高二化学选修4 沉淀溶解平衡

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节 沉淀溶解平衡,牙齿外表有一层坚硬的牙釉质羟基磷酸钙 Ca5(PO4)3(OH)，它对牙齿起到保护作用。使用含氟牙膏能生成更难溶且耐酸的氟磷酸钙Ca5(PO4)3F覆盖在牙齿外表，抵抗+的侵袭 。,情景1：,情,景,2,：,当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。,石灰石,岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的,溶洞,。你知道它是如何形成的吗,？,龙岩,龙硿洞,地下,溶洞,奇观,龙岩梅花山,赖源,溶洞,探究实验：,1将少量的PbI2固体加到盛有一定量水的试管中，振荡，静置一段时间。,溶解在水中的,Pb,2,和 I,又能否结合生成,PbI,2,沉淀呢？,2取上层清液12ml，参加试管中，逐滴参加KI溶液，振荡，观察实验现象。,难溶 微溶 可溶 易溶,0.01 1 10,（,S,g/100g水）,思 考,现象:,滴加碘化钾溶液后,上层清夜中出现黄色沉淀,说明上层清夜中存在铅离子.,一定温度下，沉淀溶解成离子的速率,等,于,离子重新结合成沉淀的速率，形成,饱和,溶液，固体质量和溶液中各离子的浓度保持,不变,的状态。,例如：AgCl(s) Ag,+,+ Cl,-,溶解,沉淀,1、定义：,一,、,沉淀溶解平衡,PbI,2,(s),Pb,2,(aq)2I,(aq),溶解,沉淀,V,溶,V,结,=,=,0,速率V,0,时间t,.,.,V,溶,V,结,t1,等,2、特征：,、,定,、,动,、,变,3 、影响沉淀溶解平衡的因素：,内因：,难溶物质本身性质主要决定因素,CaCO,3,Ca,2+,+ CO,3,2-,注：绝对不溶的电解质是没有的。,同是难溶电解质，溶度积差异很大。,易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。,3 、影响沉淀溶解平衡的因素：,外因：,1浓度,2温度,3同离子效应,加水，平衡向溶解方向移动,升温，多数平衡向溶解方向移动,向平衡体系中参加相同的离子,使平衡向沉淀方向移动,4其他向平衡体系中参加可与体系中某些离子反响生成更难溶物质或气体时，平衡正移,4、溶度积常数,(K,sp,),PbI,2,(s）,Pb,2+,+ 2I,-,25,时,溶度积：,在一定温度下，难溶电解质在溶液中到达沉淀溶解平衡时，离子浓度保持不变。其离子浓度的化学计量数次方的乘积为一个常数，称之为溶度积常数,简称溶度积，用Ksp表示。,=,7.110,-9,mol,3,L,-3,K,sp,=,K,sp,值的大小只与难溶电解质本身的,性质,和,温度,有关，与浓度无关。,K PbI,2,=,Pb,2,+,I,-,2,难溶物,Ksp表达式,AgCl,AgBr,AgI,Mg(OH),2,Cu(OH),2,=Ag,+, Cl,-,=Ag,+, Br,-,=Ag,+, I,-,=Mg,2+, OH,-,2,=Cu,2+, OH,-,2,Ksp值,（25）,溶解度（g）,1.8,10,-10,mol,2,L,-2,1.8,10,-4,5.0,10,-13,mol,2,L,-2,8.4,10,-6,8.3,10,-17,mol,2,L,-2,2.1,10,-7,5.6,10,-12,mol,3,L,-3,6.5,10,-3,2.2,10,-20,mol,3,L,-3,1.7,10,-5,问题探究,1溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能力，请根据下表分析，溶度积与溶解度有什么关系？,试一试,写出下列难溶物的溶度积表达式,问题探究,(2),将NaCl溶液和,3,溶液等体积混合,是否有AgCl沉淀生成?,Q,Ag,+, Cl,-,10,6,mol,2,/,L,-2, 0.001 mol/L,0.001 mol/L,K,SP,离子结合生成沉淀,(AgCl的,K,SP,=1.810,10,mol,2,L,-2,),5、溶度积规那么：,1Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。同类型的难溶电解质，在同温度下，Ksp越大，溶解度越大；不同类型的难溶电解质，应通过计算才能进行比较。,2在一定温度下，通过比较任意状态离子积Q 与溶度积Ksp的大小，判断难溶电解质沉淀溶解平衡进行的方向。,当Q = Ksp时，,当Q Ksp时，,当Q Ksp时，,饱和溶液，已到达沉淀溶解平衡状态。,不饱和溶液，沉淀溶解，即反响向沉淀溶解的方向进行，直达平衡状态饱和为止。,离子生成沉淀，即反响向生成沉淀方向进行，直到平衡状态饱和为止。,沉淀溶解平衡,生活,自然界,生产,溶液中的化学反应,二、沉淀溶解平衡的应用,1、沉淀的生成,1意义：在物质的检验、提纯及工厂废水的处理等方面有重要意义。,2方法：,A、调节PH法,例：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调PH值至78,Fe3+ + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+,B、加沉淀剂法,如:沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂,3原那么：生成沉淀的反响能发生，且进行得越完全越好,注意：当剩余离子即平衡离子浓度10,-5,mol/L时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。,2、沉淀的溶解,根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。例如,医院中进行钡餐透视时，用BaSO,4,做内服造影剂，为什么不用BaCO,3,做内服造影剂？