魯科版沉淀溶解平衡課件精品

1、第三節(jié)第三節(jié) 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡實(shí)驗(yàn)中學(xué) 高二化學(xué)組一、了解難溶電 解質(zhì)在水中的溶 解情況。溶解生成和轉(zhuǎn)化的問題。 二、能運(yùn)用平衡 移動(dòng)原理分析、解決沉淀的三、正確理解和掌握溶度積K KSPSP的概念和性質(zhì)。 實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：在上層清液中滴在上層清液中滴加加溶液后，有溶液后，有黃色沉淀產(chǎn)生。黃色沉淀產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：結(jié)論解釋：結(jié)論解釋：1PbI2溶液溶液靜置，待上層靜置，待上層液體變澄清液體變澄清PbI2PbI2(s) Pb2(aq) + 2I(aq) 解釋解釋:上層清液中存在平衡，上層清液中存在平衡，當(dāng)加入當(dāng)加入KI溶液后，溶液后，I- 濃度增大，平衡向逆方向移動(dòng)，從濃度增

2、大，平衡向逆方向移動(dòng)，從而有黃色沉淀而有黃色沉淀PbI2產(chǎn)生產(chǎn)生結(jié)論：結(jié)論：說明上層清液中有說明上層清液中有Pb2+.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：難溶物也有部分溶解，也存在溶解平衡難溶物也有部分溶解，也存在溶解平衡。探究一、溶度積探究一、溶度積Ksp的含義及其應(yīng)用的含義及其應(yīng)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盡管盡管PbI2固體難溶于水，固體難溶于水，但仍有部分但仍有部分Pb2和和 I I- -離開固體表面進(jìn)入溶液，離開固體表面進(jìn)入溶液，同時(shí)進(jìn)入溶液的同時(shí)進(jìn)入溶液的Pb2和和 I I- -又會(huì)在固體表面沉淀又會(huì)在

3、固體表面沉淀下來，當(dāng)這兩個(gè)過程速下來，當(dāng)這兩個(gè)過程速率相等時(shí)率相等時(shí)Pb2和和 I I- -的沉的沉淀與淀與PbI2固體的溶解達(dá)固體的溶解達(dá)到平衡狀態(tài)即達(dá)到沉淀到平衡狀態(tài)即達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)溶解平衡狀態(tài). . PbI2固固體在水中的沉淀溶解平體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：衡可表示為：K= Pb2+ I-2 難溶固體在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)時(shí)，難溶固體在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)時(shí)，離子濃度保持不變（或一定）。其離子濃度的系數(shù)次方離子濃度保持不變（或一定）。其離子濃度的系數(shù)次方的乘積為一個(gè)常數(shù)這個(gè)常數(shù)稱之為的乘積為一個(gè)常數(shù)這個(gè)常數(shù)稱之為溶度積常數(shù)溶度積常數(shù)簡(jiǎn)稱為簡(jiǎn)稱為溶溶度積，度積，用用

4、K Kspsp表示。表示。3、溶度積常數(shù)或溶度積、溶度積常數(shù)或溶度積(Ksp )： 如如 PbI2 (s) Pb2 + (aq) +2I- (aq) 25時(shí)，時(shí)， Ksp= Pb2+ I-2練習(xí)：練習(xí)：BaSO4、Fe(OH)3、Mg(OH)2的溶度積表達(dá)式的溶度積表達(dá)式 Ksp（BaSO4）= Ba2+SO42- 單位：?jiǎn)挝唬?mol2 L-2 Ksp Fe(OH)3= Fe3+OH-3 單位：?jiǎn)挝唬?mol4 L-4KspMg(OH)2= Mg2+OH-2 單位：?jiǎn)挝唬?mol3 L-3溶液溶液未飽和未飽和，無沉淀析出，若加入過量難溶電解，無沉淀析出，若加入過量難溶電解質(zhì)，可以繼續(xù)溶解直至

5、飽和質(zhì)，可以繼續(xù)溶解直至飽和沉淀溶解平衡的判斷沉淀溶解平衡的判斷溶度積規(guī)則溶度積規(guī)則Q Q K Kspsp，Q Q K Kspsp，Q Q K Kspsp，溶液溶液過飽和過飽和，平衡向生成沉淀方向移動(dòng)，有沉淀，平衡向生成沉淀方向移動(dòng)，有沉淀析出析出溶液溶液飽和飽和，沉淀與溶解平衡，沉淀與溶解平衡 溶度積溶度積(K(Kspsp ) )的大小與的大小與難溶電解質(zhì)性質(zhì)難溶電解質(zhì)性質(zhì)和和溫度溫度有關(guān)，與沉淀的量無關(guān)有關(guān)，與沉淀的量無關(guān). .離子濃度的改變可使離子濃度的改變可使平衡發(fā)生移動(dòng)平衡發(fā)生移動(dòng), ,而不能改變?nèi)芏确e而不能改變?nèi)芏确e. .溶度積溶度積(Ksp )的性質(zhì)一的性質(zhì)一 如如 PbI2 (

