【教学课件】第三节 沉淀溶解平衡 第2课时 参考课件

第三章物质在水溶液中的行为

第三节沉淀溶解平衡第2课时

沉淀溶解平衡的应用一、导入新课

加热可以使天然水中的Ca(HCO3)2与Mg(HCO3)2分别分解形成CaCO3与MgCO3沉淀。有的同学可能认为水垢的成分应为CaCO3与MgCO3的混合物，但实际上水垢的主要成分却是CaCO3与Mg(OH)2的混合物，你知道其中的Mg(OH)2是怎样生成的吗?联想·质疑锅炉管道内的水垢一、导入新课在处理污水时，可以向其中加入FeS固体，以除去Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。在此过程中发生了哪些化学反应?联想·质疑二、沉淀的溶解与生成1.钡餐利用X射线对钡元素穿透能力较差的特性，医学上在进行消化系统的X射线透视时，常采用钡盐作为内服药剂，而Ba2+有剧毒，因此选择钡餐药剂应选择难溶性的钡盐，试用沉淀溶解平衡理论解释，为何钡餐药剂选择BaSO4而不是BaCO3呢？【思考讨论】二、沉淀的溶解与生成1.钡餐比较两种物质的溶解性由溶度积可知，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，这是为什么呢？BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-

(aq)

Ksp=1.1×10-10mol2L-2

BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32-(aq)

Ksp=5.1×10-9mol2L-2

二、沉淀的溶解与生成1.钡餐关注物质体系服下钡盐后进入胃部，胃酸的酸性很强(pH为0.9

～1.5)，含有大量

H+分析物质体系对平衡的影响BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)

+2H+不反应Q=KspBa2+浓度可以保持在安全范围内，因此可用作钡餐。二、沉淀的溶解与生成1.钡餐BaCO3的沉淀溶解平衡+2H+H2O+CO2

平衡正向移动Q<KspBa2+浓度增大而导致人体中毒BaCO3(s)

Ba2+(aq)+CO32-(aq)

分析物质体系对平衡的影响二、沉淀的溶解与生成1.钡餐要使沉淀溶解平衡向着沉淀溶解的方向移动，必要条件是Q

＜

Ksp。可以加入某种离子，降低难溶电解质沉淀溶解平衡系统中有关离子的浓度，使沉淀溶解。沉淀溶解的原理二、沉淀的溶解与生成2.钡盐中毒的治疗方法思考讨论：如果误食可溶性钡盐如BaCl2，造成钡中毒，如何选用解毒药呢？二、沉淀的溶解与生成2.钡盐中毒的治疗方法BaCl2(aq)Ba2+(aq)+2Cl-(aq)如何去除Ba2+？选用哪种离子与Ba2+结合生成沉淀呢？选用不受胃酸影响的SO42-，使其形成BaSO4的沉淀将Ba2+沉淀下来，排出体外二、沉淀的溶解与生成2.钡盐中毒的治疗方法BaCl2(aq)Ba2+(aq)+2Cl-(aq)c(SO42-)

Q(BaSO4)＞

Ksp(BaSO4)

BaSO4沉淀溶解平衡向沉淀生成的方向移动对SO42-浓度有何要求呢?治疗方法：选用5.0％的Na2SO4溶液给患者洗胃BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)

二、沉淀的溶解与生成2.钡盐中毒的治疗方法要使沉淀溶解平衡向着沉淀生成的方向移动，必要条件是Q

＞

Ksp。可以增大难溶电解质沉淀溶解平衡系统中有关离子的浓度，使沉淀生成。沉淀生成的原理二、沉淀的溶解与生成3.溶洞的形成石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为微溶性的碳酸氢钙。CaCO3+H2O+CO2

Ca(HCO3)2+H2O+CO2HCO-3如何用沉淀溶解平衡的原理解释？CaCO3

沉淀溶解2-3CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO(aq)二、沉淀的溶解与生成3.溶洞的形成溶有Ca(HCO3)2的水从岩洞顶滴下时，水分蒸发，二氧化碳逸出，导致CaCO3沉淀析出，形成奇形怪状的石笋和钟乳石。沉淀生成大自然经过长期、多次的重复上述两个过程，从而形成各种奇特壮观的溶洞。Ca2++2HCO3CaCO3+H2O+CO2-二、沉淀的溶解与生成4.珊瑚的形成