,BaSO,4,和BaCO,3,的沉淀溶解平衡分别为：,BaSO,4,Ba,2+,+ SO,4,2-,K,sp,=1.110,-10,mol,2,L,-2,BaCO,3,Ba,2+,+ CO,3,2-,K,sp,=5.110,-9,mol,2,L,-2,由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃,酸会与CO32-反响生成CO2和水，使CO32-离子浓度降低，使,Qc K,sp,(CuS),所以,ZnS沉淀会转化为CuS沉淀,练习:Ksp(MnS)=2.510-13 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2通过计算说明MnS沉淀中滴加的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,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Cu,2+,、Hg,2+,、Pb,2+,等重金属离子。,Ksp(FeS)=6.310,-18,mol,2,L,-2,Ksp(CuS)=1.310,-36,mol,2,L,-2,Ksp(HgS)=6.410,-53,mol,2,L,-2,Ksp(PbS)=3.410,-28,mol,2,L,-2,练习：写出FeS(s)与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反响离子方程式。,FeS(s) + Cu,2+,(aq) = CuS(s) + Fe,2+,FeS(s) + Pb,2+,(aq) = PbS(s) + Fe,2+,FeS(s) + Hg,2+,(aq) = HgS(s) + Fe,2+,Cu,2+,+ MnS(s) = CuS(s)+Mn,2+,Cu,2+,+ H,2,S = CuS,+2H,+,Cu,2+,+ S,2-,= CuS,Cu,2+,+ HS,-,= CuS,+H,+,用MnS、H,2,S、Na,2,S、NaHS、(NH,4,),2,S作沉淀剂都能除去工,业废水中的Cu,2+,、Hg,2+,、Pb,2+,等重金属离子。,水垢中的,Mg(OH),2,是怎样生成的?,硬水:是含有较多,Ca,2+,、Mg,2+,、HCO,3,-,、Cl,-,和SO,4,2-,的水.,加热时：,Ca,2+,+ 2HCO,3,-,= CaCO,3,+CO,2, + H,2,O,Mg,2+,+ 2HCO,3,-,= MgCO,3,+CO,2, + H,2,O,MgCO,3,+ H,2,O = Mg(OH),2,+CO,2,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Mg2+的大小。,MgCO,3,沉淀溶解平衡：MgCO,3,(s) Mg,2+,+ CO,3,2-,CO,3,2-,水解平衡：CO,3,2-,+ H,2,O HCO,3,-,+ OH,-,因为Q,c, K,sp,(Mg(OH),2,),所以有Mg(OH),2,沉淀析出。即加热后，MgCO,3,沉淀转化为Mg(OH),2,。,因此硬水加热后的水垢的主要成分是CaCO,3,和Mg(OH),2,而不是CaCO,3,和MgCO,3,.,洗涤水垢的方法：除出水垢中的CaCO,3,和Mg(OH),2,用食醋， CaCO,3,+2CH,3,COOH=(CH,3,COO),2,Ca +CO,2,+H,2,O,Mg(OH),2,+2CH,3,COOH =(CH,3,COO),2,Mg+2H,2,O,小 结,沉淀溶解平衡,溶度积,沉淀溶解平衡的应用,随堂练习,1.将410,-3,mol,/L的Pb(NO,3,),2,溶液与,410,-3,mol,/L的KI溶液,等体积混合能否有沉淀析出？,(K,sp,(PbI,2,)= 7.110,-9,mol,3,L,-3,),2、牙齿外表由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在以下平衡： Ca5(PO4)3OHs=5Ca2+3PO43-+OH- 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 。Ca5(PO4)3Fs的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更巩固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因 。,随堂练习,3、讨论：对于平衡AgClS Ag+(aq) + Cl-(aq),假设改变条件，对其有何影响,改变条件,平衡移动方向,C（Ag,+,）,C（Cl,-,）,升 温,加 水,加AgCl（s）,加NaCl（s）,加NaI（s）,加AgNO,3,(s),加NH,3,H,2,O, , 不变 不变,不移动 不变 不变, , , , ,谢谢大家,溶度积规那么,1、Q, K,sp,时，,过饱和溶液 ，生成,沉淀,2、Q,= K,sp,时，沉淀溶解平衡,3、Q, K,sp,时，,不饱和溶液 ，,沉淀溶解,化学平衡状态,1、定义：,在一定条件下的可逆反响，正反响和逆反响速率相等，反响混合物中各组分的浓度保持不变的状态。,2、特征,：,、逆：,可逆反响条件一定,、等：,、定,：,、动：,、变：,V正=V逆,各组分的,浓度,、,百分含量,保持不变,动态平衡，V正=V逆0,外界条件一旦改变，平衡随之破坏。,知识回忆,一定温度下，可逆反应：,aAbB cCdD,K,=,c,c,（C）c,d,（D）,c,a,（A）c,b,（B）,意义：,K的大小说明反响进行的限度,一定温度下，利用K与任意时刻浓度商Q的大小比较，可预测反响进行的方向。,Q,K,，,Q,=,K,，,Q,K,，,平衡,逆向,移动，直至达新的化学平衡状态,化学平衡状态,平衡,正向,移动，直至达新的化学平衡状态,溶解度与溶度积本质区别：,溶解度,指一定 温度下，某溶质在100克溶剂中形成饱和溶液时，所溶解的质量。不仅与难溶电解质的性质和温度有关，还受溶液中离子浓度的影响。,溶度积,只与电解质的性质和温度有关。,Ksp= c(A,n+,),m,c(B,m-,),n,A,m,B,n,(s) mA,n+,(aq)+nB,m-,(aq),溶解度：S mS nS,(mol/L),= (mS),m,(nS),n,K,sp,= S,2,4S,3,27S,4,108S,5,从,K,sp,S：,化合物类型：AB A,2,B A,3,B A,2,B,3,(2).,溶度积Ksp,与难溶电解质的,溶解度,的有关换算,