高中化学 第3章 物质在水溶液中的行为 3.3 沉淀溶解平衡课件8 鲁科版选修4-鲁科版高二选修4化学课件.ppt

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，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(Ca2+)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 = 7.110-9 mol3L-3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. 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（2525）难溶物KspAgCl(s) Ag+ + Cl- Ksp= Ag+Cl- =1.810-4AgBr(s) Ag+ + Br-Ksp= Ag+Br- =5.410-13AgI(s) Ag+ + I-Ksp= Ag+I- =8.510-17Ba SO4 (s) Ba 2+SO42-Ksp=Ba 2+SO42-=1.110-10Ca CO3(s) Ca 2+CO32-Ksp=Ca 2+CO32-= 5.010-9Cu(OH)2(s) Cu2+2OH-Ksp= Cu2+OH- 2 =2.210-20Mg(OH)2(s) Mg2+2OH-Ksp= Mg2+OH- 2= 5.610-12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、溶度积的应用- -利用溶度积计算某种离子的浓度 例例1 1：2525时，时，Ksp (PbIKsp (PbI2 2)= 7.110)= 7.110-9-9 mol mol3 3/L/L3 3，求求PbIPbI2 2饱和溶液中的饱和溶液中的PbPb2+2+ 和和II- -.1.211.211010-3-3 mol/L 2.4210 2.4210-3 -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 10-3molL-1,Cl-= 2 10-3molL-1 Qc=Ag+Cl-=2 10-3molL-1 2 10-3molL-1 =4.0 10-6mol2L-2 1.810-10mol2L-2 QcKsp,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 =2 10-3molL-1 ( 2 10-3molL-1)2 =810-9 Ksp(PbI2) 所以有PbI2沉淀析出BaCO3 Ba2+ + CO32-+2H+H2O + CO2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” 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-H2O+CO2CaCO3 +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 +2HCO3 3- - CaCOCaCO3 3 +CO+CO2 2 +H+H2 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，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-1CuSO4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)=1.610-24 Ksp(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-2 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2 Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2 Ksp(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+ +(a。