沉淀溶解平衡7PPT课件

1、第1页/共30页化学平衡状态化学平衡状态1 1、定义：、定义： 在一定条件下的可逆反在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应速率相应，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。浓度保持不变的状态。2 2、特征、特征：、逆：、逆：可逆反应（条件一定）可逆反应（条件一定）、等：、等： 、定、定： 、动：、动： 、变：、变： V V正正=V=V逆逆各组分的各组分的浓度浓度、百分含量百分含量保持不变保持不变动态平衡，动态平衡，V V正正=V=V逆逆0 0 外界条件一旦改变，平衡随之破坏。外界条件一旦改变，平衡随之破坏。第2页/共30页一定温度下，可逆反应：一

2、定温度下，可逆反应：aAbB cCdD K =c cc c（C C）c cd d（D D）c ca a（A A）c cb b（B B）意义：意义： K的大小说明反应进行的的大小说明反应进行的限度限度 一定温度下，利用一定温度下，利用K与任意时刻与任意时刻浓度商浓度商Q的的大小比较，可预测反应进行的大小比较，可预测反应进行的方向方向。QK，Q = K，QK，平衡平衡逆向逆向移动，直至达新的化学平衡状态移动，直至达新的化学平衡状态化学平衡状态化学平衡状态平衡平衡正向正向移动，直至达新的化学平衡状态移动，直至达新的化学平衡状态第3页/共30页 难溶难溶 微溶微溶 可溶可溶 易溶易溶0.01 1 10

3、 (Sg/100g水水)第4页/共30页探究实验：探究实验： （1）将少量的）将少量的PbI2固体加到盛固体加到盛有一定量水的试管中，振荡，静有一定量水的试管中，振荡，静置一段时间。置一段时间。溶解在水中的溶解在水中的Pb2和和 I又又能否结合生成能否结合生成PbI2沉淀呢？沉淀呢？ （2）取）取上层清液上层清液12ml，加入，加入试管中，逐滴加入试管中，逐滴加入KI溶液溶液，振荡，振荡，观察实验现象。观察实验现象。 思思 考考第5页/共30页 一定温度下，沉淀溶解成离子的速率一定温度下，沉淀溶解成离子的速率等等于于离离子重新结合成沉淀的速率，形成子重新结合成沉淀的速率，形成饱和饱和溶液，固体

4、溶液，固体质量和溶液中各离子的浓度保持质量和溶液中各离子的浓度保持不变不变的状态。的状态。例如：例如：AgCl(s) AgAgCl(s) Ag+ + + Cl + Cl- - 溶解溶解沉淀沉淀1、定义：、定义：PbIPbI2 2 (s)(s) PbPb2 2(aq)(aq)2I2I(aq) (aq) 溶解溶解沉淀沉淀V V溶溶V V沉沉=0速率速率V0时间时间t.V V溶溶V V沉沉t1等等2、特征：、特征：、定定、动动、变变 第6页/共30页3 、影响沉淀溶解平衡的因素：、影响沉淀溶解平衡的因素：内因：内因：难溶物质本身性质难溶物质本身性质主要决定因素主要决定因素 外因外因：（1 1）浓度）

5、浓度（2 2）温度）温度（3 3）同离子效应）同离子效应加水，平衡向溶解方向移动加水，平衡向溶解方向移动升温，多数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向平衡体系中加入相同的离子使平衡向沉淀方向移动使平衡向沉淀方向移动（4 4）其他）其他向平衡体系中加入可与体系中某些离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，平衡正移子反应生成更难溶物质或气体时，平衡正移CaCO3 Ca2+ + CO32-第7页/共30页4 4、溶度积常数、溶度积常数(K(Kspsp) )PbI2(s）Pb2+ + 2I-2525时时溶度积：溶度积：在一定温度下，难溶电解

6、质在溶液中达到沉淀溶解在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时，平衡时，离子浓度保持不变。其离子浓度的离子浓度保持不变。其离子浓度的化学计化学计量数次方量数次方的乘积为一个常数，称之为的乘积为一个常数，称之为溶度积常数溶度积常数, ,简称溶度积，用简称溶度积，用K Kspsp表示。表示。= 7.110-9 mol3 L-3Ksp=PbIIPbK222 Ksp值的大小只与难溶电解质本身的值的大小只与难溶电解质本身的 性质性质和和温度温度有关，与浓度无关。有关，与浓度无关。 K PbI2= Pb2+ I- 2第8页/共30页难溶物难溶物Ksp表达式表达式AgClAgBrAgIMg(OH)

