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1、高二化学选修 沉淀溶解平衡 ppt第1页，本讲稿共37页已知牙齿表面有一层坚硬的牙釉质羟基磷酸钙已知牙齿表面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，它对牙齿起到保护作用。使用含氟牙膏能生成成更难溶且耐酸更难溶且耐酸的氟磷酸钙的氟磷酸钙Ca5(PO4)3F覆盖在牙齿表面，覆盖在牙齿表面，抵抗抵抗+的侵袭的侵袭。情景情景1：第2页，本讲稿共37页 当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。工。石灰石石灰石岩层在经历了数万年的岁月岩层在经历了数万年的岁月
2、侵蚀之后，会形成各种奇形异状的侵蚀之后，会形成各种奇形异状的溶洞溶洞。你知道它是如何形成的吗你知道它是如何形成的吗？龙岩龙岩龙硿洞龙硿洞地下地下溶洞溶洞奇观奇观龙岩梅花山龙岩梅花山赖源赖源溶洞溶洞第3页，本讲稿共37页探究实验：探究实验：（1）将少量的）将少量的PbI2固体加到盛有一固体加到盛有一定量水的试管中，振荡，静置一段时定量水的试管中，振荡，静置一段时间。间。溶解在水中的溶解在水中的Pb2和和 I又能又能否结合生成否结合生成PbI2沉淀呢？沉淀呢？（2）取）取上层清液上层清液12ml，加入试，加入试管中，逐滴加入管中，逐滴加入KI溶液溶液，振荡，观，振荡，观察实验现象。察实验现象。难溶
3、难溶 微溶微溶 可溶可溶 易溶易溶0.01 1 10 （Sg/100g水）水）思思 考考现象现象:滴加碘化钾溶液后滴加碘化钾溶液后,上层清夜中出现黄色沉淀上层清夜中出现黄色沉淀,说明上层清夜中存在铅离子说明上层清夜中存在铅离子.第4页，本讲稿共37页 一定温度下，沉淀溶解成离子的速率一定温度下，沉淀溶解成离子的速率等等于于离子重新离子重新结合成沉淀的速率，形成结合成沉淀的速率，形成饱和饱和溶液，固体质量和溶液溶液，固体质量和溶液中各离子的浓度保持中各离子的浓度保持不变不变的状态。的状态。例如：例如：AgCl(s)AgAgCl(s)Ag+Cl+Cl-溶解溶解沉淀沉淀1、定义：、定义：一一、沉淀溶
4、解平衡沉淀溶解平衡PbIPbI2 2(s)(s)PbPb2 2(aq)(aq)2I2I(aq)(aq)溶解溶解沉淀沉淀V V溶溶V V结结=0速率速率V0时间时间t.V V溶溶V V结结t1等等2、特征：、特征：、定定、动动、变变 第5页，本讲稿共37页3、影响沉淀溶解平衡的因素：、影响沉淀溶解平衡的因素：内因：内因：难溶物质本身性质难溶物质本身性质主要决定因素主要决定因素CaCO3 Ca2+CO32-注：绝对不溶的电解质是没有的。注：绝对不溶的电解质是没有的。同是难溶电解质，溶度积差别很大。同是难溶电解质，溶度积差别很大。易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶易溶电解质做溶质时只要是饱和
5、溶液也可存在溶解平衡。解平衡。第6页，本讲稿共37页3、影响沉淀溶解平衡的因素：、影响沉淀溶解平衡的因素：外因外因：（1 1）浓度）浓度（2 2）温度）温度（3 3）同离子效应）同离子效应加水，平衡向溶解方向移动加水，平衡向溶解方向移动升温，多数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加入相同的离子向平衡体系中加入相同的离子使平衡向沉淀方向移动使平衡向沉淀方向移动（4 4）其他）其他向平衡体系中加入可与体系中某些离子向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或气体时，平衡正移反应生成更难溶物质或气体时，平衡正移第7页，本讲稿共37页4 4、溶度积常数、溶度积常数(K
6、(Kspsp)PbI2(s）Pb2+2I-2525时溶度积：时溶度积：在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时，在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时，离子浓度保持不变。其离子浓度的离子浓度保持不变。其离子浓度的化学计量数次方化学计量数次方的乘的乘积为一个常数，称之为积为一个常数，称之为溶度积常数溶度积常数,简称溶度积，用简称溶度积，用K Kspsp表示。表示。=7.110-9 mol3 L-3Ksp=Ksp值的大小只与难溶电解质本身的值的大小只与难溶电解质本身的 性质性质和和温度温度有关，与浓度无关。有关，与浓度无关。K PbI2=Pb2+I-2第8页，本讲稿共37页难
