2018年高中化学 第3章 物质在水溶液中的行为 3.3 沉淀溶解平衡课件14 鲁科版选修4.ppt

肾结石做的金字塔,伦敦生化学展上展出的肾结石图片,肾结石的病因,大如拳头的肾结石,肾结石的主要成分：难溶的CaC2O4和Ca3(PO4)2,沉淀溶解平衡,第一课时,你这节课的学习目标：,1.了解难溶电解质在水溶液中的溶解情况；,3.能运用平衡移动原理分析、解决沉淀的溶解和生成问题,2.正确理解和掌握溶度积Ksp的概念和计算,一定温度下，固体物质的溶解度s(g),难溶不溶,你还记得吗？,实验探究,如何设计实验验证难溶电解质CaCO3在水中存在着部分溶解？,合作探究,在上层清液中滴加CaCl2溶液后，有白色沉淀产生,实验现象：,结论解释：,CaCO3溶液,滴加几滴CaCl2溶液,CaCO3,结论：难溶电解质也有部分溶解，存在溶解平衡,CaCO3溶解平衡的建立,一定T时:,溶解CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)沉淀,水分子作用下,难溶电解质溶解与沉淀过程,沉淀溶解平衡,一定温度下，沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，固体量和溶液中各离子的浓度保持不变的状态。,逆、等、动、定、变,1.概念：,2.表达式：,3.特征：,平衡的共性,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,巩固练习,溶度积常数Ksp,在一定温度下，难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态时，饱和溶液中各离子浓度的化学计量数次方的乘积。,固体浓度视为定值,=Ca2+CO32-,Ksp,溶度积有单位,思考：Ksp的大小受哪些因素的影响？,难溶电解质本身的性质、温度,巩固练习,2.请写出BaSO4、Ag2SO4的沉淀溶解平衡表达式与溶度积Ksp表达式,注意标明物质状态、可逆符号和系数,巩固练习,3.在一定温度下，向PbI2饱和溶液中加水，下列叙述正确的是A.PbI2的溶解度增大B.PbI2的溶解度和Ksp均不变C.PbI2的Ksp增大D.PbI2的溶解度和Ksp均增大,巩固练习,4.难溶电解质AB2饱和溶液中，c(A2+)=xmolL-1，c(B-)=ymolL-1，则Ksp值为A.B.C.D.,影响沉淀溶解平衡的因素,内因：,外因：,温度,浓度,难溶电解质本身的性质,符合平衡移动原理,对于平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)若改变条件，对其有何影响？,不移动,本课小结,1.理解难溶电解质的溶解平衡,2.溶度积的概念和简单计算,3.影响沉淀溶解平衡的因素,谢谢指导！,巩固练习,1.在平衡体系Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)中，能使Ca(OH)2减小的是A.Na2CO3溶液B.AlCl3溶液C.NaOH溶液D.CaCl2溶液,巩固练习,2.一定温度下，分别把1gAgCl固体放于下列各种不同溶液里，充分搅拌使其达到溶解平衡后，剩余固体质量最大的是A.20mL0.1molL-1KCl溶液B.20mL0.1molL-1MgCl2溶液C.20mL0.2molL-1CaCl2溶液D.20mL0.15molL-1AlCl3溶液,沉淀溶解平衡,第二课时,知识回顾,1.难溶电解质的溶解平衡概念,2.溶度积的概念和简单计算,3.影响沉淀溶解平衡的因素,一定温度下，沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，固体量和溶液中各离子的浓度保持不变的状态。,知识回顾,1.难溶电解质的溶解平衡概念,2.溶度积的概念和简单计算,3.影响沉淀溶解平衡的因素,在一定温度下，难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态时，饱和溶液中各离子浓度的化学计量数次方的乘积。,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=1.810-10mol2L-2，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1.810-10mol2L-2；C.温度一定时，当溶液中Ag+和Cl-浓度的乘积等于Ksp值时，此溶液为AgCl的饱和溶液；D.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp值变大。,大展身手,C,Ksp的有关计算：,【例】25时，Ksp(PbI2)=7.110-9mol3L-3，求PbI2饱和溶液中的Pb2+和I-,(1)利用溶度积计算某种离子的浓度,练1:25时，Ksp(AgBr)=5.010-10mol2L-2求AgBr的饱和溶液中的Ag+和Br-,练2:25时，Ksp(Mg(OH)2)=5.610-12mol3L-3求Mg(OH)2的饱和溶液中的Mg2+和OH-,相同类型(如AB型)的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶。如:Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)Ksp(AgI)溶解度:AgClAgBrAgI,(2)Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解度,想一想：有人说Ksp越小，其物质的溶解度就越小，你认为正确吗？,常见难溶电解质的浓度积常数和溶解度（25）,(3)溶度积与溶解度的相互换算溶解度s的单位g/L或mol/L,即饱和时的浓度。AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)smsnsKsp=An+mBm-n=msmnsn=mmnnsm+n,例1:室温下，AgCl的溶解度是1.9310-3g/L,求AgCl的溶度积。已知AgCl的摩尔质量为143.3g/mol。解：把AgCl溶解度单位(g/L)换算成molL-1s=1.9310-3g/L143.3g/mol=1.3510-5molL-1求KspAgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡时1.3510-51.3510-5Ksp(AgCl)=Ag+Cl-=(1.3510-5)2=1.8210-10mol2L-2答：AgCl的Ksp为1.8210-10mol2L-2,练习:Ag2CrO4在298K时溶解度s=1.3410-4molL-1求Ksp解：Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)平衡时21.3410-41.3410-4Ksp=Ag+2CrO42-=(21.3410-4)21.3410-4=9.6210-12mol3L-3答：铬酸银在298K时的Ksp=9.6210-12mol3L-3,同种类型(即阴阳离子个数比相同)的难溶电解质，在一定温度下，Ksp越大则溶解度越大。