高二化学沉淀溶解平衡.ppt

1、第四节 难溶电解质的溶解平衡,临沂一中化学组 诸葛强,第一课时,高考考试要求,1通过实例了解难溶电解质的溶解平衡及溶度积表达式。 2 利用难溶电解质的相互转化应用于生产和生活实际。,一、 难溶电解质的溶解平衡 1、沉淀溶解平衡： （1）概念：在一定条件下，当难溶电解质的溶解速率与溶液中的有关离子重新生成沉淀的速率相等时，此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡，称为沉淀溶解平衡.溶解平衡时的溶液是饱和溶液。讲义P109 3D （2）特征：逆、等、动、定、变 （3）影响因素：内因、外因（离子浓度、温度等） 内因从两个角度即S（须同温100g水）角度和KSP（须化学组成同类型）角度看内因：讲义P10

2、8总结 难溶（没有绝对不溶）、微溶、可溶、易溶 （4）过程表示： 例如：AgCl(s） Ag+(aq) + Cl-(aq),2. 溶度积常数 （1）难溶电解质的溶度积常数的含义 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 当溶解与结晶速度相等时，达到平衡状态 Ksp，AgCl =c（Ag+）.c（Cl-） 为一常数，该常数称为难溶电解质的溶度积常数，简称溶度积。 （2）难溶电解质的溶度积常数用Ksp表示。 通式：AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq) 则Ksp, AnBm= c（Am+）n . c（Bn-）mKsp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。 练习：BaSO4、A

3、g2CrO4、Mg(OH)2、Fe(OH)3的溶度积表示形式，若纯水中溶解，再用某一种离子浓度统一表示。,思考：Ksp越小溶解度越小吗？ 高三学案 P138,3.有关计算,(1).利用溶度积计算某种离子的浓度,练1:25时， Ksp (AgCI)=1.810-10 mol2L-2求AgCI的饱和溶液中的c(Ag+)和c(CI-）.,练2:25时， Ksp (Mg(OH)2)= 5.610-12mol3L-3求Mg(OH)2 的饱和溶液中的c（Mg2+)和c(OH-),相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶。 如: Ksp (AgCl) Ksp (AgBr) Ksp (AgI) 溶

4、解度:S(AgCl) S (AgBr) S(AgI),C(Ag+)=C(CI-)=1.3410-5mol/L,C(Mg2+)=1.1210-4mol/L，c(OH-)=2.2410-4mol/L,表示溶解能力的两个量 溶解度和浓度及其换算,(2).溶度积Ksp与难溶电解质的溶解度的有关换算,练习1:25时Ksp (Mg(OH)2)= 5.610-12mol3L-3 求Mg(OH)2 的饱和溶液中的溶解度.,练习2、 25时Ksp (AgCl)= 1.810-10mol2L-2, 求AgCl的饱和溶液中溶解度。通过计算比较Mg(OH)2 、 AgCl的溶解度大小.,SMg(OH)2=6.510-

5、4g,S（ AgCl ）=1.9210-4g,练习3：已知常温下，Mg(OH)2在水中的溶解度为 6.38 10-3g/L,求: (1)Mg(OH)2饱和溶液中的溶度积Ksp。 (2)求Mg(OH)2在0.001mol/L的NaOH溶液中的溶解度。 (3)求Mg(OH)2在0.001mol/L的MgCl2溶液中的溶解度。,KSPMg(OH)2=5.3210-12,3.0810-4g/L或s=3.0810-5g (即100g水中溶解溶质的最大质量),2.1210-3g/L或s=2.1210-5g,做2、3之前先看：复习学案 P55 例6,第四节 难溶电解质的溶解平衡,临沂一中化学组 诸葛强,第二

6、课时,二、沉淀溶解平衡的应用,在本节的知识处理上， 一定要学会使用Ksp溶度积来理解和解决与溶解平衡相关的各种问题！,1、沉淀的溶解与生成,离子的浓度商Qc和溶度积Ksp的关系： (1).当 Qc Ksp时是过饱和溶液，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）。 (2).当 Qc = Ksp时是饱和溶液，已达到沉淀溶解平衡状态。 (3).当 Qc Ksp时是不饱和溶液，沉淀溶解即反应向沉淀溶解的方向进行，直到平衡状态（饱和为止）。 以上规则称为溶度积规则。沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的关键条件是离子浓度的大小，控制离子浓度的大小，可以使反应向所需要的方向转

7、化。,二、沉淀溶解平衡的应用,思考：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”?,（1）沉淀的溶解,由于人体内胃酸的酸性较强(pH:0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃酸会与CO32-反应生成弱电解质H2CO3,后分解成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”。,Ba

8、CO3(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+ FeS(s)+2H+ = Fe2+H2S 难溶于水的氢氧化物溶解在酸中： Mg(OH)2(s)+2H+=Mg2+2H2O Fe(OH)3(s) +3H+=Fe3+3H2O Mg(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,沉淀溶解的方法： 一、生成弱电解质，使沉淀溶解 二、发生氧化还原反应，使沉淀溶解 三、生成配合物,如：Ag(NH3)2OH,使沉淀溶解,高三学案 P138,都是想方设法