珊瑚的形状千姿百态，颜色鲜艳美丽，不仅可以作装饰品，并且还有很高的药用价值。珊瑚是如何形成的呢？二、沉淀的溶解与生成4.珊瑚的形成堆积珊瑚虫外壳珊瑚虫（腔肠动物）珊瑚藻类植物的光合作用消耗CO2，促进平衡正向移动Ca2++2HCO3-CaCO3+CO2+H2O二、沉淀的溶解与生成4.珊瑚的形成人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他化石燃料等会使海水中CO2浓度增大，从而干扰珊瑚的形成，造成珊瑚虫死亡。CO2浓度增大，平衡向左移动逐渐消失的珊瑚Ca2++2HCO3

CaCO3

＋CO2

＋H2O-三、沉淀的转化观察·思考请观察以下实验的现象，并尝试用沉淀溶解平衡的原理进行解释。(1)在一支试管中加入2mL0.1mol·L-1ZnSO4溶液，再滴入适量1mol·L-1Na2S溶液，观察沉淀的生成。(2)静置后倾去上层清液，并用蒸馏水洗涤沉淀2～3次。(3)向沉淀中滴加适量0.1mol·L-1CuSO4溶液，振摇试管。三、沉淀的转化【现象】

生成白色沉淀，向沉淀中加入CuSO4溶液后白色沉淀变为黑色CuSZnS【结论】白色ZnS沉淀转化为黑色CuS沉淀思考讨论：黑色CuS沉淀是如何生成的呢？三、沉淀的转化1.ZnS转化为CuSKsp=1.6×10-24mol2·L-2

Ksp=1.3×10-36mol2·L-2

Ksp(CuS)≪

Ksp(ZnS)CuS的溶解度远小于ZnS平衡正向移动总反应：ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+

Zn2+(aq)ZnS(s)

Zn2+(aq)+S2-(aq)

CuS(s)

Cu2+(aq)+S2-(aq)

ZnS(s)

Zn2+(aq)+S2-(aq)

+Cu2+(aq)CuS(s)三、沉淀的转化1.ZnS转化为CuS沉淀转化的规律：

通常，一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀，两种难溶物的溶解能力差别越大，转化趋势越大。沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动三、沉淀的转化2.工业废水的处理

在工业废水处理过程中为何可用FeS等作为沉淀剂除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子?FeS溶解能力远远大于CuS、HgS、PbS的溶解能力，因此可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。FeS(s)＋Hg2＋(aq)HgS(s)＋Fe2＋(aq)三、沉淀的转化3.水垢中Mg(OH)2的形成MgCO3和Mg(OH)2中阴、阳离子的个数比不同，属于不同类型的难溶电解质，它们的溶解能力不能直接用Ksp来比较，但可以通过计算各自处于沉淀溶解平衡状态的饱和溶液中的共同离子——Mg2+的浓度来比较。由计算得知，Mg(OH)2饱和溶液中的Mg2+浓度比MgCO3饱和溶液中的小，表明Mg(OH)2更难溶。三、沉淀的转化3.水垢中Mg(OH)2的形成天然水中含有钙盐和镁盐，在煮沸过程中可发生以下反应：MgCO3存在沉淀溶解平衡CO32-发生水解反应：CO3+H2OHCO3

+OH-2--Mg(OH)2Mg2++2OH-c(OH-)增大，Mg(OH)2沉淀溶解平衡逆向移动，生成沉淀MgCO3Mg2++CO32-

四、课堂练习1.下列化学原理的应用，主要是利用沉淀溶解平衡原理来解释的是(

)①热纯碱溶液洗涤油污的能力强②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当成食盐食用后，常用5.0%的Na2SO4溶液解毒③溶洞、珊瑚的形成④碳酸钡不能做“钡餐”而硫酸钡能⑤泡沫灭火器灭火的原理A．②③④B．①②③C．③④⑤D．全部A2.Cu(OH)2在水中存在着沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s)Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)，在常温下，Ksp＝2×10-20mol3·L-3。某CuSO4溶液中，c(Cu2＋)＝0.02mol·L－1，在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要向CuSO4溶液中加入碱来调节pH(溶液体积变化可忽略)，使溶液的pH大于(

)A．2 B．3C．4 D．5四、课堂练习D3.已知CaCO3的Ksp＝2.8×10－9mol2·L－2，现将浓度为2×10－4mol·L－1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所用CaCl2溶液的浓度至少应大于(

)A．2.8×10－2mol·L－1

B．1.4×10－5mol·L－1C．2.8×10－5mol·L－1 D．5.6×10－5mol·L－1

四、课堂练习D4.向ZnSO4溶液中加入Na2S溶液，得到白色沉淀，然后向白色沉淀中滴加