1、第三節第三節 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡實驗中學 高二化學組一、了解難溶電 解質在水中的溶 解情況。溶解生成和轉化的問題。 二、能運用平衡 移動原理分析、解決沉淀的三、正確理解和掌握溶度積K KSPSP的概念和性質。 實驗步驟：實驗步驟：在上層清液中滴在上層清液中滴加加溶液后，有溶液后，有黃色沉淀產生。黃色沉淀產生。實驗現象：實驗現象：結論解釋：結論解釋：1PbI2溶液溶液靜置，待上層靜置，待上層液體變澄清液體變澄清PbI2PbI2(s) Pb2(aq) + 2I(aq) 解釋解釋:上層清液中存在平衡，上層清液中存在平衡，當加入當加入KI溶液后，溶液后，I- 濃度增大，平衡向逆方向移動，從濃度增

2、大，平衡向逆方向移動，從而有黃色沉淀而有黃色沉淀PbI2產生產生結論：結論：說明上層清液中有說明上層清液中有Pb2+.實驗結論：實驗結論：難溶物也有部分溶解，也存在溶解平衡難溶物也有部分溶解，也存在溶解平衡。探究一、溶度積探究一、溶度積Ksp的含義及其應用的含義及其應用 溶解溶解 PbI2(s) Pb2aq) + 2l-(aq) 沉淀沉淀 Pb2+ l-PbI2在水中溶解平衡在水中溶解平衡盡管盡管PbI2固體難溶于水，固體難溶于水，但仍有部分但仍有部分Pb2和和 I I- -離開固體表面進入溶液，離開固體表面進入溶液，同時進入溶液的同時進入溶液的Pb2和和 I I- -又會在固體表面沉淀又會在

3、固體表面沉淀下來，當這兩個過程速下來，當這兩個過程速率相等時率相等時Pb2和和 I I- -的沉的沉淀與淀與PbI2固體的溶解達固體的溶解達到平衡狀態即達到沉淀到平衡狀態即達到沉淀溶解平衡狀態溶解平衡狀態. . PbI2固固體在水中的沉淀溶解平體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：衡可表示為：K= Pb2+ I-2 難溶固體在溶液中達到沉淀溶解平衡狀態時，難溶固體在溶液中達到沉淀溶解平衡狀態時，離子濃度保持不變（或一定）。其離子濃度的系數次方離子濃度保持不變（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的乘積為一個常數這個常數稱之為溶度積常數溶度積常數簡稱為簡稱為溶溶度積，度積，用用

4、K Kspsp表示。表示。3、溶度積常數或溶度積、溶度積常數或溶度積(Ksp )： 如如 PbI2 (s) Pb2 + (aq) +2I- (aq) 25時，時， Ksp= Pb2+ I-2練習：練習：BaSO4、Fe(OH)3、Mg(OH)2的溶度積表達式的溶度積表達式 Ksp（BaSO4）= Ba2+SO42- 單位：單位： mol2 L-2 Ksp Fe(OH)3= Fe3+OH-3 單位：單位： mol4 L-4KspMg(OH)2= Mg2+OH-2 單位：單位： mol3 L-3溶液溶液未飽和未飽和，無沉淀析出，若加入過量難溶電解，無沉淀析出，若加入過量難溶電解質，可以繼續溶解直至

5、飽和質，可以繼續溶解直至飽和沉淀溶解平衡的判斷沉淀溶解平衡的判斷溶度積規則溶度積規則Q Q K Kspsp，Q Q K Kspsp，Q Q K Kspsp，溶液溶液過飽和過飽和，平衡向生成沉淀方向移動，有沉淀，平衡向生成沉淀方向移動，有沉淀析出析出溶液溶液飽和飽和，沉淀與溶解平衡，沉淀與溶解平衡 溶度積溶度積(K(Kspsp ) )的大小與的大小與難溶電解質性質難溶電解質性質和和溫度溫度有關，與沉淀的量無關有關，與沉淀的量無關. .離子濃度的改變可使離子濃度的改變可使平衡發生移動平衡發生移動, ,而不能改變溶度積而不能改變溶度積. .溶度積溶度積(Ksp )的性質一的性質一 如如 PbI2 (

6、s) Pb2 + (aq) +2I- (aq) CaCO3（s） Ca2+ (aq)+ CO32-(aq)4、常溫下，、常溫下， CaCO3的的Ksp=2.810-9mol2.L-2,Ca2+和和CO32-的濃度分別為的濃度分別為210-3mol.L-1、3 10-3mol.L-1，試，試判斷判斷CaCO3的質量變化如何？的質量變化如何？解析：解析：Q=c(CO32-)c(Ca2+)=210-3mol.L-1 3 10-3mol.L-1=610-6mol2.L-22.810-9mol2.L-2即即QKsp ，所以平衡向逆方向移動，所以平衡向逆方向移動因此，因此，CaCO3沉淀的質量增加沉淀的質

