第三节沉淀溶解平衡.ppt

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1、陕西商洛柞水县柞水溶洞陕西商洛柞水县柞水溶洞 山东淄博博山溶洞山东淄博博山溶洞 当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。工。石灰石石灰石岩层在经历了数万年的岁月岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的侵蚀之后，会形成各种奇形异状的溶洞溶洞。你知道它是如何形成的吗你知道它是如何形成的吗小朋友吃糖不刷牙易形成小朋友吃糖不刷牙易形成蛀牙蛀牙又是什么原因又是什么原因 （1）在装有少量难溶的）在装有少量难溶的PbI2黄黄色色固体的试管中。加入固体的试管中。加入3ml蒸馏蒸馏水水,充分振荡后静置充分振

2、荡后静置上层澄清溶液中上层澄清溶液中,是否存在铅离子？是否存在铅离子？ （2）待上层液体变澄清后）待上层液体变澄清后,向其向其中滴加几滴中滴加几滴0.1mo/LKI溶液溶液,观察观察实验现象。实验现象。 思思 考考现象现象: :滴加碘化钾溶液后滴加碘化钾溶液后, ,上层澄清溶液中出现黄色上层澄清溶液中出现黄色沉淀沉淀, ,说明上层清夜中存在铅离子说明上层清夜中存在铅离子. . 一定温度下，沉淀溶解成离子的速率一定温度下，沉淀溶解成离子的速率等等于于离离子重新结合成沉淀的速率，形成子重新结合成沉淀的速率，形成饱和饱和溶液，固体溶液，固体质量和溶液中各离子的浓度保持质量和溶液中各离子的浓度保持不变

3、不变的状态。的状态。1、定义：、定义：PbIPbI2 2 (s)(s) PbPb2 2(aq(aq) )2I2I(aq(aq) ) 溶解溶解沉淀沉淀V V溶解溶解V V沉淀沉淀=0速率速率V0时间时间t.V V溶解溶解V V沉淀沉淀t1在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时，在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时，离离子浓度保持不变。其离子浓度的子浓度保持不变。其离子浓度的化学计量数次方化学计量数次方的乘积为一个的乘积为一个常数，称之为常数，称之为溶度积常数溶度积常数, ,简称溶度积，用简称溶度积，用K Kspsp表示。表示。2 2、溶度积常数、溶度积常数( (K Ks

4、psp) ) PbI2(s)Pb2+(aq) + 2I-(aq)= = 7.17.11010-9-9 mol mol3 3 L L-3-3K Kspsp值的大小只与值的大小只与难溶电解质本身的难溶电解质本身的性质性质和和温度温度有关，与浓度无关。有关，与浓度无关。 25时溶度积时溶度积 Ksp= PbPb2 2+ + I I- - 2 2通式：通式：A An nB Bm m(s) nA(s) nAm+m+(aq) + mB(aq) + mBn-n-(aq)(aq) 则则K Kspsp(A(An nB Bm m)= A)= Am+m+ n n . B . Bn-n- m mK=Pb2+ I- 2

5、难溶物难溶物Ksp表达式表达式AgClAgBrAgIMg(OH)2Cu(OH)2Ksp =Ag+ Cl- Ksp =Ag+ Br- Ksp =Ag+ I- Ksp =Mg2+ OH- 2Ksp =Cu2+ OH- 2Ksp值值（25）溶解度（溶解度（g）1.810-10 mol2L-21.810-45.010-13 mol2L-28.410-68.310-17 mol2L-22.110-75.610-12 mol3L-36.510-32.210-20 mol3L-3 1.710-5 写出下列难溶物的溶度积表达式写出下列难溶物的溶度积表达式 K Kspsp反映了反映了难溶电解质在水中的溶解能力难

