2018年高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)在水溶液中的行為 3.3 沉淀溶解平衡課件8 魯科版選修4.ppt

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1、【學(xué)習(xí)目標(biāo)】,知道難溶電解質(zhì)在水中存在沉淀溶解平衡，并能結(jié)合實(shí)例進(jìn)行描述 能描述沉淀溶解平衡，寫出溶度積表達(dá)式 能夠運(yùn)用平衡移動(dòng)的觀點(diǎn)對(duì)沉淀的溶解、生成與轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行分析，知道沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)并能夠?qū)ι钪械囊恍┫嚓P(guān)問題進(jìn)行解釋。,第3節(jié) 沉淀溶解平衡,1.舉例說明學(xué)過的“平衡”，它們有哪些特征？,化學(xué)平衡 2NO2 N2O4,水解平衡 FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl,特征:“動(dòng)、等、定、變”,2.平衡移動(dòng)原理——勒夏特列原理,如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、溫度、或壓強(qiáng)等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。,電離平衡 H2O H+ +OH-,3、什么叫飽和溶

2、液？什么叫不飽和溶液？,一定溫度下，不能再溶解某種溶質(zhì)的溶液叫該溶質(zhì)的飽和溶液。還能繼續(xù)溶解某種溶質(zhì)的溶液叫該溶質(zhì)的不飽和溶液。,習(xí)慣上,將溶解度小于0.01克的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。難溶電解質(zhì)的溶解度盡管很小，但不會(huì)等于0 ，沒有絕對(duì)不溶的物質(zhì)。,,難溶等于不溶嗎？,在上層清液中滴加KI溶液后，有黃色沉淀產(chǎn)生。,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：,結(jié)論解釋：,,幾滴 同濃度 KI溶液,,,,PbI2,觀察思考,,溶解 PbI2s) Pb2＋ aq) + 2l-(aq) 沉淀,,,,,PbI2在水中溶解平衡,盡管PbI2固體難溶于水，但仍有部分Pb2＋和 I-離開固體表面進(jìn)入溶液，同時(shí)進(jìn)入溶

3、液的Pb2＋和 I-又會(huì)在固體表面沉淀下來，當(dāng)這兩個(gè)過程速率相等時(shí)， Pb2＋和 I-的沉淀與PbI2固體的溶解達(dá)到平衡狀態(tài)即達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài). PbI2固體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：,,,一、沉淀溶解平衡,3)特征：,逆、動(dòng)、等、定、變,練：書寫氫氧化鎂溶解平衡的表達(dá)式,在一定條件下，當(dāng)難溶電解質(zhì)溶解的速率和 離子重新結(jié)合成沉淀的速率相等時(shí)，形成電解質(zhì)的飽和溶液，固體的質(zhì)量和離子的濃度不再變化，達(dá)到平衡狀態(tài)，我們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡 。,2)表達(dá)式：,1)概念：,Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) +2OH- (aq),沉淀溶解平衡和化學(xué)平衡、電離平衡一樣，符合平衡

4、的基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律。,,,,,,,練一練,1、下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是（ ） A．反應(yīng)開始時(shí)，溶液中各離子濃度相等 B．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，沉淀的速率與溶解的速率相等 C．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中離子的濃度相等且保持不變 D．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入該沉淀物，將促進(jìn)溶解,B,討論：對(duì)于平衡CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32-(aq) 若改變條件，對(duì)其有何影響(溶液始終飽和),→ ↑ ↑,→ 不變 不變,不移動(dòng) 不變 不變,← ↓ ↑,← ↑ ↓,→ ↑ ↓,1.內(nèi)因： 2.外因：,二、影響沉

5、淀溶解平衡的條件,電解質(zhì)本身的性質(zhì),溫度：,濃度：,溫度升高，多數(shù)溶解平衡向溶解方向移動(dòng)。,加水稀釋：,平衡向溶解方向移動(dòng)。,Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而降低。那么它的溶解平衡隨著溫度的升高而如何變化？,同離子效應(yīng)：,加入與難溶電解質(zhì)具有相同離子的電解質(zhì)， 平衡向沉淀方向移動(dòng),加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或更難電離或氣體的離子，使平衡向溶解的方向移動(dòng)。,加入能反應(yīng)的離子：,在平衡體系Ca(OH)2(s) Ca2+（aq）+2OH-（aq）中，能使c(Ca2+)減小，而使c(OH-)增大的是 A．通入少量HCl B．加入少量Na2CO3固體 C．加入少量KCl固體 D．加入

