《优课系列高中化学鲁科选修4 3.3沉淀溶解平衡 课件(8).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《优课系列高中化学鲁科选修4 3.3沉淀溶解平衡 课件(8).ppt（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 学习目标 I 知道难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡 并 能结合实例进行描述 II 能描述沉淀溶解平衡 写出溶度积表达式 III 能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解 生成与转化过程进行分析 知道沉淀转化的本 质并能够对生活中的一些相关问题进行解释 1 举例说明学过的 平衡 它们有哪些特征 化学平衡 2NO2 N2O4 水解平衡 FeCl3 3H2O Fe OH 3 3HCl 特征 动 等 定 变 2 平衡移动原理 勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个条件 如浓度 温度 或 压强等 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动 电离平衡 H2O H OH 3 什么叫饱和溶液 什么叫不饱和溶液 一定温度下
2、不能再溶解某种溶质的溶液叫该 溶质的饱和溶液 还能继续溶解某种溶质的溶液叫 该溶质的不饱和溶液 习惯上 将溶解度小于0 01克的电解质称为难 溶电解质 难溶电解质的溶解度尽管很小 但不 会等于0 没有绝对不溶的物质 难溶 微溶 可溶 易溶 0 01 1 10 Sg 100g水 难溶等于不溶吗 在上层清液中滴 加KIKI溶液后 有 黄色沉淀产生 实验现象 结论解释 几滴几滴 同浓度同浓度 KIKI溶液溶液 Pb2 aq 2I aq PbI2 s PbI2 溶解 PbI2s Pb2 aq 2l aq 沉淀 Pb2 l PbI2在水中溶解平衡 尽管PbI2固体难溶于水 但仍有部分Pb2 和 I 离开
3、固体表面进入溶 液 同时进入溶液的Pb2 和 I 又会在固体表面 沉淀下来 当这两个过 程速率相等时 Pb2 和 I 的沉淀与PbI2固体的 溶解达到平衡状态即达 到沉淀溶解平衡状态 PbI2固体在水中的沉淀 溶解平衡可表示为 一 沉淀溶解平衡 3 3 特征 特征 逆 动 等 定 变 练 书写氢氧化镁溶解平衡的表达式 在一定条件下 当难溶电解质溶解的速率和 离子重新结合成沉淀的速率相等时 形成电解质的 饱和溶液 固体的质量和离子的浓度不再变化 达 到平衡状态 我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡 2 2 表达式 表达式 1 1 概念 概念 Mg OH 2 s Mg2 aq 2OH aq 沉淀溶解平衡
4、和 化学平衡 电离 平衡一样 符合 平衡的基本特征 满足平衡的变 化基本规律 PbIPbI2 S 2 S Pb Pb2 2 aq aq 2I 2I aq aq 练一练 1 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 B 沉淀溶解达到平衡时 沉淀的速率与溶解 的速率相等 C 沉淀溶解达到平衡时 溶液中离子的浓度 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 物 将促进溶解 B 讨论 对于平衡CaCO3 s Ca2 aq CO32 aq 若改 变条件 对其有何影响 溶液始终饱和 改变条件平衡移 动方向 平衡时 c Ca2 平衡时 C CO32 升 温 加 水
5、 加CaCO3 s 加Na2CO3 s 加CaC l2 s 加盐酸 不变 不变 不移动 不变 不变 1 内因 2 外因 二 影响沉淀溶解平衡的条件 电解质本身的性质 温度 浓度 温度升高 多数溶解平衡向溶解方向移动 加水稀释 平衡向溶解方向移动 Ca OH 2的溶解度随温度的升高而降低 那么它的 溶解平衡随着温度的升高而如何变化 同离子效应 加入与难溶电解质具有相同离子的电解质 平衡向沉淀方向移动 加入可与体系中某些离子反应生成更难溶 或更难电离或气体的离子 使平衡向溶解 的方向移动 加入能反加入能反 应的离子应的离子 在平衡体系Ca OH 2 s Ca2 aq 2OH aq 中 能使c Ca