6、溶电解质在水中的溶解能力. .一定一定的温度下，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 3 3、Q Q K K Kspsp 时，时，过饱和溶液过饱和溶液 ，生成，生成沉淀沉淀2 2、Q Q = K= Kspsp 时，沉淀溶解平衡时，沉淀溶解平衡 医院中进行钡餐透视时，用医院中进行钡餐透视时，用BaSOBaSO4 4做内服造影剂，做内服造影剂，为什么不用为什么不用BaCOBaCO3 3做内服造影剂？做内服造影剂？思思 考考问题问题1 1：溶洞里美丽的石笋、钟乳石是如何形成？溶洞里美丽的石笋、钟乳石是如何形成？ CaCO3+CO2+H2O Ca2+2HCO3- 问题问题2

7、2：人口增长、燃烧煤和其他化石燃料人口增长、燃烧煤和其他化石燃料 为什么会干扰珊瑚的生长？为什么会干扰珊瑚的生长？Ca2+2HCO3- CaCO3+CO2+H2O 向盛有向盛有2mL 0.1mol/L ZnSO2mL 0.1mol/L ZnSO4 4溶液的试管中溶液的试管中加入几滴加入几滴NaNa2 2S (1mol/L) S (1mol/L) 溶液，再向其中滴溶液，再向其中滴加加0.1mol/L CuSOCuSO4 4溶液，观察沉淀颜色的变化溶液，观察沉淀颜色的变化。物质物质ZnSCuSKsp(mol2L-2)1.610-241.310-36沉淀颜色沉淀颜色白色白色黑色黑色 ZnS(s) Z

8、n2+(aq) + S2-(aq) +Cu2+(aq)CuS(s) 平衡向右移动平衡向右移动沉淀转化的实质：沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动，一种沉淀溶解平衡的移动，一种沉淀可以转化为沉淀可以转化为更难溶更难溶的沉淀，两种难溶物的的沉淀，两种难溶物的溶解能力差别越大，这种转化的趋势越大溶解能力差别越大，这种转化的趋势越大。ZnS(s) + Cu2+(aq)= CuS(s) +S2-(aq) 利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用FeS(s) MnS(s)等难溶物作为沉淀剂除去废水中的等难溶物作为沉淀剂除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2

9、+等重金属离子。等重金属离子。 Ksp(FeS)=6.310-18mol2L-2 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2 Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2练习：写出练习：写出FeS(s)与废水中的与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程的反应离子方程式。式。 FeS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Fe2+(aq)FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+(aq)FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+(aq)讨论总结：讨论总结：对于平衡对

10、于平衡AgClAgCl（S S） AgAg+ +(aq) + Cl(aq) + Cl- -(aq(aq) ) 若改变条件，对其有何影响若改变条件，对其有何影响改变条件改变条件平衡移动方向平衡移动方向 C C（AgAg+ + ）C C（ClCl- -）升升 温温加加 水水加加AgClAgCl（s s）加加NaClNaCl（s s）加加NaINaI（s s）加加AgNOAgNO3 3(s)(s) 不变不变 不变不变不移动不移动 不变不变 不变不变 龋齿的形成龋齿的形成Ca5(PO4)3OH (s) 5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq) KSP=2.510-59mol9L-

11、9 牙齿表面由一层硬的、组成为牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：在唾液中存在下列平衡： 生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，羟基磷酸钙羟基磷酸钙溶解，加速腐蚀牙齿 进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因受到腐蚀，其原因?牙齿的保护牙齿的保护 Ca5(PO4)3OH KSP=2.510-59mol9L-9Ca5(PO4)3F KSP=2.810-61mol9L-9Ca5(PO4)3F (s) 5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq)

12、 + F-(aq) 根据羟基磷灰石的平衡体系，你能想到用什么根据羟基磷灰石的平衡体系，你能想到用什么方法保护牙齿？方法保护牙齿？Ca5(PO4)3OH(s) OHOH- -(aq)(aq) +3PO43- (aq) + 5Ca5Ca2+2+(aq)(aq) 含钾、钠、钙、镁等矿物质较多的食物，在体内的含钾、钠、钙、镁等矿物质较多的食物，在体内的 最终代谢产物呈碱性。包括：豆腐、牛奶、芹菜、土豆、最终代谢产物呈碱性。包括：豆腐、牛奶、芹菜、土豆、竹笋、香菇、胡萝卜、海带、绿豆、香蕉、西瓜、草莓竹笋、香菇、胡萝卜、海带、绿豆、香蕉、西瓜、草莓以及大部分的蔬菜和水果以及大部分的蔬菜和水果小小 结结沉

