高中化學(xué) 3.3《沉淀溶解平衡》1同課異構(gòu)課件 魯科版選修4.ppt

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第3章 物質(zhì)在水溶液中的行為,第3節(jié) 沉淀溶解平衡,,觀察.思考,（1）在裝有少量難溶的PbI2黃色固體的試管中，加入約3ml蒸餾水的試管中，充分振蕩靜置。,,你能解釋所觀察到的現(xiàn)嗎？,（2）待上層液體變澄清后，即得到PbI2飽和溶液，向其中滴加幾滴0.1mol.L-1KI溶液，觀察實驗現(xiàn)象。,思 考,一、沉淀溶解平衡,實驗步驟：,在上層清液中滴加KI溶液后，有黃色沉淀產(chǎn)生。,實驗現(xiàn)象：,結(jié)論解釋：,1滴管PbI2溶液,,幾滴 同濃度 KI溶液,,,,,PbI2,結(jié)論：說明上層清液中有Pb2+.,實驗結(jié)論：難溶物也有部分溶解，也存在溶解平衡。,溶解 PbI2(s) 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-離開固體表面進入溶液，同時進入溶液的Pb2＋和 I-又會在固體表面沉淀下來，當(dāng)這兩個過程速率相等時Pb2＋和 I-的沉淀與PbI2固體的溶解達到平衡狀態(tài)即達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：,,K= [Pb2+ ][I-]2,一定溫度下，沉淀溶解成離子的速率等于離子重新結(jié)合成沉淀的速率，形成飽和溶液，固體質(zhì)量和溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。,1、定義：,一、 沉淀溶解平衡,①沉淀溶解平衡與化學(xué)平衡、電離平衡一樣，合乎平衡的基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律，其基本特征是什么？,思考：,2、特征：,動、等、定、變,,,速率V,0,時間t,.,.,v溶解,v沉淀,,,,,t1,3、表示方法：沉淀溶解平衡表達式,一般難溶電解質(zhì)： AmBn(s) mAn+(aq) + nBm-(aq),難溶固體在溶液中達到沉淀溶解平衡狀態(tài)時，離子濃度保持不變（或一定）。其離子濃度的系數(shù)次方的乘積為一個常數(shù)這個常數(shù)稱之為溶度積常數(shù)簡稱為溶度積，用Ksp表示。,4、溶度積常數(shù)或溶度積(Ksp )：,表達式,概念：,,25℃時， Ksp=,[Pb2+ ][I-]2,,Ksp（BaSO4）= [Ba2+][SO42-] 單位： mol2?L-2 Ksp [Fe(OH)3]= [Fe3+][OH-]3 單位： mol4?L-4 Ksp[Mg(OH)2]= [Mg2+][OH-]2 單位： mol3?L-3,【鞏固訓(xùn)練1】 1、下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是（ ） A．反應(yīng)開始時，溶液中各離子濃度相等 B．沉淀溶解達到平衡時，沉淀的速率與溶解的速率相等 C．沉淀溶解達到平衡時，溶液中離子的濃度相等且保持不變 D．沉淀溶解達到平衡時，如果再加入該沉淀物，將促進溶解,B,2、下列有關(guān)AgCl的說法正確的是（ ） A. AgCl難溶于水，溶液中沒有Ag+和Cl— B. 在AgCl飽和溶液中，AgCl溶解已經(jīng)停止了 C. AgCl是一種難溶物，所以是弱電解質(zhì) D.在AgCl飽和溶液中，AgCl生成和溶解不 斷進行，但速率相等。,D,5 、影響沉淀溶解平衡的因素：,內(nèi)因：難溶物質(zhì)本身性質(zhì)——決定因素,外因： （1）濃度— （2）溫度— （3）同離子效應(yīng)—,加水，平衡向溶解方向移動,升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動,向平衡體系中加入相同的離子 使平衡向沉淀方向移動,（4）其他—向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶物質(zhì)或氣體時，平衡正移,CaCO3 Ca2+ + CO32-,對于平衡AgCl（S）≒ Ag+(aq) + Cl-(aq) 若改變條件，對其有何影響,→ ↑ ↑,→ 不變 不變,不移動 不變 不變,← ↓ ↑,→ ↓ ↑,← ↑ ↓,→ ↓ ↑,3、（雙選）石灰乳中存在下列平衡： 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,,,,問題探究,（1）溶度積和溶解度都可以表示物質(zhì)的溶解能力，請根據(jù)下表分析，溶度積與溶解度有什么關(guān)系？,Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力 。相同類型（化學(xué)式所表示的組成中陰、陽離子個數(shù)比相同時）的難溶電解質(zhì)的Ksp越小，溶解度越小，越難溶。,結(jié)合化學(xué)平衡與電離平衡回答：影響Ksp的因素；Ksp的意義。 （1）Ksp值的大小只與難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)和溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)。 （2）Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。 同類型的難溶電解質(zhì)，在同溫度下，Ksp越大，溶解度越大； 不同類型的難溶電解質(zhì)，應(yīng)通過計算才能進行比較。,二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用,1、沉淀的溶解與生成 ①如何利用Q與K來判斷平衡移動的方向？ ②如何判斷沉淀的生成與溶解？,①Q(mào) = Ksp時難溶電解質(zhì)達到沉淀溶解平衡狀態(tài)，溶液是飽和溶液。 ②Q＞Ksp溶液中將析出沉淀，直到溶液中的Q = Ksp為止。 ③Q＜Ksp溶液為不飽和溶液，將足量的難溶電解質(zhì)固體放入，固體將溶解，直到溶液中Q = Ksp時，溶液達到飽和。,解釋前面[觀察?思考]中的實驗現(xiàn)象。,如果將2×10-4mol·L-1的CaCl2溶液與3×10-4 mol·L-1的Na2CO3溶液等體積混合，問能否產(chǎn)生沉淀？[已知CaCO3的Ksp=5.0×10-9(mol·L-1)2],Qc=1.5×10-8(mol·L-1)2﹥Ksp 結(jié)論是能產(chǎn)生沉淀,遷移應(yīng)用一,將0.001mol/L NaCl溶液和0.001mol/L AgNO3溶液等體積混合,是否有AgCl沉淀生成?,,Q＝[Ag+ ] [Cl- ],＝2.5×10－7mol2/L-2,＝ 0.0005mol/L× 0.0005 mol/L, KSP,離子結(jié)合生成沉淀,(AgCl的KSP=1.8×10－10 mol2?L-2),,CaCO3（s） Ca2+ (aq)+ CO32-(aq),常溫下， CaCO3的Ksp=2.8×10-9mol2.L-2,Ca2+和CO32-的濃度分別為2×10-3mol.L-1、3 ×10-3mol.L-1，試判斷CaCO3的質(zhì)量變化如何？,解析：,Q=c(CO32-)c(Ca2+),=2×10-3mol.L-1 × 3 ×10-3mol.L-1,=6×10-6mol2.L-2,2.8×10-9mol2.L-2,即QKsp ，所以平衡向逆方向移動 因此，CaCO3沉淀的質(zhì)量增加,第四組：大規(guī)?？撤ド值热祟惢顒訉ι汉飨x生長的影響。,應(yīng)用知識：,第一組：已知BaSO4與BaCO3都難溶于水，且Ksp相差很小，利用X射線進行消化系統(tǒng)透視時，卻用BaSO4而不用BaCO3作造影劑，原因何在？,第二組：Ba2+ 有毒，如遇鋇離子中毒，應(yīng)盡快用5.0%的Na2SO4溶液洗胃，能解毒嗎？,第三組：美麗溶洞的形成原因,為什么醫(yī)學(xué)上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”，而不用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”?,由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃 酸會與CO32-反應(yīng)生成CO2和水，使CO32-離子濃度降低，使 Qc Ksp，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動，使體內(nèi)的Ba2+ 濃度增大而引起人體中毒。,所以，不能用BaCO3作 為內(nèi)服造影劑“鋇餐”。,而SO42-不與H+結(jié)合生成硫酸，胃酸中的H+對BaSO4的溶解平衡沒有影響，Ba2+濃度保持在安全濃度標(biāo)準(zhǔn)下，所以用BaSO4 作“鋇餐”。,水滴石穿,溶洞的形成,,化學(xué)與自然,交流·研討,珊瑚蟲是海洋中的一種腔腸動物，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會促進碳酸鈣的產(chǎn)生，對珊瑚的形成貢獻很大。