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 xmol l 1 c b ymol l 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 1mol l 1kcl溶液b 20ml0 1mol l 1mgcl2溶液c 20ml0 2mol l 1cacl2溶液d 20ml0 15mol l 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 8 10 10mol2 l 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 8 10 10mol2 l 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 1 10 9mol3 l 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 0 10 10mol2 l 2求agbr的饱和溶液中的 ag 和 br 练2 25 时 ksp mg oh 2 5 6 10 12mol3 l 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 agcl agbr agi 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 m bm n ms m ns n mmnnsm n 例1 室温下 agcl的溶解度是1 93 10 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mol l 1s 1 93 10 3g l 143 3g mol 1 35 10 5mol l 1 求kspagcl s ag aq cl aq 平衡时1 35 10 51 35 10 5ksp agcl ag cl 1 35 10 5 2 1 82 10 10mol2 l 2答 agcl的ksp为1 82 10 10mol2 l 2 练习 ag2cro4在298k时溶解度s 1 34 10 4mol l 1求ksp解 ag2cro4 s 2ag aq cro42 aq 平衡时2 1 34 10 41 34 10 4ksp ag 2 cro42 2 1 34 10 4 2 1 34 10 4 9 62 10 12mol3 l 3答 铬酸银在298k时的ksp 9 62 10 12mol3 l 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 qc ksp时 平衡向移动 沉淀 2 qc ksp时 处于状态 3 qc ksp时 平衡向移动 沉淀 2 沉淀的生成 例1 将4 10 3mol l 1的agno3溶液与4 10 3mol l 1的nacl溶液等体积混合能否有沉淀析出 ksp agcl 1 8 10 10mol2 l 2 解 只有当qc ksp时 离子才能生成沉淀 混合后 ag 2 10 3mol l 1 cl 2 10 3mol l 1qc ag cl 2 10 3mol l 1 2 10 3mol l 1 4 0 10 6mol2 l 2 1 8 10 10mol2 l 2qc ksp 所以有agcl沉淀析出 练习 将4 10 3mol l 1的pb no3 2溶液与4 10 3mol l 1的ki溶液等体积混合能否有沉淀析出 ksp pbi2 7 1 10 9mol3 l 3 解 qc pb2 i 2 2 10 3mol l 1 2 10 3mol l 1 2 8 10 9 ksp pbi2 所以有pbi2沉淀析出 例2 在1l含1 0 10 3mol l 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 4 10 10mol2 l 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 1 10 10 9 0 10 3 1 2 10 8 mol l 因为 剩余的即 so42 1 2 10 8mol l 1 0 10 5mol l所以 so42 已沉淀完全 即有效除去了so42 注意 当剩余离子即平衡离子浓度 10 5mol l时 认为离子已沉淀完全或离子已有效除去 例 用5 的na2so4溶液能否有效除去误食的ba2 已知 ksp baso4 1 1 10 10mol2 l 2 解 5 的na2so4溶液中的 so42 0 352mol l ba2 1 1 10 10mol2 l 2 0 352mol l 2 9 10 10mol l 1因为剩余的 ba2 10 5mol l所以有效除去了误食的ba2 作业 1 1 已知常温下 agi在水中的溶解度为2 1 10 6g l 求agi饱和溶液中的溶度积ksp ksp 8 1 10 17mol2 l 2 2 求agi在0 001mol l的ki溶液中的溶解度 8 1 10 14mol l 1 3 求agi在0 001mol l的agno3溶液中的溶解度 8 1 10 14mol l 12 将4 10 3mol l 1的agno3溶液与2 10 4mol l 1的nacl溶液等体积混合能否有agcl沉淀析出 ksp agcl 1 8 10 10mol2 l 2 qc 2 10 7mol2 l 2 ksp有沉淀析出 3 将10ml4 10 4mol l 1的mgso4溶液与10ml2 10 4mol l 1的naoh溶液混合能否有mg oh 2沉淀析出 ksp mg oh 2 5 6 10 12mol3 l 3 qc 2 10 12mol3 l 3 ksp 4 在0 5l2 0 10 4mol l 1的bacl2溶液中 滴入0 5l0 002mol lh2so4溶液 能否将ba2 沉淀完全 h 的浓度多少 已知 ksp baso4 4 10 10mol2 l 2 1 溶洞里美丽的石笋 钟乳是如何形成的 2 海洋中的多彩珊瑚又是怎样生长形成的 2 沉淀的转化 zns沉淀转化为cus沉淀 1 在1试管中加入znso4溶液 再滴入na2s溶液 观察现象 2 静置后倾去上层清液 蒸馏水洗涤沉淀2 3次 3 向沉淀中滴加适量的cuso4溶液 观察现象 实验现象 有白色沉淀出现 白色沉淀转化成为黑色沉淀 为什么白色的zns沉淀会转化成为黑色的cus沉淀 zns在水中存在沉淀溶解平衡 cus在水中存在沉淀溶解平衡 zns与cus是同类难溶物 ksp zns ksp cus cus的溶解度远小于zns的溶解度 当向zns沉淀上滴加cuso4溶液时 zns溶解产生的s2 与cuso4溶液中的cu2 足以满足qc ksp 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qc ksp zns 使得zns不断的溶解 结果是zns沉淀逐渐转化成为cus沉淀 1 zns沉淀转化为cus沉淀的定性解释 zns沉淀转化为cus沉淀的总反应 zns s cu2 aq cus s zn2 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 难溶物的溶解度相差越大 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 作业 1 在含有0 1mol l的nacl和nai的混合溶液中加入agno3溶液 计算说明 何者先产生沉淀 agcl和agiksp分别为1 8 10 10和8 3 10 172 在10ml1 0 10 3mol l的mnso4溶液中 有沉淀析出和沉淀析出完全时 mn2 沉淀完全的氢氧根离子浓度分别是多少 已知ksp mn oh 2 4 0 10 14mol3 l 33 在10ml1 0 10 3mol l的mnso4溶液中 加入10ml0 4mol l的氨水溶液 是否有沉淀析出 ksp mn oh 2 5 6 10 12mol3 l 3kb 1 8 10 5mol l 14 在10ml1 0 10 3mol l的mnso4溶液中 加入10ml某浓度的氨水溶液 要有mn oh 2沉淀析出 氨水的物质的量浓度至少要有多大 ksp mn oh 2 5 6 10 12mol3 l 3kb 1 8 10 5mol l 1 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 6 10 24ksp cus 1 3 10 36mol2 l 2 解 zns沉淀中的硫离子浓度为 s2 zn2 ksp 1 2 1 6 10 24 1 2 1 26 10 12 mol l qc cu2 s2 1 0 10 3mol l 1 26 10 12mol l 1 26 10 15mol2 l 2 因为 qc cus ksp cus 所以zns沉淀会转化为cus沉淀 练习 已知ksp mns 2 5 10 13ksp pbs 3 4 10 28mol2 l 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 3 10 18mol2 l 2ksp cus 1 3 10 36mol2 l 2ksp hgs 6 4 10 53mol2 l 2ksp pbs 3 4 10 28mol2 l 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 cus cu2 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qc ksp 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