資源簡介

(共62張PPT)
沉淀溶解平衡
1.舉例說明學過的“平衡”，它們有哪些特征？
復習回顧
Kw = c（H+ ）.c（OH-）
特征： 逆、等、動、定、變
水解平衡 FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl
電離平衡 H2O H+ +OH-
化學平衡 2NO2 N2O4
2.平衡移動原理——勒夏特列原理
如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、溫度、或壓強等)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。
加熱可以使天然水中的Ca(HCO3)2與Mg (HCO3)2分別分解形成CaCO3與 MgCO3沉淀。有的同學可能認為水垢的成分應為 CaCO3與MgCO3的混合物，但實際上水垢的主要成分卻是CaCO3與 Mg(OH)2的混合物，你知道其中的與 Mg(OH)2 是怎樣生成的嗎
聯想質疑
在處理污水時，可以向其中加入FeS固體，以除去Cu2+、Hg2+、Pb +等重金屬離子。在此過程中發(fā)生了哪些化學反應
1.在以往的學習過程中我們按溶解度不同把物質怎么分類？
2.難溶物一點都不溶嗎？
3.預測難溶物溶解過程是否也存在平衡狀態(tài)？如何用實驗證明？（以難溶物PbI2為例）
問題思考
難溶、微溶、可溶、易溶
難溶≠不溶
沉淀的溶解平衡
第一課時
沉淀溶解平衡與溶度積
Pbl2固體的淀溶解平衡
1.在盛有少量難溶的Pbl2黃色固體的試管中，加入約3mL蒸餾水，充分振蕩后靜置
2.待上層液體變澄清后，即得到Pbl2飽和溶液，向其中滴加幾0.1ml·L-1Pbl2溶液，觀察實驗現象。
你能解釋所觀察到的現象嗎
觀察思考
現象：
結論：
沉淀是難溶物，但不是絕對不溶，只不過溶解度很小，難溶物在水中也存在溶解平衡。
上層清液中生成黃色沉淀
上層清液中含有Pb2+，部分Pbl2溶于水，存在溶液中存在Pbl2溶解平衡。
Pbl2（S） Pb2+（aq） +2l-（aq）
1.沉淀溶解平衡
一定溫度下，當沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時，形成電解質的飽和溶液，達到平衡狀態(tài)。
一、沉淀溶解平衡與溶度積
溶解速率
沉淀速率
時間
速率
沉淀溶解平衡
Pbl2沉淀溶解平衡的建立
一定溫度下，當沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時，形成電解質的飽和溶液，達到平衡狀態(tài)。
Pbl2（S） Pb2+（aq）+2l-（aq）
溶解
沉淀
沉淀溶解平衡具有其他平衡的特征
逆、等、動、定、變
溶解平衡方程式
溶解平衡也存在溶解平衡常數，稱為溶度積常數或溶度積，通常用Ksp表示。
溶解平衡方程式：
溶度積常數表達式：
2.溶度積常數
Pbl2（S） Pb2+（aq） +2l-（aq）
Ksp=c平(Pb2+) c平2(l-)
寫出下列難溶物溶解平衡方程式和溶度積表達式
遷移應用
Ksp=C平（Cl-）C平（ Ag+）
Ksp=C平（I-）C平（ Ag+）
Ksp=C平（CrO4-）C平2（ Ag+）
影響溶度積常數大小的因素是什么？溶度積常數的含義是什么？根據下表進行分析，溶度積與溶解度有什么關系？
思考交流
難溶物 Ksp
AgCl 1.8×10-10 1.8×10-4
AgBr 5.4×10-13 8.4×10-6
AgI 8.5×10-17 2.1×10-7
Ag2CrO4 1.1×10-12 2.2×10-3
影響Ksp的因素:
Ksp的大小只與難溶電解質本身的性質和溫度有關
Ksp的意義:
相同類型的難溶電解質，在同溫度下，Ksp越大，溶解度越大；不同類型的難溶電解質，應通過計算才能進行比較。
常溫下將AgCl固體通入到下列溶液中，計算相應離子濃度，已知常溫下Ksp（AgCl）=1.8×10-10
遷移應用
將AgCl固體投入0.1molAgNO3溶液中 [Cl-]=
將AgCl固體投入0.1molNaCl溶液中 [Ag+]=
1.8×10-9 mol L-1
1.8×10-9 mol L-1
用平衡移動理論解釋AgCl固體在上述溶液中溶解度變小的原因？
Ksp的大小只與難溶電解質本身的性質和溫度有關，改變離子濃度Ksp不變，平衡發(fā)生移動。
思考
你還能想到哪些影響溶解平衡的因素？以CaCO3溶解平衡為例，小組討論完成下列表格