7、难溶物溶物Ksp表达式表达式AgClAgBrAgIMg(OH)2Cu(OH)2=Ag+Cl-=Ag+Br-=Ag+I-=Mg2+OH-2=Cu2+OH-2Ksp值值（25）溶解度（溶解度（g）1.810-10 mol2L-21.810-45.010-13 mol2L-28.410-68.310-17 mol2L-22.110-75.610-12 mol3L-36.510-32.210-20 mol3L-3 1.710-5（1）溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能力力，请根据下表分析，溶度积与溶解度有，请根据下表分析，溶度积与溶解度有什么什么关系关系？试一试试
8、一试 写出下列难溶物的溶度积表达式写出下列难溶物的溶度积表达式 第9页，本讲稿共37页(2)(2)将将0.001mol/L NaCl0.001mol/L NaCl溶液和溶液和0.001mol/L AgNO0.001mol/L AgNO3 3溶液溶液等体积混合等体积混合,是否有是否有AgClAgCl沉淀生成沉淀生成?QAg+Cl-106 mol2/L-2 0.001 mol/L 0.001 mol/L KSP离子结合生成沉淀离子结合生成沉淀(AgCl(AgCl的的K KSPSP=1.810=1.81010 10 molmol2 2L L-2-2)第10页，本讲稿共37页5 5、溶度积规则：、溶度
9、积规则：（1）Ksp反映了反映了难溶电解质在水中的溶解能力难溶电解质在水中的溶解能力。同类型的。同类型的难溶电解质，在同温度下难溶电解质，在同温度下，K Kspsp越大，溶解度越大越大，溶解度越大；不同类不同类型的难溶电解质型的难溶电解质，应通过计算才能进行比较应通过计算才能进行比较。（2）在一定温度下在一定温度下，通过比较任意状态离子积，通过比较任意状态离子积（Q Q ）与溶度积（与溶度积（K Kspsp）的大小，判断难溶电解质沉淀溶解平衡进）的大小，判断难溶电解质沉淀溶解平衡进行的方向。行的方向。当当Q Q =K Kspsp时，时，当当Q Q K Kspsp时，时，当当Q Q K Ksps
10、p时，时，饱和溶液，已达到沉淀溶解平衡状态。饱和溶液，已达到沉淀溶解平衡状态。不饱和溶液，沉淀溶解，即反应向沉淀溶解的方向不饱和溶液，沉淀溶解，即反应向沉淀溶解的方向进行，直达平衡状态（饱和为止）。进行，直达平衡状态（饱和为止）。离子生成沉淀，即反应向生成沉淀方向进行，直离子生成沉淀，即反应向生成沉淀方向进行，直到平衡状态（饱和为止）。到平衡状态（饱和为止）。第11页，本讲稿共37页二、沉淀溶解平衡的应用二、沉淀溶解平衡的应用第12页，本讲稿共37页1 1、沉淀的生成、沉淀的生成（1 1）意义：）意义：在物质的检验、提纯及工厂废水的处理等方面有重在物质的检验、提纯及工厂废水的处理等方面有重要意
11、义。要意义。（2 2）方法：）方法：A A、调节、调节PHPH法法例：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调例：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调PH值至值至78Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+B B、加沉淀剂法、加沉淀剂法如如:沉淀沉淀Cu2+、Hg2+等，以等，以Na2S、H2S做沉淀剂做沉淀剂（3 3）原则：）原则：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好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注意：当剩余离子即平衡离子浓度10-5mol/L时，认为时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。离子已沉淀完全或离子已有效除去。第13页，本讲稿共3
12、7页2 2、沉淀的溶解、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。例如方向移动，就可以使沉淀溶解。例如医院中进行钡餐透视时，医院中进行钡餐透视时，用用BaSOBaSO4 4做内服造影剂，为什么不用做内服造影剂，为什么不用BaCOBaCO3 3做内服造影剂？做内服造影剂？第14页，本讲稿共37页 BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：的沉淀溶解平衡分别为：BaSO4 Ba2+SO42
