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第三节 沉淀溶解平衡


第3节 班级:_______
【教学目标】

沉淀溶解平衡学案 编制: 郑孝明

2011-11-23 审核:闫玉忠

姓名:_______

1、了解难溶电解质在水中的溶解情况、知道难溶电解质在水溶液中也存在溶解平衡。 2、正确理解和掌握溶度积 KSP 的概念及 KSP 可以反映难溶电解质

在水中的溶解能力,能写出溶度积 的表达式。 3、运用平衡移动原理分析、解决沉淀的形成、溶解和沉淀的转化问题。 【教学过程】 [联想?质疑] (1) 加热硬水中的 Ca(HCO3)2 和 Mg(HCO3)2 时会转化为 CaCO3 和 Mg(OH)2,你知道它们是怎样生成的吗? (2) 处理污水时, 向其中加入 FeS 固体,以除去 Cu 、 、 等重金属离子, Hg Pb 发生了那些化学反应? [知识要点] 一、沉淀溶解平衡与溶度积 [观察?思考]90 页。取有 PbI2 沉淀的饱和溶液中上层清液, 即向 PbI2 的饱和溶液中滴加几滴 KI 溶液, 观察现象。你能解释观察到的现象吗? 1、定义:一定温度下,当沉淀_________的速率和离子_________的速率相等时,形成难溶电解质的 ________ 溶液,达到平衡状态,我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡 。 2、特征:难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样,合乎平衡的基本特征、满 足平衡的变化基本规律。 (1)________ _(2)__ ______(3)________ __(4)________ _(5)______________ 3、影响沉淀溶解平衡的因素: 对于平衡:AgCl Ag+ + Cl- 若改变条件,对其有何影响 改变条件 升温 加水 加 AgCl(s) 加 NaCl(s) 加 AgNO3 ①内因: ②外因: 平衡移动方向 C(Ag+) C(Cl-)
2+ 2+ 2+

[巩固训练 1] (1) 、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( ) A.反应开始时,溶液中各离子浓度相等 B.沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率与溶解的速率相等 C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中离子的浓度相等且保持不变 D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入该沉淀物,将促进溶解 (2) 、难溶等于不溶吗?______________________________________________________。 4、溶度积常数或溶度积(Ksp ): 难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时,离子浓度保持不变(或一定) 。其离子浓度的方次 的乘积为一个常数,这个常数称之为溶度积常数简称为溶度积,用 Ksp 表示。 PbI2(s) Pb (aq)
2+

+

2I (aq),25℃时, Ksp = ____________________.

-

5、溶度积(Ksp )的性质 溶度积(Ksp )的大小与难溶电解质性质和温度有关,与沉淀的量无关.离子浓度的改变可使平衡 发生移动,而不能改变溶度积.不同的难溶电解质在相同温度下 Ksp 不同。 几种难熔电解质在 25℃时的溶解平衡和溶度积: AgCl(s) AgBr(s) AgI(s) Mg(OH)2(s) Cu(OH)2(s) Ag (aq) + Cl (aq) Ag+(aq)+ Br (aq) Ag+(aq) + I (aq) Mg (aq)+2OH (aq) Cu (aq)+2OH (aq)
2+ 2+ + -

Ksp= [Ag ][Cl ] = 1.8×10 mol ?L
+ -10 2

-2

Ksp= [Ag+][Br-] = 5.0×10 mol ?L
-13 2 -17 2

-2

Ksp= [Ag+][I-] = 8.3×10 mol ?L Ksp= [Mg ][OH ] Ksp= [Cu ][OH ]
2+ 2+ 2 -12 3

-2

= 5.6×10 mol ?L = 2.2×10 mol ?L
-20 3

-3

2

-3

结论: 化学式所表示的组成中阴阳离子个数比相同时, 难溶电解质的 Ksp 越小, 溶解度越小, 越难溶。 如: Ksp (AgCl) > Ksp (AgBr) > Ksp (AgI) → 溶解度:AgCl) > Ksp (AgBr) > Ksp (AgI)

[巩固训练 2] (3)下列叙述正确的是( )

A.由于 AgCl 水溶液导电性很弱,所以它是弱电解质 B.难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积常数 C.溶度积常数大者,溶解度也大 D.用水稀释含有 AgCl 固体的溶液时, AgCl 的溶度积常数不变。

(4)请写出 BaSO4

Al(OH)3

CuS 的沉淀溶解平衡的离子方程式与溶度积 KSP 表达式:

__________________________________________________________________________ 二、沉淀溶解平衡的应用 1、沉淀的溶解与生成 在难溶电解质溶液中,当 Qc 当 Qc 当 Qc Ksp 时,就会有沉淀生成。 Ksp 时,就会处于平衡状态。 Ksp 时,就会使沉淀溶解。

