高二化学鲁科版选修4同课异构课件3.3《沉淀溶解平衡》1

1、第第3章章 物质在水溶液中的行为物质在水溶液中的行为第第3节节 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡观察观察.思考思考 （1）在装有少量难溶的）在装有少量难溶的PbI2黄黄色色固体的试管中，加入约固体的试管中，加入约3ml蒸蒸馏水的试管中，充分振荡静置。馏水的试管中，充分振荡静置。你能解释所观察到的现吗？你能解释所观察到的现吗？（2）待上层液体变澄清后，即）待上层液体变澄清后，即得到得到PbI2饱和溶液，饱和溶液，向其中向其中滴加滴加几滴几滴0.1mol.L-1KI溶液溶液，观察实，观察实验现象。验现象。 思思 考考一、沉淀溶解平衡一、沉淀溶解平衡实验步骤：实验步骤：在上层清液中滴在上层清液中滴加加溶液后

2、，有溶液后，有黄色沉淀产生。黄色沉淀产生。实验现象：实验现象：结论解释：结论解释：1PbI2溶液溶液静置，待上层静置，待上层液体变澄清液体变澄清PbI2PbI2(s) Pb2(aq) + 2I(aq) 解释解释:上层清液中存在平衡，上层清液中存在平衡，当加入当加入KI溶液后，溶液后，I- 浓度增大，平衡向逆方向移动，从浓度增大，平衡向逆方向移动，从而有黄色沉淀而有黄色沉淀PbI2产生产生结论：结论：说明上层清液中有说明上层清液中有Pb2+.实验结论：实验结论：难溶物也有部分溶解，也存在溶解平衡难溶物也有部分溶解，也存在溶解平衡。 溶解溶解 PbI2(s) Pb2aq) + 2l-(aq) 沉淀

3、沉淀 Pb2+ l-PbI2在水中溶解平衡在水中溶解平衡尽管尽管PbI2固体难溶于水，固体难溶于水，但仍有部分但仍有部分Pb2和和 I I- -离开固体表面进入溶液，离开固体表面进入溶液，同时进入溶液的同时进入溶液的Pb2和和 I I- -又会在固体表面沉淀又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速下来，当这两个过程速率相等时率相等时Pb2和和 I I- -的沉的沉淀与淀与PbI2固体的溶解达到固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀溶平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态解平衡状态. . PbI2固体在固体在水中的沉淀溶解平衡可水中的沉淀溶解平衡可表示为：表示为：K= Pb2+ I-2 一定温度下，沉淀溶解成离

4、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。1 1、定义：、定义： 沉淀溶解平衡与化学平衡、电离平衡一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？化基本规律，其基本特征是什么？思考：思考：2、特征：、特征：动、等、定、变动、等、定、变例如：例如：AgCl(s) AgAgCl(s) Ag+ + + Cl + Cl- - PbIPbI2

5、2 (s)(s) PbPb2 2(aq)(aq)2I2I(aq) (aq) 溶解溶解沉淀沉淀v v溶解溶解v v沉淀沉淀=0速率速率V0时间时间t.v v溶解溶解v v沉淀沉淀t13 3、表示方法：沉淀溶解平衡表达式、表示方法：沉淀溶解平衡表达式一般难溶电解质：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乘积为一个常数这个常数称之为溶度积常数溶度积常数简称为简

6、称为溶度溶度积，积，用用K Kspsp表示。表示。4、溶度积常数或溶度积、溶度积常数或溶度积(Ksp )： 如如 PbI2 (s) Pb2 + (aq) +2I- (aq) 25时，时， Ksp=Pb2+ I-2练习：练习：BaSO4、Fe(OH)3、Mg(OH)2的溶度积表达式的溶度积表达式 Ksp（BaSO4）= Ba2+SO42- 单位：单位： mol2 L-2 Ksp Fe(OH)3= Fe3+OH-3 单位：单位： mol4 L-4KspMg(OH)2= Mg2+OH-2 单位：单位： mol3 L-3【巩固训练巩固训练1】1、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（、下列对沉淀溶解平衡的

7、描述正确的是（ ） A反应开始时，溶液中各离子浓度相等反应开始时，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沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率与溶解的速率相等相等C沉淀溶解达到平衡时，溶液中离子的浓度相等且沉淀溶解达到平衡时，溶液中离子的浓度相等且保持不变保持不变D沉淀溶解达到平衡时，如果再加入该沉淀物，将沉淀溶解达到平衡时，如果再加入该沉淀物，将促进溶解促进溶解 B2、下列有关、下列有关AgCl的说法正确的是（的说法正确的是（ ） A. AgCl难溶于水，溶液中没有难溶于水，溶液中没有Ag+和和Cl B. 在在AgCl饱和溶液中，饱和溶液中，AgCl溶解已经停止了溶解已经停

8、止了 C. AgCl是一种难溶物，所以是弱电解质是一种难溶物，所以是弱电解质 D.在在AgCl饱和溶液中，饱和溶液中，AgCl生成和溶解不生成和溶解不 断进行，但速率相等。断进行，但速率相等。D5 、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决定因素决定因素 外因外因：（1 1）浓度）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）

9、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-对于平衡对于平衡AgCl（S） Ag+(aq) + Cl-(aq) 若改变条件，对若改变条件，对其有何影响其有何影响改变条件改变条件平衡移动方向平衡移动方向 C（Ag+ ） C（Cl-）升升 温温加加 水水加加AgClAgCl（s s）加加NaClNaCl（s s）加加NaINaI（s s）加加AgNOAgNO3 3(s)(s)加加NHNH3 3H2O 不变不变 不变不变不移动不移动 不变不变 不变不变 3、（

