

＝

K＝

c(SO42-)

c(CO32-)

根据CaSO4(25℃Ksp＝4.9×10-5)转化为CaCO3(25℃Ksp＝3.4×10-9)事实，鹿同学推测：溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀，请同学们设计实验进行验证上述结论。

沉淀溶解平衡的应用

探究二：沉淀的转化

实验验证

向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的试管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液，观察并记录现象

步骤一

振荡试管，然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液，观察并记录现象

步骤二

振荡试管，然后再向其中滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液，观察并记录现象

步骤三

KI溶液

Na2S溶液

沉淀溶解平衡的应用

探究二：沉淀的转化

实验现象

{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}步骤

一

二

三

现象

生成白色沉淀

生成黄色沉淀

生成黑色沉淀

Ag2S

沉淀

AgCl

沉淀

AgI

沉淀

沉淀溶解平衡的应用

探究二：沉淀的转化

理论分析

2mL

0.1mol/L

NaCl溶液

生成

白色

沉淀

白色沉淀

转化为

黄色沉淀

黄色沉淀

转化为

黑色沉淀

2滴

0.1mol/L

AgNO3溶液

4滴

0.1mol/L

KI溶液

8滴

0.1mol/L

Na2S溶液

Ksp＝6.3×10-50

Ksp＝1.8×10-10

Ksp＝8.5×10-17

大

小

沉淀溶解平衡的应用

探究二：沉淀的转化

理论分析

2mL

0.1mol/L

NaCl溶液

生成

白色

沉淀

白色沉淀

转化为

黄色沉淀

黄色沉淀

转化为

黑色沉淀

2滴

0.1mol/L

AgNO3溶液

4滴

0.1mol/L

KI溶液

8滴

0.1mol/L

Na2S溶液

Ag+虽好，但不能过量哦！

实验细节：若银离子过量，加入KI溶液后，I-会与过量Ag+生成沉淀AgI，无法证明AgI是由AgCl沉淀通过平衡移动转化成的。同理，加入Na2S溶液后，S2-会与过量Ag+生成沉淀Ag2S，无法证明Ag2S是由AgI沉淀通过平衡移动转化成的

解释：当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，溶液中Ag+与I-的离子积——Q(AgI)＞Ksp(AgI)，因此，Ag+与I-结合生成AgI沉淀，导致AgCl的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，直至建立新沉淀溶解平衡

沉淀溶解平衡的应用

探究二：沉淀的转化

归纳总结

AgI(s)

黄色

+

I-(aq)

AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

AgCl(s)+I-(aq)AgI(s)+Cl-(aq)

反应的离子方程式表示为：__________________________________________________

白色

解释：当向AgI沉淀中滴加Na2S溶液时，溶液中Ag+与S2-的离子积——Q(Ag2S)＞Ksp(Ag2S)，因此Ag+与S2-结合生成Ag2S沉淀，导致AgI的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，直至建立新沉淀溶解平衡

沉淀溶解平衡的应用

探究二：沉淀的转化

归纳总结

Ag2S(s)

黄色

黑色

+

s-(aq)

Agl(s)Ag+(aq)+l-(aq)

反应的离子方程式表示为：__________________________________________________

2AgI(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2I-(aq)

沉淀溶解平衡的应用

探究二：沉淀的转化

沉淀的转化实质

一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。两者的溶解度差别越大，转化越容易。

注意：溶解度小的沉淀在一定条件下也能转化为溶解度大的沉淀

生成沉淀与离子的浓度有关，当Qc＞Ksp时才能生成沉淀，较小的沉淀在一定条件下可以转化成溶解度较大

自然界中，各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)，便慢慢地使它们转化为铜蓝(CuS)。

请运用沉淀溶解平衡的原理解释原因。

闪锌矿

(ZnS)

方铅矿

(PbS)

铜蓝

(CuS)

沉淀溶解平衡的应用

探究二：沉淀的转化

分析：闪锌矿(ZnS)转化为铜蓝(CuS)

闪锌矿(ZnS)

铜蓝(CuS)

ZnS(s)S2-(aq)+Zn2+(aq)

