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第3章物质在水溶液中的行为,第3节沉淀溶解平衡,在NaCl的水溶液中，再加入固体溶质，固体有没有溶解过程,探究：,饱和NaCl溶液,一昼夜后观察发现：固体变为规则的立方体；质量并未发生改变,思考：得到什么启示？,一昼夜后,探究：,NaCl(S)Na+Cl-,迁移应用：可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？,实验探究,实验步骤：,在上层清液中滴加KI溶液后，有黄色沉淀产生。,实验现象：,结论解释：,1滴管PbI2溶液,几滴同浓度KI溶液,PbI2,溶解PbI2s)Pb2aq)+2l-(aq)沉淀,PbI2在水中溶解平衡,尽管PbI2固体难溶于水，但仍有部分Pb2和I-离开固体表面进入溶液，同时进入溶液的Pb2和I-又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时，Pb2和I-的沉淀与PbI2固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态.PbI2固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为：,一、沉淀溶解平衡,3)特征：,逆、动、等、定、变,练：书写碳酸钙溶解平衡的表达式,一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。,2)表达式：,1)概念：,Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，符合平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。,动态平衡,外界条件一定，溶液中各粒子的浓度保持不变,外界条件改变，溶解平衡发生移动。,动：等：定：变：,练一练,1、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（）A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相等C沉淀溶解达到平衡时，溶液中离子的浓度相等且保持不变D沉淀溶解达到平衡时，如果再加入该沉淀物，将促进溶解,B,思考：难溶等于不溶吗？,习惯上,将溶解度小于0.01克的电解质称为难溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0，没有绝对不溶的物质。,4)影响溶解平衡的因素：,内因：电解质本身的性质,a、绝对不溶的电解质是没有的。b、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。c、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。,外因：,a)浓度：,b)温度：,通常我们讲的外因包括浓度、温度、压强等。对于溶解平衡来说，在溶液中进行，可忽略压强的影响。,平衡右移,平衡左移,多数平衡向溶解方向移动,升温,加水增大相同离子浓度,思考：对于平衡AgClAg+Cl-若改变条件，对其有何影响?,不移动不变不变,交流研讨,珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，它们可以从周围海水中获取Ca2+和HCO3-，经反应形成石灰石外壳：Ca2+2HCO3-CaCO3+CO2+H2O珊瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸钙的产生，对珊瑚的形成贡献很大。人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他的化石燃料等因素，都会干扰珊瑚的生长，甚至造成珊瑚虫死亡。分析这些因素影响珊瑚生长的原因。,2、牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH（s）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。,生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿,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乘积为一个常数这个常数称之为溶度积常数简称为溶度积，用Ksp表示。,二、溶度积常数或溶度积(Ksp)：,表达式,概念：,溶度积(Ksp)的大小与难溶电解质性质和温度有关，与沉淀的量无关.离子浓度的改变可使平衡发生移动,而不能改变溶度积.,溶度积(Ksp)的性质,25时，Ksp=,Mg2+OH-2=5.610-12mol3L-3,练：请写出BaSO4、Al(OH)3的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式。,BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)KSP=Ba2+SO42-Al(OH)3(s)Al3+(aq)+3OH-(aq)KSP=Al3+OH-3,相同类型(如AB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)溶解度:AgClAgBrAgI,Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解度,练一练,1、下列叙述正确的是（）A.由于AgCl水溶液导电性很弱，所以它是弱电解质B.难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积常数C.溶度积常数大者，溶解度也大D.用水稀释含有AgCl固体的溶液时，AgCl的溶度积常数不变。,D,三、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78Fe3+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）原则：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好,注意：当剩余离子即平衡离子浓度10-5mol/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BaSO4做内服造影剂，为什么不用BaCO3做内服造影剂？,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-反应生成CO2和水，使CO32-离子浓度降低，使QcKsp(CuS),所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀,练习:已知Ksp(MnS)=2.510-13Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2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,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-2Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2Ksp(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+,FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+,FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+,Cu2+MnS(s)=CuS(s)+Mn2+Cu2+H2S=CuS+2H+Cu2+S2-=CuSCu2+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。,水垢中的Mg(OH)2是怎样生成的?,硬水:是含有较多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和SO42-的水.,加热时：Ca2+2HCO3-=CaCO3+CO2+H2OMg2+2HCO3-=MgCO3+CO2+H2OMgCO3+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Mg2+的大小。,因为QcKsp(Mg(OH)2),所以有Mg(OH)2沉淀析出。即加热后，MgCO3沉淀转化为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CaCO3和MgCO3.,洗涤水垢的方法：除出水垢中的CaCO3和Mg(OH)2用食醋，CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+CO2+H2OMg(OH)2+2CH3COOH=(CH3COO)2Mg+2H2O,小结,沉淀溶解平衡,溶度积,沉淀溶解平衡的应用,1.沉淀的溶解与生成,2.沉淀的转化,随堂练习,1.将410-3mol/L的Pb(NO3)2溶液与410-3mol/L的KI溶液等体积混合能否有沉淀析出？(Ksp(PbI2)=7.110-9mol3L-3),2、讨论：对于平衡AgCl（S）Ag+(aq)+Cl-(aq)若改变条件，对其有何影响,不变不变,不移动不变不变,溶度积规则,1、QKsp时，过饱和溶液，生成沉淀2、Q=Ksp时，沉淀溶解平衡3、QKsp时，不饱和溶液，沉淀溶解,知识回顾,一定温度下，可逆反应：aAbBcCdD,K=,意义：,K的大小说明反应进行的限度,一定温度下，利用K与任意时刻浓度商Q的大小比较，可预测反应进行的方向。,QK，Q=K，QK，,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(An+)mc(Bm-)n,AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),溶解度：SmSnS(mol/L),=(mS)m(nS)n,Ksp=S24S327S4108S5,(2).溶度积Ksp与难溶电解质的溶解度的有关换算,小结,1.理解难溶电解质的溶解平衡。,2.溶度积和溶度积规则。,3.利用平衡移动原理分析沉淀的生成。,
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