10、双选）石灰乳中存在下列平衡：、（双选）石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2 OH (aq),加入下列溶加入下列溶液，可使液，可使Ca(OH)2减少的是（减少的是（ ）A. Na2CO3溶液溶液 B. AlCl3溶液溶液 C. NaOH溶液溶液 D. CaCl2溶液溶液A B难溶物难溶物Ksp表达式表达式AgClAgBrAgIMg(OH)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-28.4

11、10-68.310-17 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积表达式 Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力反映了难溶电解质在水中的溶解能力 。相同类型（化学。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）的难溶电解质的的Ksp越小，

12、溶解度越小，越难溶。越小，溶解度越小，越难溶。 结合化学平衡与电离平衡回答：影响结合化学平衡与电离平衡回答：影响Ksp的因的因素；素；Ksp的意义。的意义。 （1）Ksp值的大小只与值的大小只与难溶电解质本身的性难溶电解质本身的性质和温度质和温度有关，与浓度无关。有关，与浓度无关。 （2）Ksp反映了难溶电解质在水中的反映了难溶电解质在水中的溶解能溶解能力力。 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，Ksp越大，越大，溶解度越大；溶解度越大； 不同类型不同类型的难溶电解质，应通过计算才能进的难溶电解质，应通过计算才能进行比较。行比较。二、沉淀溶解平衡的应用二、沉淀溶解平

13、衡的应用 1、沉淀的溶解与生成、沉淀的溶解与生成 如何利用如何利用Q与与K来判断平衡移动的方向？来判断平衡移动的方向？ 如何判断沉淀的生成与溶解？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时难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态，溶液是饱和溶液。态，溶液是饱和溶液。 QKsp溶液中将析出沉淀，直到溶液中的溶液中将析出沉淀，直到溶液中的Q = Ksp为止。为止。 QKsp溶液为不饱和溶液，将足量的难溶溶液为不饱和溶液，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。时，溶液达到饱和。 解释前面解释前面观

14、察观察 思考思考中的实验现象。中的实验现象。 如果将如果将210-4molL-1的的CaCl2溶液与溶液与310-4molL-1的的Na2CO3溶液等体积混合，问能否产生沉溶液等体积混合，问能否产生沉淀？淀？已知已知CaCO3的的Ksp=5.010-9(molL-1)2Qc=1.510-8(molL-1)2Ksp 结论是结论是能能产生沉淀产生沉淀将将0.001mol/L NaCl0.001mol/L NaCl溶液和溶液和0.001mol/L AgNO0.001mol/L AgNO3 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- 2.5

15、107mol2/L-2 0.0005mol/L 0.0005 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) )CaCO3（s） Ca2+ (aq)+ CO32-(aq)常温下，常温下， CaCO3的的Ksp=2.810-9mol2.L-2,Ca2+和和CO32-的浓度的浓度分别为分别为210-3mol.L-1、3 10-3mol.L-1，试判断，试判断CaCO3的质的质量变化如何？量变化如何？解析：解析：Q=c(CO32-)c(Ca2+)=210-3mol.L-1 3 10-3mo

16、l.L-1=610-6mol2.L-22.810-9mol2.L-2即即QKsp ，所以平衡向逆方向移动，所以平衡向逆方向移动因此，因此，CaCO3沉淀的质量增加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第四组：大规模砍伐森林等人类活动对珊瑚虫生长的影响。虫生长的影响。应用知识：应用知识：第一组：已知第一组：已知BaSO4与与BaCO3都难溶于水，都难溶于水，且且Ksp相差很小，利用相差很小，利用X射线进行消化系统透射线进行消化系统透视时，却用视时，却用BaSO4而不用而不用BaCO3作造影剂，作造影剂，原因何在？原因何在？第二组：第二组：Ba2+ 有毒，如遇钡离子中毒，应尽有毒，如

17、遇钡离子中毒，应尽快用快用5.0%的的Na2SO4溶液洗胃，能解毒吗？溶液洗胃，能解毒吗？第三组：美丽溶洞的形成原因第三组：美丽溶洞的形成原因为什么医学上常用为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂作为内服造影剂“钡钡餐餐”，而不用，而不用BaCO3作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”? BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：的沉淀溶解平衡分别为： BaSO4 Ba2+ + SO42- Ksp=1.110-10mol2 L-2 BaCO3 Ba2+ + CO32- Ksp=5.110-9mol2 L-2 由于人体内胃酸的酸性较强由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果

18、服下，如果服下BaCO3,胃胃酸会与酸会与CO32-反应生成反应生成CO2和水，使和水，使CO32-离子浓度降低，使离子浓度降低，使Qc Ksp(CuS),CuS的溶解度远的溶解度远小于小于ZnS的溶解度。的溶解度。ZnS(s) Zn2+(aq)+S2-(aq) Ksp=1.610-24mol2L-2CuS(s) Cu2+(aq)+S2-(aq) Ksp=1.310-36mol2L-2利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用常用FeS(s)、MnS(s)等难溶物作为沉淀剂除去废等难溶物作为沉淀剂除去废水中的水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金

19、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 FeS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Fe2+FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+练习：写出练习：写出FeS(s)与废水中的与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。的反应离子方程式。水垢中的水垢中的Mg(OH)Mg(OH)2 2是怎样生成的是怎

20、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。学以致用学以致用三三 因为因为Qc Ksp(Mg(OH)2),所以有所以有Mg(OH)2沉淀析出。即加热沉淀析出。即加热后，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.洗涤水垢方法洗涤水垢方法：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=(