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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第四节 沉淀溶解平衡
1. 什么是饱和溶液？
复 习
在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解溶质的溶液叫饱和溶液。能继续溶解溶质的溶液叫不饱和溶液。
2、固体物质的溶解度
2、固体物质的溶解度
定义：在一定温度下，某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。
2、固体物质的溶解度
定义：在一定温度下，某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。
注意：条件：一定温度。 标准：100克溶剂
状态：饱和状态 单位：克
任何物质的溶解是有条件的，在一定的条件下某物质的溶解量也是有限的，不存在无限可溶解的物质。
饱和NaCl溶液
形状不规则的NaCl固体
形状规则的NaCl固体
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
化学真神奇！
NaCl(s) Na+(aq)+ Cl-(aq)
【解释】在NaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡
可溶电解质的饱和溶液中存在溶解平衡，难溶电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？
化学式 溶解度/g 化学式 溶解度/g
AgCl 1.5×10-4 Ba(OH)2 3.89
AgNO3 222 BaSO4 2.4×10-4
AgBr 8.4×10-6 Ca(OH)2 0.165
Ag2SO4 0.796 CaSO4 0.21
Ag2S 1.3×10-16 Mg(OH)2 9×10-4
BaCl2 35.7 Fe(OH)3 3×10-9
几种电解质的溶解度（20℃)
【问题】难溶电解质完全不溶吗？
难
难
难
微
易
易
可
难
难
难
微
微
难溶 微溶 可溶 易溶
0.01 1 10 (Sg/100g水)
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。
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时,沉淀达到完全。
【问题】Ag＋和Cl－的反应真能进行到底吗？
反应后溶液中还存在Ag+和Cl－吗？
溶解
AgCl(s) Ag＋(aq) + Cl-（aq)
沉淀
Ag+
Cl-
AgCl在水中溶解平衡
当v（溶解）＝ v（沉淀）时， 得到饱和AgCl溶液， 建立溶解平衡
尽管AgCl固体难溶于水，但仍有部分Ag＋和 Cl-离开固体表面进入溶液， 同时进入溶液的Ag＋和 Cl-又会在固体表面沉淀下来
【结论】在电解质的饱和溶液中， 不管是可溶、难溶的电解质都存在着溶解平衡。
练一练：
书写碳酸钙、氢氧化镁沉淀溶解平衡表达式
2.表达式：
1.概念：
CaCO3 (s) Ca2+ (aq) +CO32- (aq)
一、沉淀溶解平衡
AmBn(s) mAn＋(aq) +nBm－(aq)
Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) +2OH- (aq)
一定温度下，将难溶物质溶于水中，当v（溶解）＝v(沉淀）时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态。这种平衡叫沉淀溶解平衡。
沉淀溶解平衡表达式：
AgCl(s)
Ag+(aq) + Cl-(aq)
Cu(OH)2(s)
Cu2+(aq) + 2OH-(aq)
对比电离方程式：
AgCl
Ag++ Cl-
Cu(OH)2
Cu2+ + 2OH-
AgCl:
Cu(OH)2:
逆、等、动、定、变
3. 特征：
等——V（溶解） = V（沉淀）
动——动态平衡， V（溶解） = V（沉淀）≠0
定——达到平衡时，溶液中离子浓度不再改变
变——当外界条件改变，溶解平衡将发生移动
逆——溶解与沉淀互为可逆
一、沉淀溶解平衡
1.内因：沉淀本身的性质
(1)绝对不溶的电解质是没有的
(2)同是难溶电解质，溶解度差别也很大
二、影响沉淀溶解平衡的因素：
2.外因：
改变条件 平衡移动方向 平衡时 c（Ag+ ） 平衡时
c（Cl-）
升 温
加少量水
加AgCl(s)
加NaCl(s)
加AgNO3(s)
加KI（s）
不移动
不变
不变
不变
不变
正反应
正反应
正反应
逆反应
逆反应
增大
增大
增大
增大
增大
减小
减小
减小
【讨论】在AgCl饱和溶液中，尚有AgCl固体存在，当分别向溶液中加入下列物质，将如何变化？
AgCl（S） Ag+(aq) + Cl-(aq) △H > 0
特例：
Ca(OH)2
b、浓度：加水，平衡向溶解方向移动。
a、温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。
c、同离子效应：加入与难溶电解质相同的离子，
平衡向沉淀方向移动。
d、化学反应：反应消耗难溶电解质的离子，
平衡向溶解方向移动。
2.外因：
MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq)
沉淀
溶解
1.内因：沉淀本身的性质
二、影响沉淀溶解平衡的因素：
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+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)
进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸能中和OH-， 使平衡向脱矿方向移动， 加速腐蚀牙齿
你知道吗？
蛀牙的原理
氟化物防治龋齿的化学原理
+ F-
羟基磷灰石
氟磷灰石
难溶物 溶解度(25℃)
Ca5(PO4)3(OH) 1.5×10-10g
Ca5(PO4)3F 9.5×10-11g
你知道吗？
1.石灰乳中存在下列平衡：
Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq),
为使Ca(OH)2固体的量减少，需加入少量的（ ）
　A.Na2CO3 　 B.AlCl3
　C.NaOH D.CaCl2
E.NH4NO3 F.NaHSO4
ABEF
随堂练习
2. 在饱和澄清石灰水中加入生石灰反应后， 恢复至原来温度下列说法正确的是( )
A.溶液中钙离子浓度变大
B.溶液中氢氧化钙的质量分数增大
C.溶液的pH不变
D.溶液中钙离子的物质的量减少.