13、-Ksp=1.110-10mol2 L-2 BaCO3 Ba2+CO32-Ksp=5.110-9mol2 L-2 由于人体内胃酸的酸性较强由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下，如果服下BaCO3,胃胃酸会与酸会与CO32-反应生成反应生成CO2和水，使和水，使CO32-离子浓度降低，使离子浓度降低，使Qc Ksp(CuS),所以所以ZnS沉淀会转化为沉淀会转化为CuS沉淀沉淀练习练习:已知已知Ksp(MnS)=2.510-13 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2通过计算说通过计算说明明MnS沉淀中滴加沉淀中滴加0.01mol/L的的Pb(NO3)2溶液是否有溶
14、液是否有PbS沉淀析出。沉淀析出。(2).ZnS沉淀为什么转化为沉淀为什么转化为CuS沉淀的定量计算沉淀的定量计算第23页，本讲稿共37页 利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用利用沉淀转化原理，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等难溶物作为沉淀剂除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。等重金属离子。Ksp(FeS)=6.310-18mol2L-2 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2 Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2练习：写出练习：写出FeS(s
15、)与废水中的与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。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+第24页，本讲稿共37页 Cu2+MnS(s)=CuS(s)+Mn2+Cu2+H2S=CuS+2H+Cu2+S2-=CuS Cu2+HS-=CuS +H+用用MnS、H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S作沉淀剂都能除去工作沉淀剂都能除去工业废水中的业废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。等重金属离子。第25页，本讲稿共37页水垢中的
16、水垢中的Mg(OH)Mg(OH)2 2是怎样生成的是怎样生成的?硬水硬水:是含有较多是含有较多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和和SO42-的水的水.加热时：加热时：Ca2+2HCO3-=CaCO3+CO2 +H2O Mg2+2HCO3-=MgCO3+CO2 +H2O MgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2 为什么在水垢中镁主要以为什么在水垢中镁主要以Mg(OH)2沉淀沉淀形式存在，而形式存在，而不是以不是以MgCO3沉淀沉淀的形式存在？比较它们饱和时的形式存在？比较它们饱和时Mg2+的大小。的大小。第26页，本讲稿共37页MgCO3沉淀溶解平衡：沉淀溶解平衡：MgCO3(s)Mg2
17、+CO32-CO32-水解平衡：水解平衡：CO32-+H2O HCO3-+OH-因为因为Qc Ksp(Mg(OH)2),所以有所以有Mg(OH)2沉淀析出。即加热后，沉淀析出。即加热后，MgCO3沉淀转化为沉淀转化为Mg(OH)2。因此硬水加热后的水垢的主要成分是因此硬水加热后的水垢的主要成分是CaCO3和和Mg(OH)2而不是而不是CaCO3 和和MgCO3.洗涤水垢的方法：除出水垢中的洗涤水垢的方法：除出水垢中的CaCO3和和Mg(OH)2用食醋，用食醋，CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+CO2+H2O Mg(OH)2+2CH3COOH=(CH3COO)2Mg+2H2O
18、第27页，本讲稿共37页第28页，本讲稿共37页随堂练习1.1.将将410410-3-3molmol/L/L的的Pb(NOPb(NO3 3)2 2溶液与溶液与410410-3 3molmol/L/L的的KIKI溶液溶液等体积混合能否有沉淀析等体积混合能否有沉淀析出？出？(K (Kspsp(PbI(PbI2 2)=7.110)=7.110-9-9molmol3 3 L L-3-3)第29页，本讲稿共37页 2 2、牙齿表面由一层硬的、组成为牙齿表面由一层硬的、组成为CaCa5 5(PO(PO4 4)3 3OHOH的物质的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：保护着，它在唾液中存在下列平衡：CaCa
