高中化學 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準下,所以用BaSO4 作“鋇餐”。,水滴石穿,溶洞的形成,,化學與自然,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)??撤ド?、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)??撤ド?、燃燒煤和其他化學燃料等因素導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: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,- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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