不同类型则不能用Ksp的大小来比较溶解度的大小，必须经过换算才能得出结论。,结论,小结：影响溶解平衡的因素：,内因：电解质本身的性质,a、绝对不溶的电解质是没有的。b、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。c、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。,外因：,a)浓度：,b)温度：,通常我们讲的外因包括浓度、温度、压强等。对于溶解平衡来说，在溶液中进行，可忽略压强的影响。,平衡右移,平衡左移,多数平衡向溶解方向移动,升温,加水增大相同离子浓度,AgCl（S）Ag+(aq)+Cl-(aq),不移动,正反应,正反应,正反应,逆反应,逆反应,不变,不变,不变,不变,增大,增大,增大,增大,增大,减小,减小,减小,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E.CH3COONaF.NH4Cl,ABF,交流研讨,1.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。分析这些因素影响珊瑚生长的原因。,2、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(s)5Ca2+3PO43-+OH-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，加速腐蚀牙齿,将AgNO3溶液与NaCl溶液混合一定有沉淀析出吗？,如何判断沉淀的溶解和生成呢？,沉淀溶解平衡的判断,(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)QcKsp时，平衡向移动，沉淀。(2)Qc=Ksp时，处于状态(3)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。,例2.在1L含1.010-3molL-1的SO42-溶液中，注入0.01molBaCl2溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去SO42-?已知:Ksp(BaSO4)=410-10mol2L-2,解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉淀后，Ba2+过量，剩余的即Ba2+=0.01-0.001=0.009mol/L.SO42-=Ksp/Ba2+=1.110-10/9.010-3=1.210-8(mol/L)因为，剩余的即SO42-=1.210-8mol/LKsp(CuS)的条件，S2-与Cu2+结合产生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。CuS沉淀的生成，使得S2-的浓度降低，导致S2-与Zn2+的QcKsp(CuS),所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀,练习:已知Ksp(MnS)=2.510-13Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2通过计算说明MnS沉淀中滴加0.01mol/L的Pb(NO3)2溶液是否有PbS沉淀析出。,(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-2Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2,练习：写出FeS(s)与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。,FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+,FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+,FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+,Cu2+MnS(s)=CuS(s)+Mn2+Cu2+H2S=CuS+2H+Cu2+S2-=CuSCu2+HS-=CuS+H+,用MnS、H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S作沉淀剂都能除去工业废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。,水垢中的Mg(OH)2是怎样生成的?,硬水:是含有较多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和SO42-的水.,加热时：Ca2+2HCO3-=CaCO3+CO2+H2OMg2+2HCO3-=MgCO3+CO2+H2OMgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2,为什么在水垢中镁主要以Mg(OH)2沉淀形式存在，而不是以MgCO3沉淀的形式存在？比较它们饱和时Mg2+的大小。,因为QcKsp(Mg(OH)2),所以有Mg(OH)2沉淀析出。即加热后，MgCO3沉淀转化为Mg(OH)2。,因此硬水加热后的水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3和MgCO3.,洗涤水垢的方法：除出水垢中的CaCO3和Mg(OH)2用食醋，CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+CO2+H2OMg(OH)2+2CH3COOH=(CH3COO)2Mg+2H2O,1.在1L溶液中，其中含有0.0001mol的NaCl和0.01mol的K2CrO4,逐滴加入AgNO3溶液时，设溶液的体积不变，通过计算说明谁先沉淀？Ksp(AgCl)=1.810-10mol2L-2Ksp(Ag2CrO4)=1.110-12mol3L-32.某工业废水中含有中Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子，常用FeS(s)作为沉淀剂除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。(1).写出反应的离子方程式。(2).若假设工业废水中含有中Cu2+、Hg2+、Pb2+的浓度均为1.010-5molL-1，试通过计算加入FeS(s)有无CuS、HgS、PbS沉淀析出，若有沉淀析出，沉淀析出的先后顺序怎样？Ksp(FeS)=6.310-18mol2L-2Ksp(CuS)=1.310-3