思考:为什么医学上用 BaSO4 作为内服造影剂“钡餐”,不用 BaCO3 作内服造影剂“钡餐”? ◆BaSO4 和 BaCO3 的沉淀溶解平衡分别为: BaSO4(aq) BaCO3 (aq) Ba Ba
2+ 2+

(aq)+ SO4 (aq)
2-

2-

Ksp=1.1×10 mol ?L
-10 2

-2

(aq)+ CO3

(aq)

Ksp=5.1×10 mol ?L
-9 2

-2

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 CO3 反应生成 CO2 和水,使 CO3 离子浓度降低,使 Qc < Ksp,使 BaCO3 的沉淀溶解平衡向右移动,使体内的 Ba 浓度增大而引起 人体中毒。BaCO3 Ba
2+ 22+

2-

+ CO3

2-

CO3 +2 H+=== CO2 ?+ H2O
22+ +

所以,不能用 BaCO3 作为内服造影剂“钡餐”而 SO4 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,Ba 浓度保持在安全浓度标准下,所以用 BaSO4 作“钡餐”。 [交流?研讨]—93 页 (1)溶洞里美丽的石笋、钟乳石、石柱是如何形成的? (2)海洋中的多彩珊瑚又是怎样生长形成的? [巩固训练 3] (5)在平衡体系 Ca(OH)2(s) Ca2++2OH-中,能使 Ca(OH)2 减小的是( )
2+

A.Na2CO3 溶液 B.AlCl3 溶液 C.NaOH 溶液 D.CaCl2 溶液 (6)将足量 AgCl 分别溶于下列试剂中形成 AgCl 饱和溶液 ,溶液中各离子浓度的大小顺序为: ________________________________________。 ① 5mL 水中 ② 10mL 0.1mol/L NaCl 溶液 ③5mL 0.1mol/L 的 MgCl2溶液中。 2、沉淀的转化 [观察?思考]—94 页,ZnS 沉淀转化为 CuS 沉淀 [实验现象]有白色沉淀出现,白色沉淀转化成为黑色沉淀。 为什么白色的 ZnS 沉淀会转化成为黑色的 CuS 沉淀?

ZnS 在水中存在沉淀溶解平衡: CuS 在水中存在沉淀溶解平衡:

ZnS(s) CuS(s)

Zn (aq)+S (aq) Cu (aq)+S (aq)
2+ 2-

2+

2-

Ksp=1.6×10 mol ?L Ksp=1.3×10 mol ?L
-36 2

-24

2

-2

-2

ZnS 与 CuS 是同类难溶物,Ksp(ZnS) >Ksp(CuS),CuS 的溶解度远小于 ZnS 的溶解度。 [讲解]ZnS 沉淀转化为 CuS 沉淀的定性解释 当向 ZnS 沉淀上滴加 CuSO4 溶液时,ZnS 溶解产生的 S 与
22+ 2-

CuSO4 溶液中的 Cu 足以满足 Qc>Ksp(CuS)
2-

2+

的条件, S 与 Cu 结合产生 CuS 沉淀并建立沉淀溶解平衡。 CuS 沉淀的生成,使得 S 的浓度降低, 导致 S 与 Zn 的 Qc<Ksp(ZnS),使得 ZnS 不断的溶解,结果是 ZnS 沉淀逐渐转化成为 CuS 沉淀。 ◆沉淀转化的实质是 的移动,通常一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀,这两种难溶物的
22+

差别越大,这种转化趋势就越大。 ◆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)、 2S、 2S、 H Na NaHS、 4)2S (NH 等难溶物作为沉淀剂除去废水中的 Cu 、Hg 、Pb 等重金属离子。 [追根寻源] 95 页水垢中的 Mg(OH)2 是怎样生成的? 学生阅读自主解决 [巩固训练 4] (7)、已知 AgCl、AgBr、AgI 的溶度积常数分别为 1.8×10
- - -10 2+ 2+ 2+

mol2· 2、 L



5.0×10

-13

mol2· 2、 L



8.3×10 17 mol2· 2,则下列转化可以实现的是( L ) A.AgBr+NaCl=AgCl+NaBr B.AgI+NaCl=AgCl+NaI C.AgI+KBr=AgBr+NaI D.AgCl+KBr=AgBr+KCl 【课堂小结】 一、沉淀溶解平衡与溶度积 1、沉淀溶解平衡: 二、沉淀溶解平衡的应用 2、溶度积常数或溶度积(Ksp ): 1、沉淀的溶解与生成 3、溶度积(Ksp )的性质

2.沉淀的转化

【作业】1、 《化学反应原理》97 页迁移应用 2、 《学案与测评》62-66


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