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第3章 物質在水溶液中的行為,第3節(jié) 沉淀溶解平衡,,觀察.思考,（1）在裝有少量難溶的PbI2黃色固體的試管中，加入約3ml蒸餾水的試管中，充分振蕩靜置。,,你能解釋所觀察到的現嗎？,（2）待上層液體變澄清后，即得到PbI2飽和溶液，向其中滴加幾滴0.1mol.L-1KI溶液，觀察實驗現象。,思 考,一、沉淀溶解平衡,實驗步驟：,在上層清液中滴加KI溶液后，有黃色沉淀產生。,實驗現象：,結論解釋：,1滴管PbI2溶液,,幾滴 同濃度 KI溶液,,,,,PbI2,結論：說明上層清液中有Pb2+.,實驗結論：難溶物也有部分溶解，也存在溶解平衡。,溶解 PbI2(s) Pb2＋(aq) + 2l-(aq) 沉淀,,,,,PbI2在水中溶解平衡,盡管PbI2固體難溶于水，但仍有部分Pb2＋和 I-離開固體表面進入溶液，同時進入溶液的Pb2＋和 I-又會在固體表面沉淀下來，當這兩個過程速率相等時Pb2＋和 I-的沉淀與PbI2固體的溶解達到平衡狀態(tài)即達到沉淀溶解平衡狀態(tài). PbI2固體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：,,K= [Pb2+ ][I-]2,一定溫度下，沉淀溶解成離子的速率等于離子重新結合成沉淀的速率，形成飽和溶液，固體質量和溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。,1、定義：,一、 沉淀溶解平衡,①沉淀溶解平衡與化學平衡、電離平衡一樣，合乎平衡的基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律，其基本特征是什么？,思考：,2、特征：,動、等、定、變,,,速率V,0,時間t,.,.,v溶解,v沉淀,,,,,t1,3、表示方法：沉淀溶解平衡表達式,一般難溶電解質： AmBn(s) mAn+(aq) + nBm-(aq),難溶固體在溶液中達到沉淀溶解平衡狀態(tài)時，離子濃度保持不變（或一定）。其離子濃度的系數次方的乘積為一個常數這個常數稱之為溶度積常數簡稱為溶度積，用Ksp表示。,4、溶度積常數或溶度積(Ksp )：,表達式,概念：,,25℃時， Ksp=,[Pb2+ ][I-]2,,Ksp（BaSO4）= [Ba2+][SO42-] 單位： mol2?L-2 Ksp [Fe(OH)3]= [Fe3+][OH-]3 單位： mol4?L-4 Ksp[Mg(OH)2]= [Mg2+][OH-]2 單位： mol3?L-3,【鞏固訓練1】 1、下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是（ ） A．反應開始時，溶液中各離子濃度相等 B．沉淀溶解達到平衡時，沉淀的速率與溶解的速率相等 C．沉淀溶解達到平衡時，溶液中離子的濃度相等且保持不變 D．沉淀溶解達到平衡時，如果再加入該沉淀物，將促進溶解,B,2、下列有關AgCl的說法正確的是（ ） A. AgCl難溶于水，溶液中沒有Ag+和Cl— B. 在AgCl飽和溶液中，AgCl溶解已經停止了 C. AgCl是一種難溶物，所以是弱電解質 D.在AgCl飽和溶液中，AgCl生成和溶解不 斷進行，但速率相等。,D,5 、影響沉淀溶解平衡的因素：,內因：難溶物質本身性質——決定因素,外因： （1）濃度— （2）溫度— （3）同離子效應—,加水，平衡向溶解方向移動,升溫，多數平衡向溶解方向移動,向平衡體系中加入相同的離子 使平衡向沉淀方向移動,（4）其他—向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應生成更難溶物質或氣體時，平衡正移,CaCO3 Ca2+ + CO32-,對于平衡AgCl（S）≒ Ag+(aq) + Cl-(aq) 若改變條件，對其有何影響,→ ↑ ↑,→ 不變 不變,不移動 不變 不變,← ↓ ↑,→ ↓ ↑,← ↑ ↓,→ ↓ ↑,3、（雙選）石灰乳中存在下列平衡： Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2 OH― (aq),加入下列溶液，可使Ca(OH)2減少的是（ ） A. Na2CO3溶液 B. AlCl3溶液 C. NaOH溶液 D. CaCl2溶液,A B,,,,問題探究,（1）溶度積和溶解度都可以表示物質的溶解能力，請根據下表分析，溶度積與溶解度有什么關系？