202X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14鲁科版选修4

1、肾结石做的金字塔肾结石做的金字塔伦敦生化学展上展出伦敦生化学展上展出的肾结石图片的肾结石图片肾结石的病因肾结石的病因大如拳头的肾结石大如拳头的肾结石肾结石的主要成分：肾结石的主要成分：难溶的难溶的CaC2O4和和Ca3 (PO4)2沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡第一课时第一课时你这节课的学习目标：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；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、解决沉淀的能运用平衡移动原理分析、解决沉淀的 溶解和生成问题溶解和生成问题2. 正确理解和掌握溶度积正确理解和掌握溶度积Ksp的概念和计算的概念和计算一定温度下，固体物质的溶解度一

2、定温度下，固体物质的溶解度s(g) 难溶难溶 不溶不溶你还记得吗？你还记得吗？实验探究实验探究 如何设计实验验证难溶电解质如何设计实验验证难溶电解质CaCO3在水中存在着局部溶解？在水中存在着局部溶解？ 合作探究合作探究在上层清液中滴在上层清液中滴加加CaCl2溶液后，溶液后，有白色沉淀产生有白色沉淀产生实验现象：实验现象：结论解释：结论解释：CaCO3溶液溶液静置，待上层静置，待上层液体变澄清液体变澄清滴加滴加几滴几滴CaCl2溶溶液液CaCO3(s) Ca2(aq) + CO32-(aq) CaCO3结论：难溶电解质也有局部溶解，结论：难溶电解质也有局部溶解，存在溶解平衡存在溶解平衡CaC

3、O3溶解平衡溶解平衡的建立的建立Ca2+CO32-一定一定T 时时: 溶解溶解 CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32-(aq) 沉淀沉淀 水分子作用下水分子作用下难溶电解质溶解与沉淀过程难溶电解质溶解与沉淀过程沉淀沉淀溶解平衡溶解平衡 一定温度下，沉淀溶解的速率一定温度下，沉淀溶解的速率和沉淀生成和沉淀生成的速率的速率相等相等时时，形成，形成电解质的电解质的饱和饱和溶液，固溶液，固体量和溶液中各离子的浓度保持体量和溶液中各离子的浓度保持不变不变的状态。的状态。逆逆、等、等、动动、定、定、变变 1. 概念概念：2. 表达式：表达式：3. 特征：特征：平衡的平衡的共性共性CaCO3(s

4、) Ca2+(aq) + CO32-(aq) 1. 以下对沉淀溶解平衡的描述正确的选项是以下对沉淀溶解平衡的描述正确的选项是 A. 反响开场时，溶液中各离子浓度相等反响开场时，溶液中各离子浓度相等 B. 沉淀溶解到达平衡时，沉淀的速率与溶解沉淀溶解到达平衡时，沉淀的速率与溶解的速率相等的速率相等 C. 沉淀溶解到达平衡时，溶液中离子的浓度沉淀溶解到达平衡时，溶液中离子的浓度相等且保持不变相等且保持不变 D. 沉淀溶解到达平衡时，如果再参加该沉淀沉淀溶解到达平衡时，如果再参加该沉淀物，将促进溶解物，将促进溶解 稳固练习稳固练习溶度积常数溶度积常数Ksp 在一定温度下，难溶电解质到达沉淀溶解在一定

5、温度下，难溶电解质到达沉淀溶解平衡状态时，饱和溶液中各离子浓度的化学计平衡状态时，饱和溶液中各离子浓度的化学计量数次方的乘积。量数次方的乘积。固体浓度视固体浓度视为定值为定值 = Ca2+CO32-Ksp 溶度积有单位溶度积有单位思考：思考：Ksp的大小受哪些因素的影响？的大小受哪些因素的影响？ 难溶电解质难溶电解质本身本身的性质、温度的性质、温度2233CaCOKCaCO稳固练习稳固练习2. 请写出请写出BaSO4、Ag2SO4的沉淀溶解平衡的沉淀溶解平衡表达式与溶度积表达式与溶度积Ksp表达式表达式注意标明物质状态、可逆符号和系数注意标明物质状态、可逆符号和系数BaSO4(s) Ba2+(

6、aq) + SO42-(aq) Ksp=Ba2+SO42- Ag2SO4(s) 2Ag+(aq) + SO42-(aq)Ksp=Ag+2SO42- 稳固练习稳固练习3. 在一定温度下，向在一定温度下，向PbI2饱和溶液中加水，饱和溶液中加水，以下表达正确的选项是以下表达正确的选项是 A. PbI2的溶解度增大的溶解度增大 B. PbI2的溶解度和的溶解度和Ksp均不变均不变C. PbI2的的Ksp增大增大 D. PbI2的溶解度和的溶解度和Ksp均增大均增大稳固练习稳固练习4. 难溶电解质难溶电解质AB2饱和溶液中，饱和溶液中，c(A2+)=xmolL-1，c(B-)=ymolL-1，那么那么