+Cu2+(aq)

CuS(s)

ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)

Ksp＝6.3×10-36

Ksp＝1.6×10-24

反应的离子方程式表示为

转化分析

沉淀溶解平衡的应用

探究二：沉淀的转化

分析：闪锌矿(ZnS)转化为铜蓝(CuS)

铜蓝(CuS)

+Cu2+(aq)

CuS(s)

PbS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Pb2+(aq)

反应的离子方程式表示为

转化分析

方铅矿(PbS)

Ksp＝6.3×10-36

Ksp＝8.0×10-28

PbS(s)S2-(aq)+Pb2+(aq)

为什么用硫酸钡作钡餐

利用X射线对钡的穿透能力较差的特性，医学上在进行消化系M统的X射线透视时，常使用BaSO4中作内服造影剂，这种透视技术俗称钡餐透视。由于Ba2+有剧毒，水溶钡餐透视性钡盐不能用作钡餐。BaCO3与BaSO4都是难溶于水的，由它们的溶度积可知，它们在饱和溶液中电离出的Ba2+的浓度相差并不是很大，但是BaCO3不可用作钡餐，而BaSO4则可以，这是为什么呢?

由于胃酸的酸性很强，如果BaCO3入胃，胃酸可与CO32-反应生成二氧化碳和水，使CO32-的浓度降低，此时BaCO3的沉淀溶解平衡正向移动，使Ba2+浓度增大而导致人体中毒，所以BaCO3，不可用作钡餐。而SO42-是强酸酸根离子，在溶液中难以与H+结合成硫酸分子，胃液中高浓度H+对BaSO4的沉淀溶解平衡基本没有影响，Ba2+浓度可以保持在安全浓度标准以下，因此BaSO4可用作钡餐。

1．在AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)?Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。下列叙述中正确的是()

A．常温下，AgCl悬浊液中c(Cl－)≈1.34×10－5mol·L－1

B．温度不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，Ksp(AgCl)减小

C．向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr)

D．常温下，将0.001mol·L－1AgNO3溶液与0.001mol·L－1KCl溶液等体积混合，无沉淀析出

?

答案A

解析AgCl的溶度积Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝1.8×10－10，则AgCl悬浊液中c(Cl－)＝c(Ag＋)≈1.34×10－5mol·L－1，A正确；Ksp(AgCl)只与温度有关，温度不变，Ksp(AgCl)不变，B错误；向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明AgBr的溶解度小于AgCl，则有Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)，C错误；0.001mol·L－1AgNO3溶液与0.001mol·L－1KCl溶液等体积混合，此时离子积Q＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.00052＝2.5×10－7＞Ksp(AgCl)，故可以生成AgCl沉淀，D错误。

2．某pH＝1的ZnCl2和HCl的混合溶液中含有FeCl3杂质，为了除去FeCl3杂质，需将溶液调至pH＝4。在调节溶液pH时，应选用的试剂是()

A．NaOHB．ZnOC．ZnSO4D．Fe2O3

答案B

解析溶液中含有FeCl3杂质，将溶液调至pH＝4，可使Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀而除去，为了不引入新的杂质，可加入ZnO和酸反应调节溶液pH，使铁离子全部沉淀。

3．已知：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列说法正确的是()

A．25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大

B．25℃时，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大

C．25℃时，Mg(OH)2固体在20mL0.01mol·L－1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L－1NH4Cl溶液中的Ksp小

D．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2

答案B

解析A项，Mg(OH)2与MgF2同属于AB2型沉淀，Ksp[Mg(OH)2]比Ksp(MgF2)小，说明饱和Mg(OH)2溶液中的c(Mg2＋)更小；B项，Mg(OH)2(s)??Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，NH与OH－反应而使平衡右移，c(Mg2＋)增大；C项，Ksp只与温度有关；D项，Mg(OH)2的Ksp与MgF2的Ksp数量级接近，若F－浓度足够大，Mg(OH)2也能转化为MgF2。

4．25℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝1.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。下列关于常温时的有关叙述正确的是()

A．硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大

B．将足量的ZnSO4晶体加入到0.1m