资源简介

(共23张PPT)
沉淀溶解平衡与溶度积
苏教版 选择性必修1
专题3 水溶液中的离子反应
1．能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质。
2．通过学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题，并设计实验探究方案，进行沉淀转化等实验探究。
石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成溶洞。 溶洞里有千奇百怪的石笋、石柱、钟乳石。
石灰岩主要成分是碳酸钙。碳酸钙难溶于水，在25 ℃时，溶解度仅为7.1×10-4 g。当溶有CO2的水流经石灰岩时，能够发生和建立如下平衡：
溶洞的形成
当水中溶有的CO2浓度较大时，该平衡能够向着碳酸钙溶解的方向移动，生成溶解度相对较大的Ca(HCO3)2；
当CO2的浓度减小或温度升高时，该平衡又向着逆反应方向移动，重新析出CaCO3沉淀。
随着上述过程反复进行，经年累月，碳酸钙逐渐在洞穴不同的位置积聚起来，在洞穴顶部形成钟乳石，在洞穴底部则形成石笋，就形成了美丽的溶洞。
【复习回顾】在初中化学中，我们曾根据物质溶解度的大小，将物质分为易溶物、可溶物、微溶物和难溶物。
AgNO3
BaCl2
Ba(OH)2
Ag2SO4
Ca(OH)2
CaSO4
AgCl
AgBr
Ag2S
BaSO4
Mg(OH)2
Fe(OH)3
易溶
可溶
微溶
难溶
S /g
【联想质疑】通常我们所说的难溶物在水中是否完全不能溶解？
【实验探究】
PbI2难溶于水
生成黄色沉淀
原上层清液中含有I－，虽然难溶电解质PbI2的溶解度很小，但在水中仍有极少量的溶解。
结论
尽管难溶电解质的溶解度很小，但在水中并不是绝对不溶。
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
Ag+
Cl-
H2O
在25 ℃时，氯化银的溶解度为1.5×10-4 g，在有氯化银沉淀生成的溶液中存在着如下平衡：
溶解
沉淀
在一定温度下，当AgCl溶解和沉淀的速率相等时，体系中形成AgCl饱和溶液。
一、沉淀溶解平衡
速率
0 时间
v(沉淀)
v(溶解)
v(溶解)=v(沉淀)
得到饱和AgCl溶液，建立沉淀溶解平衡
AgCl(s)
Ag＋(aq) + Cl－(aq)
沉淀
溶解
t
1.定义：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了动态平衡，叫做沉淀溶解平衡。
2.沉淀溶解平衡的表达式：
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
注意：①可逆号表示沉淀、溶解同时进行
②物质状态：固体(s)、溶液(aq)
AmBn(s) ??mAn＋＋nBm－
在AgCl饱和溶液中分别改变下列条件，将如何变化？
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AgNO3(s)
→ ↑ ↑
→ 不变 不变
不移动 不变 不变
← ↓ ↑
← ↑ ↓
(1)内因：难溶电解质本身的性质
3．影响沉淀溶解平衡的因素
离子反应中易生成溶解度很小的沉淀物质。
①难溶的电解质更易建立溶解平衡。
②难溶的电解质溶解度很小，但不会等于0，并不是绝对不溶。
③习惯上将生成难溶电解质的反应，认为反应完全了。对于常量的反应来说，0.01 g是很小的。当溶液中残留的离子浓度< 1 ×10-5 mol/L时，沉淀就达到完全。
(2)外界条件对溶解平衡的影响
①温度升高，大多数溶解平衡向溶解的方向移动。
但如Ca(OH)2，温度越高，溶解度越小。
②加水稀释，浓度减小，溶解平衡向溶解的方向移动。
③加入与难溶电解质构成粒子相同的物质，溶解平衡向生成沉淀的方向移动，称同离子效应。
④加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，溶解平衡向溶解的方向移动。
3．影响沉淀溶解平衡的因素
二、溶度积常数
难溶电解质的沉淀溶解平衡的平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，Ksp。
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
Ksp ＝ c(Ag+)·c(Cl-)
Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2-(aq)
Ksp ＝ c2(Ag+)·c(S2- )
（1）
（2）
写出BaSO4、CaCO3、Ag2S的溶度积表达式。
BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq)
CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32-(aq)
Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2-(aq)
Ksp = c(Ba2+) · c(SO42-)
Ksp = c(Ca2+) · c(CO32-)
Ksp = c2(Ag+) · c(S2-)
①Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。 Ksp越小，越难溶。
②Ksp与温度有关。 其它条件一定时，一般温度越高，Ksp越大。
溶度积Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关，与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。
在一定温度下，某物质的Ksp为一常数。
Ksp影响因素
c(Ba2＋)·c(SO42－)1.根据某温度下溶度积Ksp与溶液中离子积Q 的相对大小，可以判断难溶电解质的沉淀或溶解情况。
以沉淀溶解平衡BaSO4(s)?? Ba2＋＋SO42－为例：
1
3
2
c(Ba2＋)·c(SO42－)>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。
c(Ba2＋)·c(SO42－)＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。
Ksp应用
要将等体积的4×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液和4×10-3 mol·L-1的K2CrO4溶液混合，是否能析出Ag2CrO4沉淀？[已知Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10-12]。
混合后c(Ag+)＝c(CrO42-)＝2×10-3mol·L-1，Q＝c2(Ag+)·c(CrO42-)＝8×10-9＞9.0×10-12，故有Ag2CrO4沉淀析出。
2.溶解度的比较
Ksp应用
1、同种类型的难溶电解质，Ksp可用于溶解度的直接比较。
如AgCl、AgBr、AgI都是AB型，Ksp越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。
2、对于不同类型的物质，Ksp不能直接作为比较依据，而应通过计算将Ksp转化为饱和溶液中溶质的物质的量浓度来确定溶解能力的大小。
如AgCl、AgBr、AgI都是AB型，Ag2S是A2B型，不同类型不能直接比较溶解度大小。
3.判断沉淀生成的顺序
Ksp应用
对于同类型且含有相同离子的沉淀，溶度积越小，沉淀越先生成。
例如向物质的量浓度相等的NaCl和NaI的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液，先生成 ，后生成 。
因为沉淀I－所需的c(Ag＋)比沉淀Cl－所需的c(Ag＋)小。
AgI沉淀
AgCl沉淀
4.判断沉淀生成的条件
Ksp应用
生成沉淀的条件是满足Qc>Ksp，由此可以计算出使离子沉淀完全的条件。通常认为当溶液中的离子浓度小于等于10-5mol L－1时，该离子已沉淀完全。
以Fe(OH)3为例，可计算Fe3＋完全沉淀所需控制的pH：Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，当c(Fe3＋)＝10－5 mol L－1时，c(OH－)＝ mol L-1
≈6.54×10－12 mol L－1，c(H＋)≈1.53×10－3 mol L－1，pH≈2.8，故Fe3＋在pH＝2.8时沉淀完全。
同理可计算Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋等金属离子沉淀完全时溶液的pH。
已知CaCO3的Ksp＝2.8×10－9，现将浓度为2×10－4 mol·L－1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所用CaCl2溶液的浓度至少应为(　　)
A．2.8×10－2 mol·L－1 B．1.4×10－5 mol·L－1
C．2.8×10－5 mol·L－1 D．5.6×10－5 mol·L－1
D

展开更多......

收起↑