沉淀溶解平衡PPT课件.ppt

【学习目标】,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能描述沉淀溶解平衡，写出溶度积表达式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。,第3节沉淀溶解平衡,1,1.举例说明学过的“平衡”，它们有哪些特征？,化学平衡2NO2N2O4,水解平衡FeCl3+3H2OFe(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H2OH+OH-,3、什么叫饱和溶液？什么叫不饱和溶液？,一定温度下，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。,2,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。,难溶等于不溶吗？,3,在上层清液中滴加KI溶液后，有黄色沉淀产生。,实验现象：,结论解释：,几滴同浓度KI溶液,PbI2,观察思考,4,溶解PbI2s)Pb2aq)+2l-(aq)沉淀,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：,5,一、沉淀溶解平衡,3)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)表达式：,1)概念：,Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),沉淀溶解平衡和化学平衡、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。,6,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,7,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),不变不变,不移动不变不变,8,1.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。,加入能反应的离子：,9,在平衡体系Ca(OH)2(s)Ca2+（aq）+2OH-（aq）中，能使c(Ca2+)减小，而使c(OH-)增大的是A通入少量HClB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,BD,10,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、表达式：,1、概念：,一般难溶电解质：AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp=An+mBm-n,11,练：请写出BaSO4、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.,3、影响因素：,不同的难溶电解质在相同温度下Ksp不同。,12,4、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（25）,相同类型(如AB型)的难溶电解质的Ksp越小，越难溶。,13,5、溶度积的应用-利用溶度积计算某种离子的浓度,例1：25时，Ksp(PbI2)=7.110-9mol3/L3，求PbI2饱和溶液中的Pb2+和I-.,1.2110-3mol/L2.4210-3mol/L,例2、将足量AgCl分别溶于水中10mL0.2mol/l的MgCl2溶液中20mL0.5mol/LNaCl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：,14,有关溶度积Ksp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BKsp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,AD,15,四、沉淀溶解平衡的应用,1、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QcKsp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QcKsp时，离子才能生成沉淀。混合后：Ag+=210-3molL-1,Cl-=210-3molL-1Qc=Ag+Cl-=210-3molL-1210-3molL-1=4.010-6mol2L-21.810-10mol2L-2QcKsp,所以有AgCl沉淀析出。,练习：将410-3molL-1的Pb(NO3)2溶液与410-3molL-1的KI溶液等体积混合能否有沉淀析出？Ksp(PbI2)=7.110-9mol3L-3,解：Qc=pb2+I-2=210-3molL-1(210-3molL-1)2=810-9Ksp(PbI2)所以有PbI2沉淀析出。,17,BaCO3Ba2+CO32-,+,2H+,H2O+CO2,化学与生活,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)=1.110-10mol2L-2；Ksp(BaCO3)=5.110-9mol2L-22.Ba2+有剧毒，；3.胃酸的酸性很强，pH约为0.91.5,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”,18,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,19,水滴石穿,溶洞的形成,20,滴水成石,21,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：Ca2+2HCO3-CaCO3+CO2+H2O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，都导致空气中CO2增多，从而海水中CO2的浓度增大，使平衡Ca2+2HCO3CaCO3+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。,22,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,23,ZnS沉淀转化为CuS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。,24,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)=1.610-24Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2,解：ZnS沉淀中的硫离子浓度为：S2-=Zn2+=(Ksp)1/2=(1.610-24)1/2=1.2610-12(mol/L),Qc=Cu2+S2-=1.010-3mol/L1.2610-12mol/L=1.2610-15mol2L-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,25,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)=6.310-18mol2L-2Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-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。,26,化学与生活,(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)3OH5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)KSP=2.510-59mol9L-9,（2）进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是：,生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，羟基磷灰石溶解，加速腐蚀牙齿,（3）已知Ca5(PO4)3F的KSP=2.810-61mol9L-9Ca5(PO4)3OH质地。请用离子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因,更坚固,注：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,27,1、难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常数称为溶度积（Ksp）。Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。只与难溶电解质本身的性质和温度有关，与其它因素无关。2、利用溶度积可以判断沉淀的生成、溶解以及沉淀溶解平衡的移动方向。3、沉淀的转化是一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质的过程，其实质是沉淀溶解平衡的移动。,小结,28,3、石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq),加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（）A.Na2CO3溶液B.AlCl3溶液C.NaOH溶液D.CaCl2溶液,AB,1、下列说法正确的是（）A.在一定温度下AgCl水溶液中，Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数；B.AgCl的Ksp=1.810-10molL-1，在任何含AgCl固体的溶液中，c(Ag+)=c(Cl-)且Ag+与Cl-浓度的乘积等于1.810-10molL-1；C.温度一定时，