6、s) Pb2 + (aq) +2I- (aq) CaCO3（s） Ca2+ (aq)+ CO32-(aq)4、常溫下，、常溫下， CaCO3的的Ksp=2.810-9mol2.L-2,Ca2+和和CO32-的濃度分別為的濃度分別為210-3mol.L-1、3 10-3mol.L-1，試，試判斷判斷CaCO3的質(zhì)量變化如何？的質(zhì)量變化如何？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動(dòng)，所以平衡向逆方向移動(dòng)因此，因此，CaCO3沉淀的質(zhì)量增加沉淀的質(zhì)

7、量增加預(yù)習(xí)案第四題預(yù)習(xí)案第四題KspKsp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解度反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解度當(dāng)化學(xué)式所表示的組成中陰陽離子個(gè)數(shù)比相同時(shí)，當(dāng)化學(xué)式所表示的組成中陰陽離子個(gè)數(shù)比相同時(shí)，KspKsp數(shù)值越大的難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)數(shù)值越大的難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)溶度積溶度積(Ksp )的性質(zhì)二的性質(zhì)二幾種難溶電解質(zhì)在幾種難溶電解質(zhì)在25時(shí)的溶解平衡和溶度積：時(shí)的溶解平衡和溶度積： 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相同類型相同類型(如如AB型型)的難溶電解質(zhì)的的難溶電解質(zhì)的Ksp越小，溶解度越小，越難溶越小，溶解度越小，越難溶幾種難溶電解質(zhì)在幾種難溶電解質(zhì)在25時(shí)的溶解平衡和溶度積：時(shí)的溶解平衡和溶度積： 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三種飽和溶液中，三種飽和溶液中，c(Ag+)從大到小的順序是：從大到小的順序是：AgClAgBrAgI遷移應(yīng)用遷移應(yīng)用改變條件改變條件平衡移動(dòng)平衡移動(dòng)方向方向C C（ZnZn2+ 2+ ）C C（S S2-2-） KspKsp升升 溫溫加加 水水加加ZnSZnS（s s）加加ZnClZnCl2 2（s s）加加NaNa2 2S S(s)(s) 不變不變 不變不變 不變不變不移動(dòng)不移動(dòng) 不變不變

10、不變不變 不變不變 不變不變 不變不變1 1、討論：、討論：對(duì)于平衡對(duì)于平衡ZnSZnS（S S） ZnZn2+2+(aq) + S(aq) + S2-2-(aq)(aq) 若改變條件，對(duì)其有何影響若改變條件，對(duì)其有何影響探究二、沉淀溶解平衡的移動(dòng)探究二、沉淀溶解平衡的移動(dòng)小結(jié)：小結(jié)：1 1、影響溶解平衡的因素：、影響溶解平衡的因素：內(nèi)因：內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)電解質(zhì)本身的性質(zhì) 外因：外因： a)濃度：濃度：b)溫度：溫度：ZnS(s) Zn2(aq) + S2(aq) 平衡右移，平衡右移，向溶解方向移動(dòng)向溶解方向移動(dòng)平衡左移，平衡左移，向生成向生成沉淀的方向移動(dòng)沉淀的方向移動(dòng)多數(shù)平衡向溶解方

11、向移動(dòng)多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)升溫升溫加水加水增大相同離子濃度增大相同離子濃度 2、影響溶解度積常數(shù)大小的因素、影響溶解度積常數(shù)大小的因素Ksp值的大小只與難溶電解質(zhì)本身的值的大小只與難溶電解質(zhì)本身的 性質(zhì)性質(zhì)和和溫度溫度有關(guān)，與有關(guān)，與濃度無關(guān)。濃度無關(guān)。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 相應(yīng)的離子方程式或結(jié)相應(yīng)的離子方程式或結(jié)論論2mlZnSO4溶液溶液中滴加中滴加1mol.L-1 Na2S向洗滌后的沉淀向洗滌后的沉淀中滴加中滴加0.1mol.L-1CuSO4溶液溶液2、小組成員合作完成實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察現(xiàn)象、小組成員合作完成實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察現(xiàn)象產(chǎn)生白色產(chǎn)生白色沉淀沉淀Zn2+ + S2- =