19、5 5(PO(PO4 4)3 3OHOH（s s）=5Ca=5Ca2+2+3PO+3PO4 43-3-+OH+OH-进食后，细菌和进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是其原因是 。已知。已知CaCa5 5(PO(PO4 4)3 3F F（s s）的）的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固。用离子方溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固。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 。随堂练习第30页，本讲稿共37页3 3、讨论：、讨论：对于平衡对于平衡A
20、gClAgCl（S S）Ag Ag+(aq)+Cl(aq)+Cl-(aq)(aq)若改变条件，对其有何影响若改变条件，对其有何影响改变条件改变条件平衡移动方向平衡移动方向 C C（AgAg+）C C（ClCl-）升升 温温加加 水水加加AgClAgCl（s s）加加NaClNaCl（s s）加加NaINaI（s s）加加AgNOAgNO3 3(s)(s)加加NHNH3 3H H2 2O O 不变不变 不变不变不移动不移动 不变不变 不变不变 第31页，本讲稿共37页第32页，本讲稿共37页1 1、Q Q K Kspsp 时，时，过饱和溶液过饱和溶液 ，生成，生成沉淀沉淀2 2、Q Q =K=K
21、spsp 时，沉淀溶解平衡时，沉淀溶解平衡3 3、Q Q K Kspsp 时，时，不饱和溶液不饱和溶液 ，沉淀溶解沉淀溶解第33页，本讲稿共37页化学平衡状态化学平衡状态1 1、定义：、定义：在一定条件下的可逆反应，在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应速率相等，反正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。不变的状态。2 2、特征、特征：、逆：、逆：可逆反应（条件一定）可逆反应（条件一定）、等：、等：、定、定：、动：、动：、变：、变：V V正正=V=V逆逆各组分的各组分的浓度浓度、百分含量百分含量保持不变保持不变动态平衡，动态平衡，V V正正=V
22、=V逆逆0 0 外界条件一旦改变，平衡随之破坏。外界条件一旦改变，平衡随之破坏。第34页，本讲稿共37页一定温度下，可逆反应：一定温度下，可逆反应：aAbB cCdD K=c cc c（C C）c cd d（D D）c ca a（A A）c cb b（B B）意义：意义：K的大小说明反应进行的的大小说明反应进行的限度限度 一定温度下，利用一定温度下，利用K与任意时刻与任意时刻浓度商浓度商Q的大小比的大小比较，可预测反应进行的较，可预测反应进行的方向方向。QK，Q=K，QK，平衡平衡逆向逆向移动，直至达新的化学平衡状态移动，直至达新的化学平衡状态化学平衡状态化学平衡状态平衡平衡正向正向移动，直至
23、达新的化学平衡状态移动，直至达新的化学平衡状态第35页，本讲稿共37页溶解度与溶度积本质区别：溶解度与溶度积本质区别：溶解度溶解度指一定指一定 温度下，某溶质在温度下，某溶质在100克溶剂中形成饱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。质和温度有关，还受溶液中离子浓度的影响。溶度积溶度积只与电解质的性质和温度有关。只与电解质的性质和温度有关。第36页，本讲稿共37页Ksp=c(AKsp=c(An+n+)m m c(Bc(Bm-m-)n nA Am mB Bn n(s)mA(s)mAn+n+(aq)+nB(aq)+nBm-m-(aq)(aq)溶解度：溶解度：S mS nS S mS nS(mol/L)(mol/L)=(mS)=(mS)m m(nS)(nS)n nK Kspsp=S=S2 2 4S4S3 3 27S 27S4 4 108S 108S5 5 从从K KspspSS：化合物类型：化合物类型：AB AAB A2 2B AB A3 3B AB A2 2B B3 3 (2).(2).溶度积溶度积KspKsp与难溶电解质的与难溶电解质的溶解度溶解度的有关换算的有关换算第37页，本讲稿共37页