CaCO3(S) Ca2+(aq) + CO32-(aq) △H>0
交流研討
條件 Ksp 改變條件瞬間的濃度熵Q Ksp與Q相對大小關系 移動方向 沉淀的物質的量變化
升溫
加入Na2CO3固體
通入HCl氣體
加水稀釋
不變
不變
不變
不變
QQQ Q>Ksp
正向移動
正向移動
正向移動
逆向移動
外界因素對沉淀溶解平衡的影響
①溫度：升高溫度，多數沉淀溶解平衡向_________的方向移動；少數沉淀溶解平衡向生成沉淀方向移動，如Ca(OH)2的溶解平衡。
②濃度：加水稀釋，平衡向_______方向移動。
歸納總結
溶解
溶解
③相同離子：加入與難溶電解質構成中相同的離子，平衡向_____________ 的方向移動。
④反應離子：加入可與難溶電解質溶解所得的離子反應的物質，平衡向_______的方向移動。
溶解
生成沉淀
若用Q表示電解質溶液某一時刻的離子積：Q=[c(Mn+)]m · [c(Am-)]n
根據平衡原理， Ksp與濃度商Q的相對大小與沉淀的生成和溶解有什么關系？
回顧思考
Q＞ Ksp
Q＝ Ksp
Q＜ Ksp
溶液未達飽和，無沉淀析出
平衡向生成沉淀方向移動，生成沉淀。
難溶電解質達到沉淀溶解平衡狀態(tài)，溶液是飽和溶液
將4×10-3mol/L的AgNO3溶液與4×10-3mol/L的NaCl溶液等體積混合能否有沉淀析出？Ksp(AgCl)= 1.8×10-10
C(Ag+)=2 ×10-3, c(Cl-)= 2 ×10-3
Qc=2 ×10-3× 2 ×10-3 =4.0 ×10-6 >1.8×10-10
Qc>Ksp 所以有AgCl沉淀析出
遷移應用
溫度
溶解程度
Qc與Ksp 相對大小判斷沉淀生成與溶解
課堂小結
第二課時
沉淀溶解平衡的應用
改變影響沉淀溶解平衡的條件，若Ksp>Q，溶液_____（飽和、過飽和、未飽和）則沉淀會________（溶解、析出）；若Ksp知識回顧
未飽和
溶解
過飽和
析出
飽和
美麗的溶洞是如何形成的？
1.沉淀的溶解與生成
二.沉淀溶解平衡的應用
利用X射線對鋇元素穿透能力較差的特性，醫(yī)學生在進行消化系統的X射線透視時，常采用鋇鹽作為內服藥劑，而Ba2+有劇毒，因此選擇鋇餐藥劑應選擇難溶性的鋇鹽，試用溶解平衡理論解釋，為何BaSO4和BaCO3均難溶于水，鋇餐藥劑選擇了BaSO4而不是BaCO3呢？
聯想質疑
Ksp =5.1×10-9mol2 L-2，
BaCO3(S) 　　 Ba2+(aq)+CO32- (aq)
BaCO3(S) 　　 Ba2+(aq)+CO32- (aq)
+
2H+
H2O+CO2
平衡正向移動
QBa2+濃度增大而導致人體中毒
BaCO3的沉淀溶解平衡
Ksp =1.1×10-10 mol2 L-2
BaSO4(S) 　　 Ba2+(aq)+SO42- (aq)
BaSO4(S) 　　 Ba2+(aq)+SO42- (aq)
+
2H+
平衡不移動
Q=Ksp
不反應
Ba2+濃度可以保持在安全范圍內，因此可用作鋇餐。
BaSO4的沉淀溶解平衡
當體液中c(Ba2+)<1×10-5 mol L-1時，幾乎不會對身體造成影響，5 %的Na2SO4溶液中c(SO42-)=0.35mol/L，試著通過計算解釋為什么Ba2+中毒可服用5 %Na2SO4溶液解毒。已知常溫下Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 mol2 L-2
遷移應用
<1×10-5 mol L-1時
1.溶洞里美麗的石筍、鐘乳石和石柱是大自然創(chuàng)造的奇跡。石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣與水及二氧化碳反應能轉化為微溶性的碳酸氫鈣。溶有碳酸氫鈣的水從溶洞頂向下滴落時，水分蒸發(fā)、二氧化碳壓強減小及溫度的變化都會使二氧化碳溶解量減小，致使碳酸鈣沉淀析出。
交流·研討
這些沉淀經過千百萬年的積聚，漸漸形成了鐘乳石、石筍等。請寫出上述過程所涉及反應的化學方程式，并從沉淀溶解平衡的角度進行解釋。
2.珊瑚蟲是海洋中的一種腔腸動物，它們可以從周圍的海水中獲取 CO2 和HCO3-，經反應形成珊瑚∶
Ca2+＋2HCO3-= CaCO3＋CO2＋H2O
珊瑚周圍藻類植物的生長會促進碳酸鈣的產生，對珊瑚的形成貢獻很大。人口增長、人類大規(guī)模砍伐森林、燃燒煤和其他化石燃料等因素，都會干擾珊瑚的形成，甚至造成珊瑚蟲死亡。請分析這些因素影響珊瑚生長的原因。
①潮濕的巖洞內CO2濃度較大的地方形成Ca(HCO3)2造成巖石被侵蝕.