12、ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為沉淀轉(zhuǎn)化為黑色黑色ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+（aq）探究三、沉淀的轉(zhuǎn)化探究三、沉淀的轉(zhuǎn)化ZnS(s) Zn2+(aq) + S2-(aq) +Cu2+(aq)CuS(s) 平衡向右移動(dòng)平衡向右移動(dòng)1 1、沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)。沉淀溶解平衡的移動(dòng)。2 2、沉淀轉(zhuǎn)化的條件沉淀轉(zhuǎn)化的條件： 難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化成更加難溶的物質(zhì)難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化成更加難溶的物質(zhì) ZnS與與CuS是同類難溶物，是同類難溶物，Ksp(ZnS) Ksp(CuS),CuS的溶解的溶解度遠(yuǎn)小于度遠(yuǎn)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利用沉淀轉(zhuǎn)化原理，在工業(yè)廢水的處理過程中，常利用沉淀轉(zhuǎn)化原理，在工業(yè)廢水的處理過程中，常用用FeS(s)、MnS(s)等難溶物作為沉淀劑除去廢水中的等難溶物作為沉淀劑除去廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。等重金屬離子。 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+練習(xí)：寫出練習(xí)：寫出FeS(s)與廢水中的與廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反應(yīng)離子方程式。的反應(yīng)離子方程式。為什么醫(yī)學(xué)上常用為什么醫(yī)學(xué)上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑作為內(nèi)服造影劑“鋇鋇餐餐”，而不用，而不用BaCO3作為內(nèi)服造影劑作為內(nèi)服造影劑“鋇餐鋇餐”?學(xué)以致學(xué)以致用用一一 BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為：的沉淀溶解平衡分別為： BaSO4 Ba2+ + SO42- Ksp=1.110-10mol2 L

15、-2 BaCO3 Ba2+ + CO32- Ksp=5.110-9mol2 L-2 由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(qiáng)由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(qiáng)(pH0.9-1.5)，如果服下，如果服下BaCO3,胃胃酸會(huì)與酸會(huì)與CO32-反應(yīng)生成反應(yīng)生成CO2和水，使和水，使CO32-離子濃度降低，使離子濃度降低，使Qc Ksp(CuS),所以所以ZnS沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為CuS沉淀。沉淀。有關(guān)有關(guān)一種沉淀為什么轉(zhuǎn)化為另一種沉淀的一種沉淀為什么轉(zhuǎn)化為另一種沉淀的定量計(jì)算定量計(jì)算:水垢中的水垢中的Mg(OH)Mg(OH)2 2是怎樣生成的是怎樣生成的? ?硬水硬水:是含有較多是含有較多Ca2+、Mg2+、HCO3-、

16、Cl-和和SO42-的水的水.加熱時(shí)：加熱時(shí)： Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3 +CO2 + H2O Mg2+ + 2HCO3- = MgCO3 +CO2 + H2O MgCO3+ H2O = Mg(OH)2 +CO2 為什么在水垢中鎂主要以為什么在水垢中鎂主要以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？比較它們飽和時(shí)的形式存在？比較它們飽和時(shí)Mg2+的大小。的大小。學(xué)以致用學(xué)以致用三三 因?yàn)橐驗(yàn)镼c Ksp(Mg(OH)2),所以有所以有Mg(OH)2沉淀析出。即沉淀析出。即加熱后，加熱后，MgCO3沉淀轉(zhuǎn)化為沉淀轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2

17、。 因此硬水加熱后的水垢的主要成分是因此硬水加熱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.洗滌水垢方法洗滌水垢方法：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-而弱酸酸根離子而弱酸酸根離子CO32-發(fā)生的水解反應(yīng)：發(fā)生的水解反應(yīng)：CO32-+H2O HCO3-+OH-,使水中使水中OH-濃度增大，

18、對(duì)于濃度增大，對(duì)于Mg(OH)2 Mg2+2OH-而言，而言，齲齒和含氟牙膏齲齒和含氟牙膏（1 1）鈣、）鈣、磷磷在骨骼牙齒中的存在形式在骨骼牙齒中的存在形式Ca5(PO4)3OH羥基磷灰石羥基磷灰石（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)遷移應(yīng)用遷移應(yīng)用四四（3 3）吃糖為何會(huì)出現(xiàn)齲齒？）吃糖為何會(huì)出現(xiàn)齲齒？沉淀溶解平衡理論沉淀溶解平衡理論（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，可以使難溶物轉(zhuǎn)化為更難溶物使用含氟牙膏，可以

19、使難溶物轉(zhuǎn)化為更難溶物質(zhì)。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蝕質(zhì)。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蝕, ,使牙齒更堅(jiān)固使牙齒更堅(jiān)固注：注：氟過量會(huì)導(dǎo)致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量氟過量會(huì)導(dǎo)致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量較高的地區(qū)的人，不宜使用含氟牙膏較高的地區(qū)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產(chǎn)的作用下產(chǎn)生了一種有生了一種有機(jī)弱酸機(jī)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+ + 鍋爐的水垢中除了鍋爐的水垢中除了CaCOCaCO3 3和和Mg(OH)Mg(OH)2 2外，還有外，還有CaSOCaSO4 4使得水垢結(jié)實(shí)，用酸很難快速除去，要快使得水垢結(jié)實(shí)，用酸很難快速除去，要快速除去水垢，可以用飽和速除去水垢，可以用飽和NaNa2 2COCO3 3溶液處理，使溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為易溶于酸的之轉(zhuǎn)化為易溶于酸的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）是制備鋇化）是制備鋇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，但可以用飽