C D
随堂练习
3.分析AgCl在下面5种溶液中的溶解度，由大到小的顺序是 。
①纯水 ②0.1mol/L盐酸
③0.2mol/LAgNO3 ④0.1mol/LAlCl3
⑤0.1mol/L氨水
已知：Ag++2NH3 H2O=［Ag(NH3)2］++OH-
⑤>①>②>③>④
随堂练习
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第四节 沉淀溶解平衡
第二课时 沉淀溶解平衡的应用
1、沉淀的生成
（1）应用：生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中除杂或提纯物质的重要方法之一。
化学沉淀法废水处理工艺流程示意图
（2）沉淀的方法
① 调pH值
如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，使其溶解于水，再加氨水调 pH值至7~8
Fe3＋ + 3NH3 H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋
如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂
Cu2＋+S2－= CuS↓ Hg2＋+S2－= HgS↓
② 加沉淀剂
③同离子效应法
如：用水洗涤BaSO4沉淀造成的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量
BaSO4 (s) Ba2+ (aq) +SO42- (aq)
硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。
原理：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，就达到使沉淀溶解的目的。
2. 沉淀的溶解
CaCO3 Ca2+ + CO32-
+H+
HCO3- H2CO3 → H2O+CO2↑
滴加试剂 蒸馏水 盐酸 氯化氨溶液
现象
固体无明显
溶解现象
迅速溶解
逐渐溶解
方法: ②盐溶解法
【实验3-3】
2. 沉淀的溶解
Mg(OH)2 + 2HCl ＝ MgCl2 + 2H2O
Mg(OH)2 + 2NH4Cl ＝ MgCl2 + 2NH3 ↑ +2H2O
【思考与交流】用平衡移动的原理分析Mg(OH)2 溶于盐酸和NH4Cl溶液的原因
Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)+2OH－(aq)
方法:①酸溶解法 如：可溶解难溶氢氧化物， 难溶碳酸盐、某些难溶硫化物等。
【小结】难溶电解质溶解的规律：
加入的试剂能与沉淀所产生的离子发生反应，
生成挥发性物质或弱电解质(弱酸、弱碱或水)，使溶解平衡向溶解的方向移动，则沉淀就会溶解。
2.沉淀的溶解
FeS + 2H+ = Fe2+ + H2S↑
或者利用氧化还原反应的原理使沉淀溶解
如：FeS固体溶解还可加硝酸
如：FeS固体溶解可加盐酸
【实验3-4】
步骤 1mLNaCl和10滴AgNO3溶混合(均为0.1mol／L) 向所得固液混合物中滴加10滴0.1mol／LKI溶液 向新得固液混合物中滴加10滴0.1mol／L Na2S溶液
现象
有白色沉淀析出
白色沉淀转化为黄色
黄色沉淀转化为黑色
AgCl
AgI
Ag2S
3. 沉淀的转化
向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液
生成白色沉淀
向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液
白色沉淀转变为红褐色
静置
红褐色沉淀析出，溶液变无色
【实验3-5】
【讨论】沉淀转化的规律？
沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的方向转化 两者差别越大，转化越容易。
物质 溶解度/g
Mg(OH)2 9×10-4
Fe(OH)3 3×10-9
物质 溶解度/g
AgCl 1.5×10-4
AgI 9.6×10-9
Ag2S 1.3×10-16
【问题】如果将上述两个实验中的沉淀生成和转化的步骤颠倒顺序，会产生什么结果？
一般溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。
应用：对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀
3. 沉淀的转化
沉淀的转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动
CaSO4 　　SO42－ + Ca2＋
+ CO32－
CaCO3
应用1：锅炉除水垢
水垢成分CaCO3
Mg(OH)2 CaSO4
用饱和Na2CO3
溶液浸泡数天
疏松的水垢CaCO3
Mg(OH)2
除去水垢
加盐酸
CaSO4+CO32- CaCO3+SO42-
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式
应用2：自然界也发生着溶解度小的矿物转化为
溶解度更小的矿物的现象
CuS的溶解度远小于ZnS
ZnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Zn2+ (aq)
CuSO4
铜蓝(CuS)
ZnS(s) Zn2+(aq) + S2-(aq)
+Cu2+(aq)
CuS(s)
平衡向右移动
PbS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Pb2+ (aq)
总反应：
试利用平衡移动原理解释下列事实：
(1)FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中
(2)CaCO3难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中
(3)分别用等体积的蒸馏水和0.010mol/L硫酸洗涤BaSO4沉淀，用水洗涤BaSO4造成的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量
课堂练习
（4）溶洞的形成
CaCO3 Ca2+ + CO32-
2HCO3-
+
H2O+CO2
（4）为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”
BaSO4 和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：
BaSO4 Ba2＋ ＋ SO42－ s=2.4 ×10－4
BaCO3 Ba2＋ ＋ CO32－ s=2.2 ×10－3
而SO42－不与H＋结合生成硫酸，胃酸中的H＋对BaSO4的溶解平衡没有影响，Ba2＋浓度保持在安全浓度标准下，所以用BaSO4 作“钡餐”。
+H+
CO2↑+H2O
平衡向右移动
由于人体内胃酸的酸性较强(pH=0.9～1.5)，如果服下BaCO3，胃酸会与CO32－反应生成CO2和水，使CO32－浓度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。
【思考】 如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应尽快用5.0％的Na2SO4溶液给患者洗胃，为什么？能用Na2CO3溶液吗？
紫金矿业污染事件:福建紫金矿业紫金山铜矿湿法厂2010年7月3日发生铜酸水渗漏事故 ，事故造成汀江部分水域严重污染.约有9100立方米的含铜酸水外渗引发汀江流域污染，仅棉花滩库区死鱼和鱼中毒约达378万斤。福建有关部门认定此次污染属重大突发环境事件.
