鲁科版选修4 3.3沉淀溶解平衡 课件（42张）.pptx

第3节沉淀溶解平衡 在nacl的水溶液中 再加入固体溶质 固体有没有溶解过程 探究 饱和nacl溶液 一昼夜后观察发现 固体变为规则的立方体 质量并未发生改变 思考 得到什么启示 一昼夜后 探究 nacl s na cl 迁移应用 可溶的电解质溶液中存在溶解平衡 难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢 实验探究 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 静置 待上层液体变澄清 几滴同浓度ki溶液 pbi2 s pb2 aq 2i aq pbi2 溶解pbi2s 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 一 沉淀溶解平衡 3 特征 逆 动 等 定 变 练 书写碳酸钙溶解平衡的表达式 一定温度下 当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 达到平衡状态 我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡 2 表达式 1 概念 mg oh 2 s mg2 aq 2oh aq 沉淀溶解平衡和化学平衡 电离平衡一样 符合平衡的基本特征 满足平衡的变化基本规律 caco3 s ca2 aq co32 aq 动态平衡 外界条件一定 溶液中各粒子的浓度保持不变 外界条件改变 溶解平衡发生移动 v溶解 v析出 0 动 等 定 变 练一练 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 思考 难溶等于不溶吗 习惯上 将溶解度小于0 01克的电解质称为难溶电解质 难溶电解质的溶解度尽管很小 但不会等于0 没有绝对不溶的物质 4 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 agcl s ag aq cl aq 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 思考 对于平衡agclag cl 若改变条件 对其有何影响 不移动不变不变 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 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 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 二 溶度积常数或溶度积 ksp 如mg oh 2 s mg2 aq 2oh aq 表达式 概念 溶度积 ksp 的大小与难溶电解质性质和温度有关 与沉淀的量无关 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 25 时 ksp mg2 oh 2 5 6 10 12mol3 l 3 练 请写出baso4 al oh 3的沉淀溶解平衡与溶度积ksp表达式 baso4 s ba2 aq so42 aq ksp ba2 so42 al oh 3 s al3 aq 3oh aq ksp al3 oh 3 几种难溶电解质在25 时的溶解平衡和溶度积 agcl s ag cl ksp ag cl 1 8 10 10mol2 l 2agbr s ag br ksp ag br 5 0 10 13mol2 l 2agi s ag i ksp ag i 8 3 10 17mol2 l 2mg oh 2 s mg2 2oh ksp mg2 oh 2 5 6 10 12mol3 l 3 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 ksp反映了难溶电解质在水中的溶解度 练一练 1 下列叙述正确的是 a 由于agcl水溶液导电性很弱 所以它是弱电解质b 难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积常数c 溶度积常数大者 溶解度也大d 用水稀释含有agcl固体的溶液时 agcl的溶度积常数不变 d 三 沉淀溶解平衡的应用 1 沉淀的生成 1 意义 在物质的检验 提纯及工厂废水的处理等方面有重要意义 2 方法 a 调节ph法例 工业原料氯化铵中混有氯化铁 加氨水调ph值至7 8fe3 3nh3 h2o fe oh 3 3nh4 b 加沉淀剂法如 沉淀cu2 hg2 等 以na2s h2s做沉淀剂 3 原则 生成沉淀的反应能发生 且进行得越完全越好 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 2 沉淀的溶解 根据平衡移动原理 对于在水中难溶的电解质 如果能设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子 使平衡向沉淀溶解的方向移动 就可以使沉淀溶解 例如医院中进行钡餐透视时 用baso4做内服造影剂 为什么不用baco3做内服造影剂 baso4和baco3的沉淀溶解平衡分别为 baso4ba2 so42 ksp 1 1 10 10mol2 l 2baco3ba2 co32 ksp 5 1 10 9mol2 l 2 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 baco3ba2 co32 h co2 h2o 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 陕西商洛柞水县柞水溶洞 山东淄博博山溶洞 问题1 溶洞里美丽的石笋 钟乳是如何形成的 问题2 人口增长 燃烧煤和其他化石燃料为什么会干扰珊瑚的生长 学以致用 沉淀的溶解 baco3 s 等难溶盐溶解在强酸溶液中 baco3 s 2h co2 h2o ba2 caco3 s 2h co2 h2o ca2 zns s 2h zn2 h2s 难溶于水的氢氧化物溶解在酸中 mg oh 2 s 2h mg2 2h2ofe oh 3 s 3h fe3 3h2omg oh 2 s 溶解在氯化铵等酸性的盐溶液中 mg oh 2 s 2nh4 mg2 h2o 2nh3 沉淀的溶解原理 实质是设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子 使平衡向沉淀溶解的方向移动 例 caco3难溶于h2so4 易溶于hcl a 酸碱溶解法 例 al oh 3既溶于hcl 又溶于naoh b 难溶于水的电解质溶于某些盐溶液例 mg oh 2溶于nh4cl溶液 欲使某物质溶解 需必要条件qi ksp c 其它沉淀溶解的方法 利用氧化还原反应使沉淀溶解 cus hgs等不能溶于非氧化性的强酸 如盐酸 只能溶于氧化性的强酸 如硝酸 甚至是王水 其间发生了氧化还原反应 生成配位化合物使沉淀溶解 银氨溶液的制取就是典型的例子利用生成稳定的可溶配位化合物 ag nh3 2 oh来溶解沉淀agoh 常用于溶解某些具有明显氧化性或还原性的难溶物 向盛有2ml0 1mol lznso4溶液的试管中加入几滴na2s 0 1mol l 溶液 再向其中滴加cuso4溶液 观察沉淀颜色的变化 探究实验2 3 沉淀的转化 zns s zn2 aq s2 aq cu2 aq cus s 平衡向右移动 沉淀转化的实质 沉淀溶解平衡的移动 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 这种转化的趋势越大 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 mgco3沉淀溶解平衡 mgco3 s mg2 co32 co32 水解平衡 co32 h2ohco3 oh 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 小结 沉淀溶解平衡 溶度积 沉淀溶解平衡的应用 1 沉淀的溶解与生成 2 沉淀的转化 随堂练习 1 将4 10 3mol l的pb no3 2溶液与4 10 3mol l的ki溶液等体积混合能否有沉淀析出 ksp pbi2 7 1 10 9mol3 l 3 2 讨论 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 溶度积规则 1 q ksp时 过饱和溶液 生成沉淀2 q ksp时 沉淀溶解平衡3 q ksp时 不饱和溶液 沉淀溶解 知识回顾 一定温度下 可逆反应 aa bbcc dd k 意义 k的大小说明反应进行的限度 一定温度下 利用k与任意时刻浓度商q的大小比较 可预测反应进行的方向 q k q k q k 平衡逆向移动 直至达新的化学平衡状态 化学平衡状