7、Ksp值为值为 A. B. C. D. 212xyxy2xy24xy影响沉淀影响沉淀溶解平衡溶解平衡的因素的因素内因：内因：外因：外因： 温度温度 浓度浓度难溶电解质本身的性质难溶电解质本身的性质符合平衡移动原理符合平衡移动原理改变条件改变条件平衡移动方向平衡移动方向升升 温温加加 水水 加加AgCl(s)加加NaCl(s)加加AgNO3(s)对于平衡对于平衡AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 假设改变假设改变条件，对其有何影响？条件，对其有何影响？ 不移动不移动 本课小结本课小结1. 理解难溶电解质的溶解平衡理解难溶电解质的溶解平衡2. 溶度积溶度积的概念和简单计算的概念和简

8、单计算3. 影响沉淀溶解平衡的因素影响沉淀溶解平衡的因素稳固练习稳固练习1. 在平衡体系在平衡体系Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)中，能使中，能使Ca(OH)2减小的是减小的是 A. Na2CO3溶液溶液 B. AlCl3溶液溶液 C. NaOH溶液溶液 D. CaCl2溶液溶液 稳固练习稳固练习2. 一定温度下，分别把一定温度下，分别把 1 g AgCl 固体放于固体放于以下各种不同溶液里，充分搅拌使其到达以下各种不同溶液里，充分搅拌使其到达溶解平衡后，剩余固体质量最大的是溶解平衡后，剩余固体质量最大的是 A. 20 mL 0.1 molL-1 KCl溶液溶液B. 2

9、0 mL 0.1 molL-1 MgCl2溶液溶液C. 20 mL 0.2 molL-1 CaCl2溶液溶液D. 20 mL 0.15 molL-1 AlCl3溶液溶液沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡第二课时第二课时知识回忆知识回忆1. 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡概念概念2. 溶度积溶度积的概念和简单计算的概念和简单计算3. 影响沉淀溶解平衡的因素影响沉淀溶解平衡的因素 一定温度下，沉淀溶解的速率一定温度下，沉淀溶解的速率和沉淀生成和沉淀生成的速率的速率相等相等时时，形成，形成电解质的电解质的饱和饱和溶液，固溶液，固体量和溶液中各离子的浓度保持体量和溶液中各离子的浓度保持不变不变的状态。

10、的状态。知识回忆知识回忆1. 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡概念概念2. 溶度积溶度积的概念和简单计算的概念和简单计算3. 影响沉淀溶解平衡的因素影响沉淀溶解平衡的因素 在一定温度下，难溶电解质到达沉淀溶解在一定温度下，难溶电解质到达沉淀溶解平衡状态时，饱和溶液中各离子浓度的化学计平衡状态时，饱和溶液中各离子浓度的化学计量数次方的乘积。量数次方的乘积。1. 以下说法正确的选项是以下说法正确的选项是 ( )A. 在一定温度下在一定温度下AgCl水溶液中，水溶液中，Ag+和和Cl-浓浓度的乘积是一个常数；度的乘积是一个常数；B. AgCl的的Ksp=1.810-10 mol2L-2，在任

11、何含，在任何含 AgCl固体的溶液中，固体的溶液中，c(Ag+)=c(Cl-)且且Ag+与与Cl- 浓度的乘积等于浓度的乘积等于1.810-10 mol2L-2；C. 温度一定时，当溶液中温度一定时，当溶液中Ag+和和Cl-浓度的乘积浓度的乘积等于等于Ksp值时，此溶液为值时，此溶液为AgCl的饱和溶液；的饱和溶液；D. 向饱和向饱和AgCl水溶液中参加盐酸，水溶液中参加盐酸，Ksp值变大。值变大。大展身手大展身手CKsp的的有关计算有关计算： 【例】【例】25时，时，Ksp(PbI2)= 7.110-9 mol3L-3，求求PbI2饱和溶液中的饱和溶液中的Pb2+和和I- = Pb2+I-2

12、 I-=2Pb2+ Ksp Pb2+= =1.2110-3molL-13sp14K解：解： I-=2.4210-3molL-1(1)(1)利利用溶度积计算某种离子的浓度用溶度积计算某种离子的浓度练练1: 25时，时， Ksp (AgBr)= 5.010-10 mol2L-2求求AgBr的饱和溶液中的的饱和溶液中的Ag+和和Br-练练2: 25时，时， Ksp (Mg(OH)2)= 5.610-12mol3L-3求求Mg(OH)2 的饱和溶液中的的饱和溶液中的Mg2+和和OH-几种难几种难溶溶电解质在电解质在25时的溶解平衡和溶度积：时的溶解平衡和溶度积： AgCl(s) Ag+ + Cl- K