,Ksp反映了難溶電解質在水中的溶解能力 。相同類型（化學式所表示的組成中陰、陽離子個數比相同時）的難溶電解質的Ksp越小，溶解度越小，越難溶。,結合化學平衡與電離平衡回答：影響Ksp的因素；Ksp的意義。 （1）Ksp值的大小只與難溶電解質本身的性質和溫度有關，與濃度無關。 （2）Ksp反映了難溶電解質在水中的溶解能力。 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。,二、沉淀溶解平衡的應用,1、沉淀的溶解與生成 ①如何利用Q與K來判斷平衡移動的方向？ ②如何判斷沉淀的生成與溶解？,①Q = Ksp時難溶電解質達到沉淀溶解平衡狀態(tài)，溶液是飽和溶液。 ②Q＞Ksp溶液中將析出沉淀，直到溶液中的Q = Ksp為止。 ③Q＜Ksp溶液為不飽和溶液，將足量的難溶電解質固體放入，固體將溶解，直到溶液中Q = Ksp時，溶液達到飽和。,解釋前面[觀察?思考]中的實驗現象。,如果將2×10-4mol·L-1的CaCl2溶液與3×10-4 mol·L-1的Na2CO3溶液等體積混合，問能否產生沉淀？[已知CaCO3的Ksp=5.0×10-9(mol·L-1)2],Qc=1.5×10-8(mol·L-1)2﹥Ksp 結論是能產生沉淀,遷移應用一,將0.001mol/L NaCl溶液和0.001mol/L AgNO3溶液等體積混合,是否有AgCl沉淀生成?,,Q＝[Ag+ ] [Cl- ],＝2.5×10－7mol2/L-2,＝ 0.0005mol/L× 0.0005 mol/L, KSP,離子結合生成沉淀,(AgCl的KSP=1.8×10－10 mol2?L-2),,CaCO3（s） Ca2+ (aq)+ CO32-(aq),常溫下， CaCO3的Ksp=2.8×10-9mol2.L-2,Ca2+和CO32-的濃度分別為2×10-3mol.L-1、3 ×10-3mol.L-1，試判斷CaCO3的質量變化如何？,解析：,Q=c(CO32-)c(Ca2+),=2×10-3mol.L-1 × 3 ×10-3mol.L-1,=6×10-6mol2.L-2,2.8×10-9mol2.L-2,即QKsp ，所以平衡向逆方向移動 因此，CaCO3沉淀的質量增加,第四組：大規(guī)?？撤ド值热祟惢顒訉ι汉飨x生長的影響。,應用知識：,第一組：已知BaSO4與BaCO3都難溶于水，且Ksp相差很小，利用X射線進行消化系統(tǒng)透視時，卻用BaSO4而不用BaCO3作造影劑，原因何在？,第二組：Ba2+ 有毒，如遇鋇離子中毒，應盡快用5.0%的Na2SO4溶液洗胃，能解毒嗎？,第三組：美麗溶洞的形成原因,為什么醫(yī)學上常用BaSO4作為內服造影劑“鋇餐”，而不用BaCO3作為內服造影劑“鋇餐”?,由于人體內胃酸的酸性較強(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃 酸會與CO32-反應生成CO2和水，使CO32-離子濃度降低，使 Qc Ksp，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動，使體內的Ba2+ 濃度增大而引起人體中毒。,所以，不能用BaCO3作 為內服造影劑“鋇餐”。,而SO42-不與H+結合生成硫酸，胃酸中的H+對BaSO4的溶解平衡沒有影響，Ba2+濃度保持在安全濃度標準下，所以用BaSO4 作“鋇餐”。,水滴石穿,溶洞的形成,,化學與自然,交流·研討,珊瑚蟲是海洋中的一種腔腸動物，它們可以從周圍海水中獲取Ca2+和HCO3-，經反應形成石灰石外殼： Ca2+ +2HCO3- CaCO3↓ +CO2↑+H2O 珊瑚周圍的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)?？撤ド帧⑷紵汉推渌幕剂系纫蛩?，都會干擾珊瑚的生長，甚至造成珊瑚蟲死亡。,珊瑚蟲是海洋中的一種腔腸動物，可從周圍的海水中獲取Ca2＋和HCO3-，經反應形成石灰石外殼。