6、2 减小 而使c OH 增大的是 A 通入少量HCl B 加入少量Na2CO3固体 C 加入少量KCl固体 D 加入少量Ba OH 2固体 练一练 BDBD 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 其离子平衡浓度的系数次方 的乘积为一个常数 这个常数称之为溶度积常数简称 为溶度积 用Ksp表示 三 溶度积常数或溶度积 Ksp 2 2 表达式 表达式 1 1 概念 概念 一般难溶电解质 AmBn s mAn aq nBm aq Ksp An m Bm n PbI2 s Pb2 2I 25 时 Ksp Pb2 I 2 7 1 10 9 mol3 L 3 练 请写出 Ba
7、SO4 Mg OH 2 Al OH 3 的沉淀溶解 平衡与溶度积KSP表达式 溶度积 Ksp 的大小与难溶电解质性质和温度有关 与沉淀的量无关 离子浓度的改变可使平衡发生移动 而不能改变溶度积 BaSO4 s Ba2 aq SO42 aq KSP Ba2 SO42 Mg OH 2 s Mg2 aq 2OH aq KSP Mg2 OH 2 Al OH 3 s Al3 aq 3OH aq KSP Al3 OH 3 3 影响因素 不同的难溶电解质在相同温度下Ksp不同 4 意义 Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力 常见难溶电解质的浓度积常数 常见难溶电解质的浓度积常数 25 25 难溶物Ksp
8、AgCl s Ag Cl Ksp Ag Cl 1 8 10 4 AgBr s Ag Br Ksp Ag Br 5 4 10 13 AgI s Ag I Ksp Ag I 8 5 10 17 Ba SO4 s Ba 2 SO42 Ksp Ba 2 SO42 1 1 10 10 Ca CO3 s Ca 2 CO32 Ksp Ca 2 CO32 5 0 10 9 Cu OH 2 s Cu2 2OH Ksp Cu2 OH 2 2 2 10 20 Mg OH 2 s Mg2 2OH Ksp Mg2 OH 2 5 6 10 12 相同类型 如AB型 的难溶电解质的Ksp越小 越难溶 5 5 溶度积的应用
9、溶度积的应用 利用溶度积计算某种离子的浓度 例例1 1 25 25 时 时 Ksp PbIKsp PbI 2 2 7 1 10 7 1 10 9 9 mol mol 3 3 L L 3 3 求 求PbIPbI 2 2 饱和溶液中的饱和溶液中的 Pb Pb2 2 和 和 I I 1 211 21 10 10 3 3 mol L 2 42 10 2 42 10 3 3 mol L 例2 将足量AgCl分别溶于 水中 10mL 0 2mol l 的MgCl2溶液中 20mL 0 5mol L NaCl溶液 40mL0 1mol L 盐酸中溶解至饱和 比较溶液 中Ag 浓度大小 答案 有关溶度积Ksp
10、说法正确的是 A Ksp的数值只与难溶电解质的性质与温度有关 B Ksp的大小与沉淀量和溶液中的离子有关 C 当溶液中离子的浓度改变时 Ksp也随之改变 D 对于阴阳离子个数比相同的电解质 Ksp值越大 电解质在水中的溶解能力越强 练一练 ADAD 四 沉淀溶解平衡的应用四 沉淀溶解平衡的应用 1 1 沉淀的溶解与生成 沉淀的溶解与生成 离子的浓度商Qc和离子积Ksp的关系 1 当 Qc Ksp时是过饱和溶液 离子生成沉淀即反应向生成沉 淀方向进行 直到平衡状态 饱和为止 2 当 Qc Ksp时是饱和溶液 已达到沉淀溶解平衡状态 3 当 Qc Ksp时 离子才能生成沉淀 混合后 Ag 2 10
11、 3mol L 1 Cl 2 10 3mol L 1 Qc Ag Cl 2 10 3mol L 1 2 10 3mol L 1 4 0 10 6mol2 L 2 1 8 10 10mol2 L 2 Qc Ksp 所以有AgCl沉淀析出 练习 将4 10 3mol L 1的Pb NO3 2溶液与4 10 3mol L 1的KI溶 液等体积混合能否有沉淀析出 Ksp PbI2 7 1 10 9mol3 L 3 解 Qc pb2 I 2 2 10 3mol L 1 2 10 3mol L 1 2 8 10 9 Ksp PbI2 所以有PbI2沉淀析出 BaCO3 Ba2 CO32 2H H2O CO