6、少量Ba(OH)2固體,練一練,BD,難溶固體在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)時(shí)，離子濃度保持不變（或一定）。其離子平衡濃度的系數(shù)次方的乘積為一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)稱之為溶度積常數(shù)簡(jiǎn)稱為溶度積，用Ksp表示。,三、溶度積常數(shù)或溶度積(Ksp )：,2、表達(dá)式：,1、概念：,一般難溶電解質(zhì)： AmBn(s) mAn+(aq) + nBm-(aq),Ksp = [An+] m [Bm-] n,練：請(qǐng)寫出 BaSO4 、 Mg(OH)2 、Al(OH)3 的沉淀溶解平衡與溶度積KSP表達(dá)式。,溶度積(Ksp )的大小與難溶電解質(zhì)性質(zhì)和溫度有關(guān)，與沉淀的量無關(guān).離子濃度的改變可使平衡發(fā)生移動(dòng),而不能改變?nèi)?/p>

7、度積.,3、影響因素：,不同的難溶電解質(zhì)在相同溫度下Ksp不同。,4、意義：Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力,常見難溶電解質(zhì)的濃度積常數(shù)（25℃）,相同類型(如AB型)的難溶電解質(zhì)的Ksp越小，越難溶。,5、溶度積的應(yīng)用--利用溶度積計(jì)算某種離子的濃度,例1：25℃時(shí)，Ksp (PbI2)= 7.110-9 mol3/L3，求PbI2飽和溶液中的[Pb2+]和[I-].,1.2110-3 mol/L 2.4210-3 mol/L,例2、將足量AgCl分別溶于①水中② 10mL 0.2mol/l的MgCl2溶液中③ 20mL 0.5mol/L NaCl溶液④40mL0.1mol/L 鹽酸中

8、溶解至飽和，比較溶液中Ag+濃度大??？,答案：① >④> ② > ③,有關(guān)溶度積Ksp說法正確的是 （ ） A. Ksp的數(shù)值只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)與溫度有關(guān) B．Ksp的大小與沉淀量和溶液中的離子有關(guān) C．當(dāng)溶液中離子的濃度改變時(shí)，Ksp也隨之改變 D．對(duì)于陰陽離子個(gè)數(shù)比相同的電解質(zhì)，Ksp值越大， 電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng),練一練,AD,四、沉淀溶解平衡的應(yīng)用,1、沉淀的溶解與生成,離子的濃度商Qc和離子積Ksp的關(guān)系： (1).當(dāng) Qc > Ksp時(shí)是過飽和溶液，離子生成沉淀即反應(yīng)向生成沉淀方向進(jìn)行，直到平衡狀態(tài)（飽和為止）。 (2).當(dāng) Qc = Ksp時(shí)是飽和溶液，已達(dá)到沉淀溶

9、解平衡狀態(tài)。 (3).當(dāng) Qc Ksp時(shí)，離子才能生成沉淀。 混合后：[Ag+]=2 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-2 >1.810-10mol2?L-2 Qc>Ksp,所以有AgCl沉淀析出。,練習(xí)：將410-3mol?L-1的Pb(NO3)2溶液與410-3mol?L-1的KI溶液等體積混合能否有沉淀析出？Ksp(PbI2)= 7.110-9mol3?L-3,解：Qc=[pb2+][I-]2 =2 10-3mol?L-1 ( 2 10

10、-3mol?L-1)2 =810-9 > Ksp(PbI2) 所以有PbI2沉淀析出。,BaCO3 Ba2+ + CO32-,,+,2H+,H2O + CO2,,,化學(xué)與生活,醫(yī)院中進(jìn)行鋇餐透視時(shí)，用BaSO4做內(nèi)服造影劑，為什么不用BaCO3做內(nèi)服造影劑？,1.Ksp(BaSO4)=1.110-10mol2L-2；Ksp(BaCO3)=5.110-9mol2L-2 2.Ba2+有劇毒，； 3.胃酸的酸性很強(qiáng)，pH約為0.9～1.5,H+和SO42-不反應(yīng)，不影響B(tài)aSO4的沉淀溶解平衡，Ba2+濃度保持在安全濃度標(biāo)準(zhǔn)下，所以用BaSO4 作“鋇餐”,,當(dāng)我們外出旅游，沉醉于秀美的湖

11、光山色時(shí)，一定會(huì)驚嘆大自然的鬼斧神工。石灰石巖層在經(jīng)歷了數(shù)萬年的歲月侵蝕之后，會(huì)形成各種奇形異狀的溶洞。你知道它是如何形成的嗎？,交流研討,水滴石穿,溶洞的形成,滴水成石,交流研討,珊瑚蟲是海洋中的一種腔腸動(dòng)物，它們可以從周圍海水中獲取Ca2+和HCO3-，經(jīng)反應(yīng)形成石灰石外殼： Ca2+ +2HCO3- CaCO3↓ +CO2↑+H2O 珊瑚周圍的藻類植物的生長(zhǎng)會(huì)促進(jìn)碳酸鈣的產(chǎn)生，對(duì)珊瑚的形成貢獻(xiàn)很大。人口增長(zhǎng)、人類大規(guī)模砍伐森林、燃燒煤和其他的化石燃料等因素，都會(huì)干擾珊瑚的生長(zhǎng)，甚至造成珊瑚蟲死亡。,人口增長(zhǎng)、人類大規(guī)?？撤ド?、燃燒煤和其他化石燃料等因素，都導(dǎo)致空氣中CO2 增多，