7、量增加預習案第四題預習案第四題KspKsp反映了難溶電解質在水中的溶解度反映了難溶電解質在水中的溶解度當化學式所表示的組成中陰陽離子個數比相同時，當化學式所表示的組成中陰陽離子個數比相同時，KspKsp數值越大的難溶電解質在水中的溶解能力越強數值越大的難溶電解質在水中的溶解能力越強溶度積溶度積(Ksp )的性質二的性質二幾種難溶電解質在幾種難溶電解質在25時的溶解平衡和溶度積：時的溶解平衡和溶度積： AgCl(s) Ag+ + Cl- Ksp= Ag+Cl- = 1.810-10mol2 L-2AgBr(s) Ag+ + Br- Ksp= Ag+Br- = 5.010-13mol2 L-2Ag

8、I(s) Ag+ + I- Ksp= Ag+I- = 8.310-17mol2 L-2Mg(OH)2(s) Mg2+2OH- Ksp= Mg2+OH- 2 = 5.610-12mol3 L-3Ksp (AgCl) Ksp (AgBr) Ksp (AgI)溶解度溶解度:AgCl AgBr AgI相同類型相同類型(如如AB型型)的難溶電解質的的難溶電解質的Ksp越小，溶解度越小，越難溶越小，溶解度越小，越難溶幾種難溶電解質在幾種難溶電解質在25時的溶解平衡和溶度積：時的溶解平衡和溶度積： AgCl(s) Ag+ + Cl- Ksp= Ag+Cl- = 1.810-10mol2 L-2AgBr(s)

9、 Ag+ + Br- Ksp= Ag+Br- = 5.010-13mol2 L-2AgI(s) Ag+ + I- Ksp= Ag+I- = 8.310-17mol2 L-2在在AgCl、AgBr、AgI三種飽和溶液中，三種飽和溶液中，c(Ag+)從大到小的順序是：從大到小的順序是：AgClAgBrAgI遷移應用遷移應用改變條件改變條件平衡移動平衡移動方向方向C C（ZnZn2+ 2+ ）C C（S S2-2-） KspKsp升升 溫溫加加 水水加加ZnSZnS（s s）加加ZnClZnCl2 2（s s）加加NaNa2 2S S(s)(s) 不變不變 不變不變 不變不變不移動不移動 不變不變

10、不變不變 不變不變 不變不變 不變不變1 1、討論：、討論：對于平衡對于平衡ZnSZnS（S S） ZnZn2+2+(aq) + S(aq) + S2-2-(aq)(aq) 若改變條件，對其有何影響若改變條件，對其有何影響探究二、沉淀溶解平衡的移動探究二、沉淀溶解平衡的移動小結：小結：1 1、影響溶解平衡的因素：、影響溶解平衡的因素：內因：內因：電解質本身的性質電解質本身的性質 外因：外因： a)濃度：濃度：b)溫度：溫度：ZnS(s) Zn2(aq) + S2(aq) 平衡右移，平衡右移，向溶解方向移動向溶解方向移動平衡左移，平衡左移，向生成向生成沉淀的方向移動沉淀的方向移動多數平衡向溶解方

11、向移動多數平衡向溶解方向移動升溫升溫加水加水增大相同離子濃度增大相同離子濃度 2、影響溶解度積常數大小的因素、影響溶解度積常數大小的因素Ksp值的大小只與難溶電解質本身的值的大小只與難溶電解質本身的 性質性質和和溫度溫度有關，與有關，與濃度無關。濃度無關。 實驗內容實驗內容實驗現象實驗現象 相應的離子方程式或結相應的離子方程式或結論論2mlZnSO4溶液溶液中滴加中滴加1mol.L-1 Na2S向洗滌后的沉淀向洗滌后的沉淀中滴加中滴加0.1mol.L-1CuSO4溶液溶液2、小組成員合作完成實驗，仔細觀察現象、小組成員合作完成實驗，仔細觀察現象產生白色產生白色沉淀沉淀Zn2+ + S2- =

12、ZnS沉淀轉化為沉淀轉化為黑色黑色ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+（aq）探究三、沉淀的轉化探究三、沉淀的轉化ZnS(s) Zn2+(aq) + S2-(aq) +Cu2+(aq)CuS(s) 平衡向右移動平衡向右移動1 1、沉淀轉化的實質沉淀轉化的實質：沉淀溶解平衡的移動。沉淀溶解平衡的移動。2 2、沉淀轉化的條件沉淀轉化的條件： 難溶電解質轉化成更加難溶的物質難溶電解質轉化成更加難溶的物質 ZnS與與CuS是同類難溶物，是同類難溶物，Ksp(ZnS) Ksp(CuS),CuS的溶解的溶解度遠小于度遠小于ZnS的溶解度。的溶解度。ZnS(s) Zn2+(aq)+S2-(

13、aq) Ksp=1.610-24mol2L-2CuS(s) Cu2+(aq)+S2-(aq) Ksp=1.310-36mol2L-2利用沉淀轉化原理，在工業廢水的處理過程中，常利用沉淀轉化原理，在工業廢水的處理過程中，常用用FeS(s)、MnS(s)等難溶物作為沉淀劑除去廢水中的等難溶物作為沉淀劑除去廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。等重金屬離子。 Ksp(FeS)=6.310-18mol2L-2 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2 Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2 FeS(s) + Cu2+(aq

