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10 鲁科版选修4

第3章物质在水溶液中的行为 第3节沉淀溶解平衡 观察 思考 1 在装有少量难溶的PbI2黄色固体的试管中 加入约3ml蒸馏水的试管中 充分振荡静置 你能解释所观察到的现吗 2 待上层液体变澄清后 即得到PbI2饱和溶液 向其中滴加几滴0 1mol L 1KI溶液 观察实验现象 思考 一 沉淀溶解平衡 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 1滴管PbI2溶液 几滴同浓度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 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 K Pb2 I 2 一定温度下 沉淀溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率 形成饱和溶液 固体质量和溶液中各离子的浓度保持不变的状态 1 定义 一 沉淀溶解平衡 沉淀溶解平衡与化学平衡 电离平衡一样 合乎平衡的基本特征 满足平衡的变化基本规律 其基本特征是什么 思考 2 特征 动 等 定 变 速率V 0 时间t v溶解 v沉淀 t1 3 表示方法 沉淀溶解平衡表达式 一般难溶电解质 AmBn s mAn aq nBm aq 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 4 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 巩固训练1 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 2 下列有关AgCl的说法正确的是 A AgCl难溶于水 溶液中没有Ag 和Cl B 在AgCl饱和溶液中 AgCl溶解已经停止了C AgCl是一种难溶物 所以是弱电解质D 在AgCl饱和溶液中 AgCl生成和溶解不断进行 但速率相等 D 5 影响沉淀溶解平衡的因素 内因 难溶物质本身性质 决定因素 外因 1 浓度 2 温度 3 同离子效应 加水 平衡向溶解方向移动 升温 多数平衡向溶解方向移动 向平衡体系中加入相同的离子使平衡向沉淀方向移动 4 其他 向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或气体时 平衡正移 CaCO3Ca2 CO32 对于平衡AgCl S Ag aq Cl aq 若改变条件 对其有何影响 不变不变 不移动不变不变 3 双选 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 AB 问题探究 1 溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能力 请根据下表分析 溶度积与溶解度有什么关系 Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力 相同类型 化学式所表示的组成中阴 阳离子个数比相同时 的难溶电解质的Ksp越小 溶解度越小 越难溶 结合化学平衡与电离平衡回答 影响Ksp的因素 Ksp的意义 1 Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关 与浓度无关 2 Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力 同类型的难溶电解质 在同温度下 Ksp越大 溶解度越大 不同类型的难溶电解质 应通过计算才能进行比较 二 沉淀溶解平衡的应用 1 沉淀的溶解与生成 如何利用Q与K来判断平衡移动的方向 如何判断沉淀的生成与溶解 Q Ksp时难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态 溶液是饱和溶液 Q Ksp溶液中将析出沉淀 直到溶液中的Q Ksp为止 Q Ksp溶液为不饱和溶液 将足量的难溶电解质固体放入 固体将溶解 直到溶液中Q Ksp时 溶液达到饱和 解释前面 观察 思考 中的实验现象 如果将2 10 4mol L 1的CaCl2溶液与3 10 4mol 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 5 10 8 mol L 1 2 Ksp结论是能产生沉淀 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 CaCO3 s Ca2 aq CO32 aq 常温下 CaCO3的Ksp 2 8 10 9mol2 L 2 Ca2 和CO32 的浓度分别为2 10 3mol L 1 3 10 3mol L 1 试判断CaCO3的质量变化如何 解析 Q c CO32 c Ca2 2 10 3mol L 1 3 10 3mol L 1 6 10 6mol2 L 2 2 8 10 9mol2 L 2 即Q Ksp 所以平衡向逆方向移动因此 CaCO3沉淀的质量增加 第四组 大规模砍伐森林等人类活动对珊瑚虫生长的影响 应用知识 第一组 已知BaSO4与BaCO3都难溶于水 且Ksp相差很小 利用X射线进行消化系统透视时 却用BaSO4而不用BaCO3作造影剂 原因何在 第二组 Ba2 有毒 如遇钡离子中毒 应尽快用5 0 的Na2SO4溶液洗胃 能解毒吗 第三组 美丽溶洞的形成原因 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 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 溶洞的形成 化学与自然 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 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 珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物 可从周围的海水中获取Ca2 和HCO3 经反应形成石灰石外壳 珊瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸的产生 对珊瑚的形成贡献巨大 人口增长 人类大规模砍伐森林 燃烧煤和其他化学燃料等因素导致空气中二氧化碳增多 使海水中二氧化碳浓度增大 干扰珊瑚的生长 甚至造成珊瑚虫的死亡 美丽的珊瑚礁 观察 思考 产生白色沉淀 Zn2 S2 ZnS 沉淀转化为黑色 ZnS s Cu2 aq CuS s Zn2 aq 三 沉淀的转化 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 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 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 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M