请你根据本节所学知识，提出治理本次污染的方案。pH=1.06
Cu2+含量973mg/L
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第四节 沉淀溶解平衡
第三课时 溶度积常数
1、定义：在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时。其离子浓度幂的乘积为一个常数，称之为溶度积常数,简称溶度积，用Ksp表示。
二、、溶度积常数( Ksp )
注意：
①书写溶度积表达式时不考虑固体的浓度
②溶度积常数有单位
通式：AnBm(s) nAm+(aq)+ mBn-(aq)
则 Ksp(AnBm)= Cn(Am+) · Cm(Bn-)
QC
Ksp
=
QC
Ksp
>
QC
Ksp
<
溶液过饱和，有沉淀析出
溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态
溶液未饱和，可继续溶解该难溶电解质
溶液中有关离子浓度幂的乘积—离子积QC
2、溶度积规则
溶液过饱和 ，有沉淀生成
处于沉淀溶解平衡
溶液不饱和，若加入固体将溶解
在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中，加入 1mL 0.01mol/LAgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl 的Ksp=1.8×10-10) （ ）
A、有AgCl沉淀析出 B、无AgCl沉淀
C、无法确定 D、有沉淀但不是AgCl
A
c(Cl-)=(0.01×0.1) ÷0.101 = 9.9×10-3mol/L
c(Ag+)=(0.01×0.001) ÷0.101 = 9.9×10-5mol/L
Qc =9.9×10-3×9.9×10-5 = 9.8×10-7 > Ksp
练习
3、影响Ksp的因素
难溶电解质本身的性质和温度
温度：升温，多数平衡向溶解方向移动， Ksp 增大。
难溶物 Ksp表达式
AgCl
AgBr
AgI
Mg(OH)2
Cu(OH)2
Ksp =C(Ag+ )C (Cl- )
Ksp =C(Ag+ ) C(Br- )
Ksp =C(Ag+ ) C(I- )
Ksp =C(Mg2+ ) C2(OH- )
Ksp =C(Cu2+ )C2(OH- )
Ksp值（25℃） 溶解度（g）
1.8×10-10 mol2 L-2 1.8×10-4
5.0×10-13 mol2 L-2 8.4×10-6
8.3×10-17 mol2 L-2 2.1×10-7
5.6×10-12 mol3 L-3 6.5×10-3
2.2×10-20 mol3 L-3 1.7×10-5
写出下列难溶物的溶度积表达式
Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力.一定的温度下，相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶解
4、溶度积Ksp的物理意义
练习、下列情况下，有无CaCO3沉淀生成？
（1）往盛有1.0 L纯水中加入0.1 mL浓度为0.01 mol /L 的CaCl2和Na2CO3；
（2）改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0 mol /L 呢？
C(Ca2+)= C(CO32-）= 0.1 10-3 0.01/1.0 = 10-6 mol /L
Qc = C(Ca2+)×C(CO32-) = 10-12 < Ksp,CaCO3=4.96 10-9
因此无 CaCO3沉淀生成。
C(Ca2+)×C(CO32-) = 10-4 mol /L
Qc = C(Ca2+)×C(CO32-) = 10-8 > Ksp,CaCO3
因此有CaCO3沉淀生成。
练习 如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 mol／L,
使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么
（沉淀完全是指该离子的浓度降低到10-5 以下，氢氧化铁的Ksp为 4.0 ×10-39氢氧化镁的Ksp为 1.8 ×10-11）
pH ≥ 3.2
解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH-
Ksp = C(Fe3+)×C 3 (OH-) = 4.0 ×10-39
Fe3+ 沉淀完全时的C(OH-)为:
Mg2＋开始沉淀的pH值为:
pH ≤9.1
因此, 只要控制pH值在3.2 ~ 9.1之间即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。

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