7、2Cu(OH)2=Ag+ Cl- =Ag+ Br- =Ag+ I- =Mg2+ OH- 2=Cu2+ OH- 2Ksp值值（25）溶解度（溶解度（g）1.810-10 mol2L-21.810-45.010-13 mol2L-28.410-68.310-17 mol2L-22.110-75.610-12 mol3L-36.510-32.210-20 mol3L-3 1.710-5（1）溶度积和溶解度都可以表示物质的溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能力溶解能力，请根据下表分析，溶度积与溶，请根据下表分析，溶度积与溶解度有什么解度有什么关系关系？ 写出下列难溶物的溶度积表达式写出下列难溶物的溶度

8、积表达式 第9页/共30页(2)(2)将将0.001mol/L NaCl0.001mol/L NaCl溶液和溶液和0.001mol/L 0.001mol/L AgNOAgNO3 3溶液等体积混合溶液等体积混合, ,是否有是否有AgClAgCl沉淀生成沉淀生成? ? QAg+ Cl- 106 mol2/L-2 0.001 mol/L 0.001 mol/L KSP离子结合生成沉淀离子结合生成沉淀(AgCl(AgCl的的K KSPSP=1.8=1.8101010 10 molmol2 2L L-2-2) )第10页/共30页5 5、溶度积规则：、溶度积规则： （1）Ksp反映了反映了难溶电解质在水

9、中的溶解能力难溶电解质在水中的溶解能力。同类型。同类型的难溶电解质，在同温度下的难溶电解质，在同温度下，K Kspsp越大，溶解度越大越大，溶解度越大；不同类型的难溶电解质不同类型的难溶电解质，应通过计算才能进行比较应通过计算才能进行比较。（2）在一定温度下在一定温度下，通过比较任意状态离子积，通过比较任意状态离子积（Q Q ）与溶度积（与溶度积（K Kspsp）的大小，判断难溶电解质沉淀溶解）的大小，判断难溶电解质沉淀溶解平衡进行的方向。平衡进行的方向。当当Q Q = = K Kspsp时，时，当当Q Q K Kspsp时，时，当当Q Q K Kspsp时，时，饱和溶液，已达到沉淀溶解平衡状

10、态。饱和溶液，已达到沉淀溶解平衡状态。不饱和溶液，沉淀溶解，即反应向沉淀溶解不饱和溶液，沉淀溶解，即反应向沉淀溶解的方向进行，直达平衡状态（饱和为止）。的方向进行，直达平衡状态（饱和为止）。离子生成沉淀，即反应向生成沉淀方向离子生成沉淀，即反应向生成沉淀方向进行，直到平衡状态（饱和为止）。进行，直到平衡状态（饱和为止）。BACK第11页/共30页沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡生活生活自然界自然界生产生产溶液中的化学反应溶液中的化学反应二、沉淀溶解平衡的应用二、沉淀溶解平衡的应用第12页/共30页1 1、沉淀的生成、沉淀的生成（1 1）意义：在物质的检验、提纯及工厂废水的处理）意义：在物质的检验、提纯

11、及工厂废水的处理等方面有重要意义。等方面有重要意义。（2 2）方法：）方法： A A、调节、调节PHPH法法 B B、加沉淀剂法、加沉淀剂法（3 3）原则：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完）原则：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好全越好第13页/共30页 根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，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。例平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。例如如医院中进行钡餐透视时，用医院中进行钡餐透视时，用BaSOBaSO

12、4 4做内服造影剂，做内服造影剂，为什么不用为什么不用BaCOBaCO3 3做内服造影剂？做内服造影剂？BaCO3 Ba2+ + CO32-第14页/共30页 当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的后，会形成各种奇形异状的溶洞溶洞。你知道。你知道它是如何形成的吗它是如何形成的吗？第15页/共30页问题问题1 1：溶洞里美丽的石笋、钟乳是如何形溶洞里美丽的石笋、钟乳是如何形成的？成的？Ca2+2HCO3-

13、 CaCO3+CO2+H2O CaCO3+CO2+H2O Ca2+2HCO3- 问题问题2 2：人口增长、燃烧煤和其他化石燃料人口增长、燃烧煤和其他化石燃料为什么会干扰珊瑚的生长？为什么会干扰珊瑚的生长？第16页/共30页 向盛有向盛有2mL 0.1mol/L ZnSO2mL 0.1mol/L ZnSO4 4溶液的试管中溶液的试管中加入加入几滴几滴NaNa2 2S (0.1mol/L)S (0.1mol/L) 溶液，再向其中溶液，再向其中滴加滴加CuSOCuSO4 4溶液，观察沉淀颜色的变化溶液，观察沉淀颜色的变化。探究实验探究实验2:物质物质ZnSCuSKsp(mol2L-2)1.610-2