13、sp= Ag+Cl- = 1.810-10mol2 L-2AgBr(s) Ag+ + Br- Ksp= Ag+Br- = 5.010-13mol2 L-2AgI(s) Ag+ + I- Ksp= Ag+I- = 8.310-17mol2 L-2Mg(OH)2(s) Mg2+2OH- Ksp= Mg2+OH- 2 = 5.610-12mol3 L-3一样类型一样类型(如如AB型型)的难溶电解质的的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，溶解度越小，越难溶。越小，越难溶。如如: Ksp (AgCl) Ksp (AgBr) Ksp (AgI)溶解度溶解度:AgCl AgBr AgI(2) Ksp反映了难

14、溶电解质在水中的溶解度反映了难溶电解质在水中的溶解度想一想：想一想：有人说有人说Ksp越小，其物质越小，其物质的溶解度就越小，你认为正确吗？的溶解度就越小，你认为正确吗？难溶物难溶物Ksp溶解度/sAgCl1.810-41.810-4AgBr5.410-138.410-6AgI8.510-172.110-7BaSO41.110-102.410-4Fe(OH)32.610-393.010-9CaCO35.010-97.110-4常见难溶电解质的浓度积常数和溶解度常见难溶电解质的浓度积常数和溶解度2525(3) 溶度积与溶解度的相互换算溶度积与溶解度的相互换算溶解度溶解度s的单位的单位g/L或或m

15、ol/L,即饱和时的浓即饱和时的浓度。度。AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq) s ms nsKsp=An+mBm-n =msmnsn =mmnnsm+n 例例1:室温下，室温下，AgCl的溶解度是的溶解度是1.9310-3g/L,求求AgCl的溶度积。的溶度积。AgCl的摩尔质的摩尔质量为量为143.3g/mol。解：把解：把AgCl溶解度单位溶解度单位(g/L)换算成换算成molL-1s=1.9310-3 =1.3510-5molL-1求求Ksp AgCl(s) Ag+ (aq)+Cl-(aq)平衡时平衡时 1.3510-5 1.3510-5Ksp(AgCl)=Ag+Cl-

16、=(1.3510-5)2 =1.8210-10mol2L-2答：答：AgCl的的Ksp为为1.8210-10mol2L-2练习练习: Ag2CrO4在在298K时溶解度时溶解度s=1.3410-4molL-1求求Ksp解：解：Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+ CrO42-(aq)平衡时平衡时 21.3410-4 1.3410-4Ksp=Ag+2CrO42- =(21.3410-4)21.3410-4 =9.6210-12mol3L-3答：铬酸银在答：铬酸银在298K时的时的Ksp=9.6210-12mol3L-3同种类型同种类型(即阴阳离子个数比一样即阴阳离子个数比一样)的难溶电解质，

17、在一定温度下，的难溶电解质，在一定温度下，Ksp越大那么溶解度越大。越大那么溶解度越大。不同类型那么不能用不同类型那么不能用Ksp的大小来的大小来比较溶解度的大小，必须经过换算比较溶解度的大小，必须经过换算才能得出结论。才能得出结论。结论结论小结：影响溶解平衡的因素：小结：影响溶解平衡的因素：内因：内因：电解质本身的性质电解质本身的性质 外因：外因： a)浓度：浓度：b)温度：温度：平衡右移平衡右移平衡左移平衡左移 多数平衡向溶解方向移动多数平衡向溶解方向移动升温升温加水加水增大一样离子浓增大一样离子浓度度 AgClS Ag+(aq) + Cl-(aq)改变条件改变条件平衡移动方平衡移动方向向

18、平衡时平衡时c(Ag+ )平衡时平衡时c(Cl-)升升 温温加加 水水加加AgCl(s)加加NaCl(s)加加AgNO3(s)加加NH3H2O讨论：讨论：对于平衡对于平衡 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 若若改变条件，对其有何影响改变条件，对其有何影响不移动不移动 正反响正反响正反响正反响正反响正反响逆反响逆反响逆反响逆反响不变不变不变不变不变不变不变不变增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大减小减小减小减小减小减小石灰乳中存在以下平衡：石灰乳中存在以下平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2 OH- (aq),参加以下溶液，可使参加以下溶液，可使Ca(OH)2减

19、少的是减少的是()2CO3溶液溶液3溶液溶液 溶液溶液2溶液溶液 34ClABF交流交流研讨研讨1. 珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，它们可以从周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围海水中获取Ca2+和和HCO3-，经反响形成石灰石，经反响形成石灰石外壳：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，对珊瑚的形成奉献很大。人口增长、人类大生，对珊瑚的形成奉献很大。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，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