12、2 医院中进行钡餐透视时 用BaSO4做内服造影 剂 为什么不用BaCO3做内服造影剂 1 Ksp BaSO4 1 1 10 10mol2 L 2 Ksp BaCO3 5 1 10 9mol2 L 2 2 Ba2 有剧毒 3 胃酸的酸性很强 pH约为0 9 1 5 H 和SO42 不反应 不影响 BaSO4的沉淀溶解平衡 Ba2 浓度保持在安全浓度标准下 所以用BaSO4 作 钡餐 当我们外出旅游 沉醉于秀美的湖光山色时 一 定会惊叹大自然的鬼斧神工 石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵 蚀之后 会形成各种奇形异状的溶洞 你知道它是如何形成的吗 交流 研讨 CaCO3 Ca2 CO32 2HCO3
13、 H2O CO2 CaCO3 H2O CO2 2HCO3 Ca2 水滴石穿 溶洞的形成 CaCO3 H2O CO2Ca HCO3 2 滴水成石 交流 研讨 珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物 它们可以从 周围海水中获取Ca2 和HCO3 经反应形成石灰石外壳 Ca Ca2 2 2HCO 2HCO 3 3 CaCO CaCO 3 3 CO CO 2 2 H H 2 2O O 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 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 人口增长 人类大规模砍伐森林 燃烧煤和其他化石燃料等 因素
14、都导致空气中CO2 增多 从而海水中CO2 的浓度增 大 使平衡Ca2 2HCO3 CaCO3 CO2 H2O 左 移 将珊瑚虫的外壳 CaCO3 溶解 从而干扰珊瑚的生长 甚至造成珊瑚虫的死亡 实验实验 内容实验现实验现 象 相应应的离子方程式或结论结论 2mlZnSO4溶液 中滴加1mol L 1 Na2S 向洗涤涤后的沉淀 中滴加0 1mol L 1 CuSO4溶液 产生白色 沉淀 Zn2 S2 ZnS 沉淀转化为 黑色 ZnS s Cu2 aq CuS s Zn2 aq 2 沉淀的转化 ZnS s Zn2 aq S2 aq Cu2 aq CuS s 平衡向右移动 ZnS沉淀转化为CuS
15、沉淀的总反应 ZnS s Cu2 aq CuS s Zn2 aq 沉淀转化的实质 沉淀溶解平衡的移动 一种沉淀可转 化为更难溶的沉淀 难溶物的溶解能力差别越大 这种转化 的趋势越大 如 在AgCl s 中加入NaI溶液可转化为AgI s 沉淀 在CaSO4 s 加入Na2CO3溶液可转化为CaCO3 s 沉淀 例 在ZnS沉淀加入10mL0 001mol L的CuSO4溶液是否有CuS 沉淀生成 已知 Ksp ZnS 1 6 10 24 Ksp CuS 1 3 10 36mol2 L 2 解 ZnS沉淀中的硫离子浓度为 S2 Zn2 Ksp 1 2 1 6 10 24 1 2 1 26 10
16、12 mol L Qc Cu2 S2 1 0 10 3mol L 1 26 10 12mol L 1 26 10 15mol2 L 2 因为 Qc CuS Ksp CuS 所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀 2 ZnS沉淀为什么转化为CuS沉淀的定量计算 利用沉淀转化原理 在工业废水的处理过程中 常用 FeS s MnS s 等难溶物作为沉淀剂除去废水中的Cu2 Hg2 Pb2 等重金属离子 Ksp FeS 6 3 10 18mol2 L 2 Ksp CuS 1 3 10 36mol2 L 2 Ksp HgS 6 4 10 53mol2 L 2 Ksp PbS 3 4 10 28mol2 L 2 FeS s Cu2 aq CuS s Fe2 aq FeS s Pb2 aq PbS s Fe2 aq FeS s Hg2 aq HgS s Fe2 aq 练习 写出FeS s 与废水中的Cu2 Hg2 Pb2 的反应离子方程式 1 牙齿表面由一层硬的组成为Ca5 PO4 3OH的物质保护着 它在唾液中存在下列平衡 Ca5 PO4 3OH 5Ca2 aq 3PO43 aq OH aq KSP 2