人口增長、人類大規(guī)模砍伐森林、燃燒煤和其他的化石燃料等因素，都會干擾珊瑚的生長，甚至造成珊瑚蟲死亡。,珊瑚蟲是海洋中的一種腔腸動物，可從周圍的海水中獲取Ca2＋和HCO3-，經(jīng)反應(yīng)形成石灰石外殼。珊瑚周圍的藻類植物的生長會促進碳酸的產(chǎn)生，對珊瑚的形成貢獻巨大。人口增長、人類大規(guī)模砍伐森林、燃燒煤和其他化學(xué)燃料等因素導(dǎo)致空氣中二氧化碳增多，使海水中二氧化碳濃度增大，干擾珊瑚的生長，甚至造成珊瑚蟲的死亡。,美麗的珊瑚礁,觀察.思考,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）,三、沉淀的轉(zhuǎn)化,1、沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動。,2、沉淀轉(zhuǎn)化的條件： 難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化成更加難溶的物質(zhì),ZnS與CuS是同類難溶物，Ksp(ZnS) Ksp(CuS),CuS的溶解度遠小于ZnS的溶解度。,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)=6.3×10-18mol2?L-2 Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2?L-2 Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2?L-2 Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2?L-2,FeS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Fe2+,FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+,FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+,練習(xí)：寫出FeS(s)與廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反應(yīng)離子方程式。,水垢中的Mg(OH)2是怎樣生成的?,硬水:是含有較多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和SO42-的水.,加熱時： Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3?+CO2? + H2O Mg2+ + 2HCO3- = MgCO3?+CO2? + H2O MgCO3+ H2O = Mg(OH)2 +CO2 ?,為什么在水垢中鎂主要以Mg(OH)2沉淀形式存在，而不是以MgCO3沉淀的形式存在？比較它們飽和時[Mg2+]的大小。,學(xué)以致用三,因為Qc Ksp(Mg(OH)2),所以有Mg(OH)2沉淀析出。即加熱后，MgCO3沉淀轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2。,因此硬水加熱后的水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3 和MgCO3.,洗滌水垢方法：除出水垢中的CaCO3和Mg(OH)2用食醋 CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca +CO2?+H2O Mg(OH)2+2CH3COOH= =(CH3COO)2Mg+2H2O,生成的MgCO3在水中建立以下平衡,MgCO3 Mg2++CO32-,而弱酸酸根離子CO32-發(fā)生的水解反應(yīng)： CO32-+H2O HCO3-+OH-,使水中OH-濃度增大，對于Mg(OH)2 Mg2++2OH-而言，,齲齒和含氟牙膏,（1）鈣、磷在骨骼牙齒中的存在形式,Ca5(PO4)3OH,羥基磷灰石,（2）存在的溶解平衡,遷移應(yīng)用 四,（3）吃糖為何會出現(xiàn)齲齒？,沉淀溶解平衡理論,（4）含氟牙膏的使用,使用含氟牙膏，可以使難溶物轉(zhuǎn)化為更難溶物質(zhì)。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蝕,使牙齒更堅固,注：氟過量會導(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,提示:糖在酶的作用下產(chǎn)生了一種有機弱酸,