12、從而海水中CO2 的濃度增大，使平衡Ca2+ +2HCO3— CaCO3 +CO2 +H2O 左移，將珊瑚蟲的外殼(CaCO3 )溶解，從而干擾珊瑚的生長(zhǎng)，甚至造成珊瑚蟲的死亡。,產(chǎn)生白色 沉淀,Zn2+ + S2- = ZnS↓,沉淀轉(zhuǎn)化為黑色,ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s) +Zn2+（aq）,2、沉淀的轉(zhuǎn)化,ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀的總反應(yīng)：,ZnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Zn2++(aq),沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)。一種沉淀可轉(zhuǎn)化為更難溶的沉淀，難溶物的溶解能力差別越大，這種轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)越大。 如：在AgCl(s)

13、中加入NaI溶液可轉(zhuǎn)化為AgI(s)沉淀。 在CaSO4(s)加入Na2CO3溶液可轉(zhuǎn)化為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)=1.310-36mol2?L-2,解：ZnS沉淀中的硫離子濃度為： [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 =1.2610-15mol2?L-2,因?yàn)椋篞c(CuS) > Ks

14、p(CuS),所以ZnS沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為CuS沉淀,(2).ZnS沉淀為什么轉(zhuǎn)化為CuS沉淀的定量計(jì)算,利用沉淀轉(zhuǎn)化原理，在工業(yè)廢水的處理過程中，常用FeS(s)、MnS(s)等難溶物作為沉淀劑除去廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。,Ksp(FeS)=6.310-18mol2?L-2 Ksp(CuS)=1.310-36mol2?L-2 Ksp(HgS)=6.410-53mol2?L-2 Ksp(PbS)=3.410-28mol2?L-2,FeS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Fe2+ +(aq),FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+

15、 +(aq),FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+ +(aq),練習(xí)：寫出FeS(s)與廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反應(yīng)離子方程式。,化學(xué)與生活,(1) 牙齒表面由一層硬的組成為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在下列平衡：,Ca5(PO4)3OH 5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq) KSP=2.510-59mol9?L-9,（2）進(jìn)食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸這時(shí)牙齒就會(huì)受到腐蝕，其原因是：,生成的有機(jī)酸能中和OH-，使平衡向脫礦方向移動(dòng)，羥基磷灰石溶解，加速腐蝕牙齒,（3）已知Ca5(PO4)3

16、F的KSP=2.810-61mol9?L-9Ca5(PO4)3OH質(zhì)地＿＿＿。請(qǐng)用離子方程式表示使用含氟牙膏防止齲齒的原因 ．,更堅(jiān)固,注：氟過量會(huì)導(dǎo)致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量 較高的地區(qū)的人，不宜使用含氟牙膏,1、難溶電解質(zhì)在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常數(shù)稱為溶度積（Ksp）。Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。只與難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)和溫度有關(guān)，與其它因素?zé)o關(guān)。 2、利用溶度積可以判斷沉淀的生成、溶解以及沉淀溶解平衡的移動(dòng)方向。 3、沉淀的轉(zhuǎn)化是一種難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種難溶電解質(zhì)的過程，其實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動(dòng)。,小結(jié),3、石灰乳中存在下列平衡

17、： Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2 OH― (aq), 加入下列溶液，可使Ca(OH)2減少的是（ ） A.Na2CO3溶液 B.AlCl3溶液 C.NaOH溶液 D.CaCl2溶液,A B,1、下列說法正確的是（ ） A.在一定溫度下AgCl水溶液中，Ag+和Cl-濃度的 乘積是一個(gè)常數(shù)； B.AgCl的Ksp=1.810-10 molL-1，在任何含 AgCl固體的溶液中，c(Ag+)=c(Cl-)且Ag+與Cl- 濃度的乘積等于1.810-10 molL-1； C.溫度一定時(shí)，當(dāng)溶液中Ag+和Cl-濃度的乘積等于 Ksp值時(shí)，此溶液為AgCl的飽和溶液

18、； D．向飽和AgCl水溶液中加入鹽酸，Ksp值變大。,C,課堂小測(cè),討論：對(duì)于平衡AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 若改變條件，對(duì)其有何影響(溶液始終飽和),→ ↑ ↑,→ 不變 不變,不移動(dòng) 不變 不變,← ↓ ↑,→ ↓ ↑,← ↑ ↓,當(dāng)堂檢測(cè),→ ↑ ↑ ↑,→ 不變 不變 不變,不移動(dòng) 不變 不變 不變,← ↑ ↓ 不變,← ↓ ↑ 不變,1、討論：對(duì)于平衡ZnS（S） Zn2+(aq) + S2-(aq) 若改變條件，對(duì)其有何影響,,探究二、沉淀溶解平衡的移動(dòng),