珊瑚周圍的藻類植物的生長會促進碳酸的產生，對珊瑚的形成貢獻巨大。人口增長、人類大規(guī)模砍伐森林、燃燒煤和其他化學燃料等因素導致空氣中二氧化碳增多，使海水中二氧化碳濃度增大，干擾珊瑚的生長，甚至造成珊瑚蟲的死亡。,美麗的珊瑚礁,觀察.思考,產生白色 沉淀,Zn2+ + S2- = ZnS↓,沉淀轉化為黑色,ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+（aq）,三、沉淀的轉化,1、沉淀轉化的實質：沉淀溶解平衡的移動。,2、沉淀轉化的條件： 難溶電解質轉化成更加難溶的物質,ZnS與CuS是同類難溶物，Ksp(ZnS) Ksp(CuS),CuS的溶解度遠小于ZnS的溶解度。,利用沉淀轉化原理，在工業(yè)廢水的處理過程中，常用FeS(s)、MnS(s)等難溶物作為沉淀劑除去廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。,Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2?L-2 Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2?L-2 Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2?L-2 Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2?L-2,FeS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Fe2+,FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+,FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+,練習：寫出FeS(s)與廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反應離子方程式。,水垢中的Mg(OH)2是怎樣生成的?,硬水:是含有較多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和SO42-的水.,加熱時： Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3?+CO2? + H2O Mg2+ + 2HCO3- = MgCO3?+CO2? + H2O MgCO3+ H2O = Mg(OH)2 +CO2 ?,為什么在水垢中鎂主要以Mg(OH)2沉淀形式存在，而不是以MgCO3沉淀的形式存在？比較它們飽和時[Mg2+]的大小。,學以致用三,因為Qc Ksp(Mg(OH)2),所以有Mg(OH)2沉淀析出。即加熱后，MgCO3沉淀轉化為Mg(OH)2。,因此硬水加熱后的水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3 和MgCO3.,洗滌水垢方法：除出水垢中的CaCO3和Mg(OH)2用食醋 CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca +CO2?+H2O Mg(OH)2+2CH3COOH= =(CH3COO)2Mg+2H2O,生成的MgCO3在水中建立以下平衡,MgCO3 Mg2++CO32-,而弱酸酸根離子CO32-發(fā)生的水解反應： CO32-+H2O HCO3-+OH-,使水中OH-濃度增大，對于Mg(OH)2 Mg2++2OH-而言，,齲齒和含氟牙膏,（1）鈣、磷在骨骼牙齒中的存在形式,Ca5(PO4)3OH,羥基磷灰石,（2）存在的溶解平衡,遷移應用 四,（3）吃糖為何會出現齲齒？,沉淀溶解平衡理論,（4）含氟牙膏的使用,使用含氟牙膏，可以使難溶物轉化為更難溶物質。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蝕,使牙齒更堅固,注：氟過量會導致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量 較高的地區(qū)的人，不宜使用含氟牙膏,提示:糖在酶的作用下產生了一種有機弱酸,