14、41.310-36沉淀颜色沉淀颜色白色白色黑色黑色第17页/共30页 ZnS(s) Zn2+(aq) + S2-(aq) +Cu2+(aq)CuS(s) 平衡向右移动平衡向右移动沉淀转化的实质沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动。沉淀溶解平衡的移动。沉淀转化的条件沉淀转化的条件： 难溶电解质转化成更加难溶的物质难溶电解质转化成更加难溶的物质第18页/共30页实验现象实验现象 离子方程式离子方程式 实验实验1 实验实验2 实验实验3 白色沉淀产生白色沉淀产生Ag+Cl-=AgCl白色沉淀转化为黄色白色沉淀转化为黄色AgCl (s)+I-(aq) AgI (s)+Cl-(aq)黄色沉淀转化为黑色黄色

15、沉淀转化为黑色2AgI(s)+S2-(aq) Ag2S(s)+2I-+(aq)Ag+Cl- AgCl (s)+I-(aq) AgI(s)+S2-(aq) ?第19页/共30页 在工业废水的处理过程中，常用在工业废水的处理过程中，常用FeS(s)MnS(s)等难溶物作等难溶物作为沉淀剂除去废水中的为沉淀剂除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。等重金属离子。 Ksp(FeS)=6.310-18mol2L-2 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2 Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2练习练习：写出：写出FeS(

16、s)与废水中的与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程的反应离子方程式。式。 FeS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Fe2+ (aq) FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+ (aq) FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+ (aq) 沉淀转化原理利用沉淀转化原理利用:第20页/共30页 Cu2+(aq) + MnS(s) = CuS(s)+Mn2+(aq) Cu2+ + H2S = CuS +2H+ Cu2+ + S2- = CuS Cu2+ + HS- = CuS +H+说明说明: 用用MnS、H2S、

17、Na2S、NaHS、(NH4)2S作沉作沉淀剂都能除去工业废水中的淀剂都能除去工业废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等等重金属离子。重金属离子。 第21页/共30页水垢中的水垢中的Mg(OH)Mg(OH)2 2是怎样生成的是怎样生成的? ?硬水硬水:是含有较多是含有较多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和和SO42-的水的水.加热时：加热时： Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3 +CO2 + H2O Mg2+ + 2HCO3- = MgCO3 +CO2 + H2O MgCO3+ H2O = Mg(OH)2 +CO2 为什么在水垢中镁主要以为什么在水垢中镁主要以Mg(OH)2沉淀沉

18、淀形式存在，而形式存在，而不是以不是以MgCO3沉淀沉淀的形式存在？比较它们饱和时的形式存在？比较它们饱和时Mg2+的大小。的大小。136323106 . 2108 . 6)(LmolMgCOKspMgMgCO的饱和溶液中：在143123222101 . 14106 . 54)()(LmolOHMgKspMgOHMg饱和溶液中：在第22页/共30页MgCO3沉淀溶解平衡：沉淀溶解平衡：MgCO3(s) Mg2+ + CO32-LmolMgCOKspCO/106 . 2108 . 6)(36323CO32-水解平衡：水解平衡：CO32- + H2O HCO3- + OH-4111421079.

19、1105 . 510awhKKK1434106 . 6106 . 21079. 1LmolCKOHh924322102 . 1)106 . 6(106 . 2OHMgQc 因为因为Qc Ksp(Mg(OH)2),所以有所以有Mg(OH)2沉淀析出。沉淀析出。即加热后，即加热后，MgCO3沉淀转化为沉淀转化为Mg(OH)2。 因此硬水加热后的水垢的主要成分是因此硬水加热后的水垢的主要成分是CaCO3和和Mg(OH)2而不是而不是CaCO3 和和MgCO3.洗涤水垢的方法：洗涤水垢的方法：除出水垢中的除出水垢中的CaCO3和和Mg(OH)2用食醋，用食醋， CaCO3+2CH3COOH=(CH3C

20、OO)2Ca +CO2 +H2O Mg(OH)2+2CH3COOH= =(CH3COO)2Mg+2H2O第23页/共30页小小 结结沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡溶度积溶度积沉淀溶解平衡的应用沉淀溶解平衡的应用1.1.沉淀的溶解与生成沉淀的溶解与生成2.2.沉淀的转化沉淀的转化第24页/共30页1.1.将将4 41010-3-3molmol/L/L的的Pb(NOPb(NO3 3) )2 2溶液与溶液与4 41010-3-3molmol/L/L的的KIKI溶液溶液等体积混合能否等体积混合能否有沉淀析出？有沉淀析出？ (K(Kspsp(PbI(PbI2 2)= 7.1)= 7.11010-9-9molmol3 3 L L-3-3) )第25页/共30页 2 2、牙齿表面由一层硬的、组成为牙齿表面由一层硬的、组成为CaCa5 5(PO(PO4 4) )3 3OHOH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡： CaCa5 5(PO(PO4 4) )3 3OHOH