13、淀溶解平衡沉淀溶解平衡溶度积溶度积沉淀溶解平衡的应用沉淀溶解平衡的应用1.1.沉淀的溶解与生成沉淀的溶解与生成2.2.沉淀的转化沉淀的转化 BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：的沉淀溶解平衡分别为： BaSO4(s) Ba2+ + SO42- Ksp=1.110-10mol2 L-2 BaCO3(s) Ba2+ + CO32- Ksp=5.110-9mol2 L-2 由于人体内胃酸的酸性较强由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)(pH0.9-1.5)，如果服下，如果服下BaCOBaCO3 3, ,胃酸会与胃酸会与COCO3 32-2-反应生成反应生成COCO2 2和水，使和

14、水，使COCO3 32-2-离子浓度降低，使离子浓度降低，使Q Qc c K Kspsp，使，使BaCOBaCO3 3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的BaBa2+2+浓度增大而引起人体中毒。浓度增大而引起人体中毒。BaCO3(s) Ba2+ + CO32- + 2H+ CO2+H2O所以，不能用所以，不能用BaCOBaCO3 3作作为内服造影剂为内服造影剂“钡餐钡餐”。溶洞中美丽的石笋、钟乳石和石柱溶洞中美丽的石笋、钟乳石和石柱是大自然创造的奇迹。石灰岩里不是大自然创造的奇迹。石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为微溶性的

15、碳酸氢钙。能转化为微溶性的碳酸氢钙。溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向溶洞底滴落时，溶洞底滴落时，水分蒸发，二水分蒸发，二氧化碳压强减小氧化碳压强减小以及温度的变以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉淀。这些沉淀而析出碳酸钙沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。成了钟乳石、石笋等。珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，可从周围的海水中获取物，可从周围的海水中获取CaCa2 2和和HCOHCO3 3- -，经反应形成石灰石，经反应形成石灰石外壳。珊瑚周围的藻类植物的外壳。珊

16、瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸的产生，对珊生长会促进碳酸的产生，对珊瑚的形成贡献巨大。人口增长、瑚的形成贡献巨大。人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他化学燃料等因素导致空和其他化学燃料等因素导致空气中二氧化碳增多，使海水中气中二氧化碳增多，使海水中二氧化碳浓度增大，干扰珊瑚二氧化碳浓度增大，干扰珊瑚的生长，甚至造成珊瑚虫的死的生长，甚至造成珊瑚虫的死亡。亡。美丽的珊瑚礁美丽的珊瑚礁 牙齿表面由一层硬的、组成为牙齿表面由一层硬的、组成为CaCa5 5(PO(PO4 4) )3 3OHOH的物质保护的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：着，它在唾液中存在下列平衡：

17、 CaCa5 5(PO(PO4 4) )3 3OHOH（s s） 5Ca5Ca2+2+(aq)+3PO(aq)+3PO4 43-3-(aq)+(aq)+OHOH- - (aq) (aq) 进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是就会受到腐蚀，其原因是 。 已知牙齿表面有一层坚硬的牙釉质羟基磷酸钙已知牙齿表面有一层坚硬的牙釉质羟基磷酸钙 Ca Ca5 5(PO(PO4 4) )3 3(OH)(OH)，它对牙齿起到保护作用。使用含氟，它对牙齿起到保护作用。使用含氟牙膏能生成牙膏能生成更难溶且耐酸更难溶且耐酸的氟磷酸钙的氟磷酸钙CaCa5 5(PO(PO4 4) )3 3FF覆盖覆盖在牙齿表面，抵抗在牙齿表面，抵抗+ +的侵袭的侵袭 。 已知已知CaCa5 5(PO(PO4 4) )3 3F F（s s）的溶解度比上面的矿化产物更小、）的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：后能防止龋齿的原因：