20、瑚的生长，甚至造成珊瑚虫死亡。分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。析这些因素影响珊瑚生长的原因。生成的有机酸能中和生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿矿方向移动，加速腐蚀牙齿 (2)(2)沉淀的生成沉淀的生成例例1：将：将410-3mol L-1的的AgNO3溶液与溶液与410-3mol L-1的的NaCl溶液溶液等体积混合能否有沉淀析出？等体积混合能否有沉淀析出？Ksp(AgCl)= 1.810-10mol2 L-2解：只有当解：只有当 Qc Ksp时，离子才能生成沉淀。时，离子才能生成沉淀。混合后：混合后：Ag+=2

21、 10-3mol L-1,Cl-= 2 10-3mol L-1 Qc=Ag+Cl-=2 10-3mol L-1 2 10-3mol L-1 =4.0 10-6mol2 L-210-10mol2 L-2 QcKsp,所以有所以有AgCl沉淀析出。沉淀析出。练习：将练习：将410-3mol L-1的的Pb(NO3)2溶液与溶液与410-3mol L-1的的KI溶液溶液等体积混合能否有沉淀析出？等体积混合能否有沉淀析出？Ksp(PbI2)= 7.110-9mol3 L-3解：解：Qc=pb2+I-2 =2 10-3mol L-1 ( 2 10-3mol L-1)2 =810-9 Ksp(PbI2)

22、所以有所以有PbI2沉淀析出。沉淀析出。例例2. 在在1L含含1.010-3molL-1 的的SO42-溶液中，注入溶液中，注入0.01mol BaCl2溶液假设溶液体积不变能否有效除去溶液假设溶液体积不变能否有效除去SO42-?:Ksp(BaSO4)= 410-10 mol2L-2解：解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成生成BaSO4沉沉淀后，淀后，Ba2+过量，剩余的即过量，剩余的即Ba2+ SO42-=Ksp/Ba2+= 1.110-10/9.010-3=1.210-8(mol/L) 因为，剩余的即因为，剩余的即SO42-=1.210-8m

23、ol/L1.010-5mol/L 所以，所以， SO42-已沉淀完全，即有效除去了已沉淀完全，即有效除去了SO42-。注意：注意：当剩余离子即平衡离子浓度当剩余离子即平衡离子浓度10-5mol/L时，认为离子时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。已沉淀完全或离子已有效除去。例例. 用用5%的的Na2SO4溶液能否有效除去误食的溶液能否有效除去误食的Ba2+?:Ksp(BaSO4)=1.110-10mol2L-2解：解：5% 的的Na2SO4溶液中的溶液中的SO42-0.352mol/L, Ba2+=(1.110-10mol2 L-2)/ (0.352mol/L)10-10mol L-1 因为

24、剩余的因为剩余的Ba2+Ksp 有沉淀析出有沉淀析出)3.将将10ml 410-4molL-1的的MgSO4溶液与溶液与10ml 210-4molL-1的的NaOH溶液混合能否有溶液混合能否有Mg(OH)2沉淀析出？沉淀析出？ Ksp(Mg(OH)2)= 5.610-12mol3L-3 Qc=2 10-12mol3L-3 Ksp(CuS),CuS的溶解的溶解度远小于度远小于ZnS的溶解度。的溶解度。 当向当向ZnS沉淀上滴加沉淀上滴加CuSO4溶液时，溶液时， ZnS溶解产生的溶解产生的S2-与与 CuSO4溶液中的溶液中的Cu2+足以满足足以满足QcKsp(CuS)的条件，的条件， S2-与

25、与Cu2+结合产生结合产生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。沉淀并建立沉淀溶解平衡。 CuS沉淀的生沉淀的生成，使得成，使得S2-的浓度降低，导致的浓度降低，导致S2-与与Zn2+的的Qc Ksp(CuS),所以所以ZnS沉淀会转化为沉淀会转化为CuS沉淀沉淀练习练习:Ksp(MnS)=2.510-13 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2通通过计算说明过计算说明MnS沉淀中滴加的沉淀中滴加的Pb(NO3)2溶液是否有溶液是否有PbS沉淀析沉淀析出。出。(2).ZnS沉淀为什么转化为沉淀为什么转化为CuS沉淀的定量计算沉淀的定量计算 利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用利用沉

26、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等难溶物作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：写出练习：写出FeS(s)与废水中的与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反响离子的反响离子方程式。方程式。 FeS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Fe2+FeS(s) + Pb2+(aq)

27、= 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+ 用用MnS、H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S作沉淀剂都能除去工作沉淀剂都能除去工业废水中的业废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。等重金属离子。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

28、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沉淀形式存在，而不是以沉淀形式存在，而不是以MgCO3沉淀的形式存在？比较它们饱和时沉淀的形式存在？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：

29、在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. 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CaC