9、去通过控制离子浓度的大小， 来达到相应的目的,(2)沉淀的生成,1.将410-3molL-1的AgNO3溶液与410-3molL-1的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出？Ksp(AgCl)= 1.810-10mol2L-2,解：只有当 Qc Ksp时，离子才能生成沉淀。 混合后：c(Ag+)=2 10-3molL-1,c(Cl-)= 2 10-3molL-1 Qc=c(Ag+)c(Cl-)=2 10-3molL-1 2 10-3molL-1 =4.0 10-6mol2L-2 1.810-10mol2L-2 QcKsp,所以有AgCl沉淀析出。,复习学案例5 、例2、3 高三学案P139 类比

10、2,2. 在1L含1.010-3molL-1 的SO42-溶液中，注入0.01mol BaCl2溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去SO42-?已知: Ksp(BaSO4)= 410-10 mol2L-2,解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉 淀后，Ba2+过量，剩余的即c(Ba2+)=0.01-0.001=0.009mol/L. c(SO42-)=Ksp/c(Ba2+)= 1.110-10/9.010-3=1.210-8(mol/L) 因为，剩余的即c(SO42-)=1.210-8mol/L1.010-5mol/L 所以， SO42

11、-已沉淀完全，即有效除去了SO42-。,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.沉淀的转化,选修4 P64实验34，35,1、锅炉水垢CaSO4应怎样除去？,阅读与思考：,2、为什么白色的ZnS沉淀会转化成为黑色的CuS沉淀？,联系实际，思考并解决问题：,ZnS在水中存在沉淀溶解平衡：,CuS在水中存在沉淀溶解平衡：,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。,当向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液时， ZnS溶解产生的S2-与 CuSO4溶液中的Cu2+足以满足QcKsp(CuS)的条

12、件， S2-与Cu2+结合产生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。 CuS沉淀的生成，使得S2-的浓度降低，导致S2-与Zn2+的QcKsp(ZnS),使得ZnS不断的溶解，结果是ZnS沉淀逐渐转化成为CuS沉淀。,(1)ZnS沉淀转化为CuS沉淀的定性解释,ZnS沉淀转化为CuS沉淀的总反应：,ZnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Zn2 +(aq),沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动。一种沉淀可转化为更难溶的沉淀，难溶物的溶解度相差越大，这种转化的趋势越大。 如：在AgCl(s)中加入NaI溶液可转化为AgI(s)沉淀，甚至Ag2S。 在CaSO4(s)加入Na2CO3溶液可

13、转化为CaCO3(s)沉淀。,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)=1.610-24 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2,解：ZnS沉淀中的硫离子浓度为： S2-=Zn2+=(Ksp)1/2=(1.610-24)1/2=1.2610-12(mol/L),Qc=Cu2+S2-=1.010-3mol/L1.2610-12mol/L =1.2610-15mol2L-2,因为：Qc(CuS) Ksp(CuS),所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀,巩固练习:已知Ksp(MnS)=2.510-13 Ksp(PbS)=3.

14、410-28 mol2L-2；试通过计算说明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,应用：联系生活与生产,1.加热硬水Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2会转化为CaCO3和Mg(OH)2,你知道它们是怎样生成的吗？ 2.处理污水时，向其中加入FeS固体,以除去Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子，发生了那些化学反应？,CaCO3、FeS、Mg(OH)2等是难溶电解质，尽管难溶电解质难溶于水，但在水中也会建立一动态平衡。,3.水垢中的Mg(OH)2是怎样生成的?,硬水:是含有较多Ca2+、Mg2+

15、、HCO3-、Cl-和SO42-的水.,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c(Mg2+)的大小。,1.生活问题,因为Qc Ksp(Mg(OH)2),所以在MgCO3饱和溶液中已经开始有Mg(OH)2沉淀析出。加热后，由于促进了转化，使MgCO3沉淀几乎全部转化为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

16、CaCO3 和MgCO3.,选修4P58,氟化物保护牙齿的原理：选修4 P66资料,(1997年上海，30)牙齿表面由一层硬的成分为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡： 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 。 已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固，请用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因 。根据以上原理，请你提出另外一种促进矿化的方法： 。,H+ + OH-=H2O ;使平衡向脱矿方向移动；,Ca5(PO4)3OH(s) +F-Ca5(PO4)3F(s)+OH-,加Ca2+(或P

17、O43-或其他合理方法均可),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)=6.310-18mol2L-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+ (aq),FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+

18、(aq),FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+ (aq),2.工业生产,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。,（09广东18.） . 硫酸锶(SrSO4)在水中的深沉溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是 A温度一定时Ksp(SrSO4)随C（SO42-）的增大而减小 B三个不同温度中，313K时Ksp(SrSO4)最大 C283K时，图中a点对应的溶液是不饱和溶液 D283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液,BC,【答案】BC 【解析】Ksp只与温度有关，A错；由图像可知：在相同条件下温度越低， c(SO42-) c(Sr2+) 越大，K