14、) = CuS(s) + Fe2+FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+練習：寫出練習：寫出FeS(s)與廢水中的與廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反應離子方程式。的反應離子方程式。為什么醫學上常用為什么醫學上常用BaSO4作為內服造影劑作為內服造影劑“鋇鋇餐餐”，而不用，而不用BaCO3作為內服造影劑作為內服造影劑“鋇餐鋇餐”?學以致學以致用用一一 BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為：的沉淀溶解平衡分別為： BaSO4 Ba2+ + SO42- Ksp=1.110-10mol2 L

15、-2 BaCO3 Ba2+ + CO32- Ksp=5.110-9mol2 L-2 由于人體內胃酸的酸性較強由于人體內胃酸的酸性較強(pH0.9-1.5)，如果服下，如果服下BaCO3,胃胃酸會與酸會與CO32-反應生成反應生成CO2和水，使和水，使CO32-離子濃度降低，使離子濃度降低，使Qc Ksp(CuS),所以所以ZnS沉淀會轉化為沉淀會轉化為CuS沉淀。沉淀。有關有關一種沉淀為什么轉化為另一種沉淀的一種沉淀為什么轉化為另一種沉淀的定量計算定量計算:水垢中的水垢中的Mg(OH)Mg(OH)2 2是怎樣生成的是怎樣生成的? ?硬水硬水:是含有較多是含有較多Ca2+、Mg2+、HCO3-、

16、Cl-和和SO42-的水的水.加熱時：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為什么在水垢中鎂主要以Mg(OH)2沉淀沉淀形式存在，形式存在，而而不是以不是以MgCO3沉淀沉淀的形式存在？比較它們飽和時的形式存在？比較它們飽和時Mg2+的大小。的大小。學以致用學以致用三三 因為因為Qc Ksp(Mg(OH)2),所以有所以有Mg(OH)2沉淀析出。即沉淀析出。即加熱后，加熱后，MgCO3沉淀轉化為沉淀轉化為Mg(OH)2

17、。 因此硬水加熱后的水垢的主要成分是因此硬水加熱后的水垢的主要成分是CaCO3和和Mg(OH)2而不是而不是CaCO3 和和MgCO3.洗滌水垢方法洗滌水垢方法：除出水垢中的：除出水垢中的CaCO3和和Mg(OH)2用食醋用食醋 CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca +CO2 +H2O Mg(OH)2+2CH3COOH= =(CH3COO)2Mg+2H2O生成的生成的MgCO3在水中建立以下平衡在水中建立以下平衡MgCO3 Mg2+CO32-而弱酸酸根離子而弱酸酸根離子CO32-發生的水解反應：發生的水解反應：CO32-+H2O HCO3-+OH-,使水中使水中OH-濃度增大，

18、對于濃度增大，對于Mg(OH)2 Mg2+2OH-而言，而言，齲齒和含氟牙膏齲齒和含氟牙膏（1 1）鈣、）鈣、磷磷在骨骼牙齒中的存在形式在骨骼牙齒中的存在形式Ca5(PO4)3OH羥基磷灰石羥基磷灰石（2 2）存在的溶解平衡）存在的溶解平衡Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + OH- (aq)遷移應用遷移應用四四（3 3）吃糖為何會出現齲齒？）吃糖為何會出現齲齒？沉淀溶解平衡理論沉淀溶解平衡理論（4 4）含氟牙膏的使用）含氟牙膏的使用5Ca2+ + 3PO43- + F- = Ca5(PO4)3F使用含氟牙膏，可以使難溶物轉化為更難溶物使用含氟牙膏，可以

19、使難溶物轉化為更難溶物質。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蝕質。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蝕, ,使牙齒更堅固使牙齒更堅固注：注：氟過量會導致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量氟過量會導致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量較高的地區的人，不宜使用含氟牙膏較高的地區的人，不宜使用含氟牙膏Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + OH- (aq)提示提示:糖在酶糖在酶的作用下產的作用下產生了一種有生了一種有機弱酸機弱酸CaSOCaSO4 4 CaCa2+2+ + + SOSO4 42 2- - + +CaCOCaCO3 3(s)(s)CaSOCaSO4 4 + + COCO3 32

20、2- - CaCOCaCO3 3 + +SOSO4 42 2- - NaNa2 2COCO3 3 COCO3 32 2- - + + 2Na2Na+ + 鍋爐的水垢中除了鍋爐的水垢中除了CaCOCaCO3 3和和Mg(OH)Mg(OH)2 2外，還有外，還有CaSOCaSO4 4使得水垢結實，用酸很難快速除去，要快使得水垢結實，用酸很難快速除去，要快速除去水垢，可以用飽和速除去水垢，可以用飽和NaNa2 2COCO3 3溶液處理，使溶液處理，使之轉化為易溶于酸的之轉化為易溶于酸的CaCOCaCO3 3, ,而快速除去。而快速除去。 重晶石（主要成分是重晶石（主要成分是BaSOBaSO4 4）是制備鋇化）是制備鋇化合物的重要原料合物的重要原料 : :BaSOBaSO4 4不溶于酸，但可以不溶于酸，但可以用飽