②溶有Ca(HCO3)2的水從巖洞頂滴下時，水分蒸發(fā)，二氧化碳逸出，導致CaCO3沉淀析出，形成奇形怪狀的石筍和鐘乳石.
CaCO3＋CO2＋H2O==Ca(HCO3)2
Ca(HCO3)2==CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
2HCO3-
+
H2O+CO2
CaCO3 Ca2+ + CO32-
沉淀生成
沉淀溶解
人口增長、人類大規(guī)模砍伐森林、燃燒煤和其他化石燃料等會使海水中CO2濃度增大，從而干擾珊瑚的形成，造成珊瑚蟲死亡。
Ca2++2HCO3- CaCO3＋CO2＋H2O
CO2濃度增大，平衡左移
逐漸消失的珊瑚
ZnS轉化為CuS
請觀察以下實驗的現象，并嘗試用沉淀溶解平衡的原理進行解釋。
①在一支試管中加入2mL0.1 mol·L-1ZnSO4溶液，再滴入適量1mol·L-1Na2S溶液，觀察沉淀的生成。
觀察·思考
②靜置后傾去上層清液，并用蒸餾水洗滌沉淀2～ 3次。
③向沉淀中滴加適量0.1 mol·L-1CuSO，溶液，振搖試管。
生成白色沉淀，向沉淀中加入CuSO4溶液后白色沉淀變?yōu)楹谏?br/>現象：
CuS
ZnS
CuSO4溶液
分析：
Ksp(CuS) Ksp(ZnS) CuS的溶解度遠小于ZnS
ZnS(S) 　　 Zn2+(aq) + S2- (aq)
+
Cu2+(aq)
CuS(S)
平衡正向移動
沉淀轉化的實質
沉淀溶解平衡的移動
一般規(guī)律
一種沉淀可以轉化為更難溶的沉淀；兩種難溶物的溶解能力差別越大，這種轉化的趨勢越大。
2.沉淀的轉化
在工業(yè)廢水處理過程中為何可用FeS等作為沉淀劑除去 廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。
遷移應用
根據Ksp數據可知FeS溶解能力遠遠大于CuS、HgS、PbS的溶解能力，因此可利用沉淀轉化原理用FeS等難溶物轉化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀。
FeS(s)＋Hg2＋(aq) HgS(s)＋Fe2＋(aq)
身邊的化學
由計算得知Mg(OH)2飽和溶液中的Mg2+濃度比MgCO3飽和溶液中的小，表明 Mg(OH)2 更難溶。
天然水中含有Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、MgSO4、CaSO4、CaCl2、MgCl2等鈣鹽和鎂鹽，在煮沸過程中可發(fā)生以下反應∶
Ca(HCO3)==CaCO3↓+CO2↑+H2O Mg(HCO3)==MgCO3↓+CO2↑+H2O
Q>Ksp氧氧化鎂沉淀生成。
因此，持續(xù)加熱可以使碳酸鎂逐漸轉化為更難溶的氧氧化鎂。
這樣，水垢的主要成分就成為碳酸鈣和氫氧化鎂的混合物了。
身邊的化學
使CaCO3和Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移動，從而使水垢逐漸溶解而將其除去。
沉淀溶解平衡的應用
Ksp>Q
Ksp難溶物的溶解能力差別越大，轉化的趨勢越大。
課堂小結

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