鲁科版《沉淀溶解平衡》课件

沉淀溶解平衡 难溶 不溶 在学习初中化学时 我们曾根据物质的溶解度将物质分为易溶 可溶 微溶 难溶等 温故 实验步骤 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 PbI2固体加水 滴加几滴KI溶液 PbI2 结论 说明上层清液中有Pb2 实验结论 难溶物也有部分溶解 也存在溶解平衡 探究一 溶度积Ksp的含义及其应用 溶解PbI2 s Pb2 aq 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 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 此时沉淀达到最大溶解 形成饱和溶液 其离子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 3 溶度积常数或溶度积 Ksp 表达式 概念 25 时 Ksp Pb2 I 2 Ksp BaSO4 Ba2 SO42 单位 mol2 L 2Ksp Fe OH 3 Fe3 OH 3单位 mol4 L 4Ksp Mg OH 2 Mg2 OH 2单位 mol3 L 3 溶液未饱和 无沉淀析出 若加入过量难溶电解质 可以继续溶解直至饱和 沉淀溶解平衡的判断 溶度积规则 Q Ksp Q Ksp Q Ksp 溶液过饱和 平衡向生成沉淀方向移动 有沉淀析出 溶液饱和 沉淀与溶解平衡 溶度积 Ksp 的大小与难溶电解质性质和温度有关 与沉淀的量和离子浓度无关 但离子浓度的改变可使平衡发生移动 而不能改变溶度积 溶度积 Ksp 的性质一 迁移应用一 将0 001mol LNaCl溶液和0 001mol LAgNO3溶液等体积混合 是否有AgCl沉淀生成 Q Ag Cl 2 5 10 7mol2 L 2 0 0005mol L 0 0005mol L KSP 离子结合生成沉淀 AgCl的KSP 1 8 10 10mol2 L 2 如果将2 10 5mol L 1的CaCl2溶液与3 10 5mol L 1的Na2CO3溶液等体积混合 问能否产生沉淀 已知CaCO3的Ksp 5 0 10 9 mol L 1 2 Qc 1 10 5mol L 1 1 5 10 mol L 1 1 5 10 10 mol L 1 2 Ksp CaCO3 结论 不能产生沉淀 迁移应用二 为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂 钡餐 而不用BaCO3作为内服造影剂 钡餐 学以致用 由于人体内胃酸的酸性较强 pH0 9 1 5 如果服下BaCO3 胃酸会与CO32 反应生成CO2和水 使CO32 离子浓度降低 使Qc Ksp 使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动 使体内的Ba2 浓度增大而引起人体中毒 所以 不能用BaCO3作为内服造影剂 钡餐 而SO42 不与H 结合生成硫酸 胃酸中的H 对BaSO4的溶解平衡没有影响 Ba2 浓度保持在安全浓度标准下 所以用BaSO4作 钡餐 水滴石穿 交流研讨1 溶洞的形成 滴水成石 钟乳石的形成 交流 研讨2 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 Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解度 当化学式所表示的组成中阴阳离子个数比相同时 相同类型 Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强即溶解度越大 溶度积 Ksp 的性质二 Ksp AgCl Ksp AgBr Ksp AgI 溶解度S 难溶物的浓度 AgCl AgBr AgI Ag2S 计算 不变不变不变 不移动不变不变不变 不变 不变 讨论 对于平衡ZnS S Zn2 aq S2 aq 若改变条件 对其有何影响 探究二 沉淀溶解平衡的移动 2 小组成员合作完成实验 仔细观察现象 产生白色沉淀 Zn2 S2 ZnS 沉淀转化为黑色 ZnS s Cu2 aq CuS s Zn2 aq 探究三 沉淀的转化 向ZnS粉末加入到10mL0 1mol L 1的CuSO4溶液中 是否有CuS沉淀生成 请通过计算后回答 已知 Ksp ZnS 1 6 10 24Ksp CuS 1 3 10 36 解 在ZnS沉淀溶解平衡体系中产生的硫离子浓度为 S2 Zn2 Ksp 1 2 1 6 10 24 1 2 1 26 10 12mol L 1 Qc CuS C Cu2 C S2 0 1mol L 1 1 26 10 12mol L 1 1 26 10 13 因为 Qc CuS Ksp CuS 所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀 有关一种沉淀为什么转化为另一种沉淀的定量计算 1 沉淀转化的实质 沉淀溶解平衡的移动 2 沉淀转化的条件 通常 难溶电解质转化成更加难溶的物质 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 锅炉的水垢中除了CaCO3和Mg OH 2外 还有CaSO4使得水垢结实 用酸很难快速除去 要快速除去水垢 可以用饱和Na2CO3溶液处理 使之转化为易溶于酸的CaCO3 而快速除去 重晶石 主要成分是BaSO4 是制备钡化合物的重要原料 BaSO4不溶于酸 但可以用饱和Na2CO3溶液处理转化为易溶于酸的BaCO3 BaSO4 BaCO3 Ba2 BaSO4 BaCO3 1 BaSO4的ksp比BaCO3小 为什么可以转化 2 饱和Na2CO3溶液的作用是什么 3 如何操作才能保证绝大多数BaSO4转化为BaCO3 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 FeS s Cu2 aq CuS s Fe2 FeS s Pb2 aq PbS s Fe2 FeS s Hg2 aq HgS s Fe2 练习 写出FeS s 与废水中的Cu2 Hg2 Pb2 的反应离子方程式 迁移应用二 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 学以致用三 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 生成的MgCO3在水中建立以下平衡 MgCO3Mg2 CO32 而弱酸酸根离子CO32 发生的水解反应 CO32 H2OHCO3 OH 使水中OH 浓度增大 对于Mg OH 2Mg2 2OH 而言 龋齿和含氟牙膏 1 钙 磷在骨骼牙齿中的存在形式 Ca5 PO4 3OH 羟基磷酸钙 2 存在的溶解平衡 迁移应用四 3 吃糖为何会出现龋齿 沉淀溶解平衡理论 4 含氟牙膏的使用 使用含氟牙膏 可以使难溶物转化为更难溶物质 氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀 使牙齿更坚固 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 提示 糖在酶的作用下产生了一种有机弱酸 拓展 沉淀的生成 1 应用 除杂或提纯物质 2 原则 生成沉淀的反应能发生 且进行得越完全越好 3 方法 加沉淀剂 如沉淀Cu2 Hg2 等 以Na2S NaHS H2S做沉淀剂 Cu2 S2 CuS Hg2 S2 HgS 提示 残留在溶液中的离子浓度小于1X10 5mol L 就认为离子沉淀完全了 例 根据上表的数据 CuCl2中混有少量Fe3 如何除去 通过调节pH 加入氢氧化铜或碱式碳酸铜或氧化铜等 调节pH至 铁离子全部转化为氢氧化铁沉淀除去 氧化还原法 根据上表 CuCl2中混有少量Fe2 如何除去 先把Fe2 氧化成Fe3 加入氢氧化铜或碱式碳酸铜