1、第3节 沉淀溶解平衡（第2课时）第三章 物质在水溶液中的行为一、导入新课1. 难溶电解质的溶解平衡具有哪些特征？逆、等、动、定、变温度、 难溶电解质浓度及相关离子的浓度2. 难溶电解质的溶解平衡受哪些外界因素影响？复习复习提问提问二、沉淀的溶解与生成当QKsp时，饱和溶液，已达到沉淀溶解平衡状态。当QKsp时，不饱和溶液，沉淀溶解，即反应向沉淀溶解的方向进行，直达平衡状态(饱和为止)。当QKsp时，离子生成沉淀，即反应向生成沉淀方向进行，直到平衡状态(饱和为止)。二、沉淀的溶解与生成生成难溶电解质的离子反应的限度(1)25 时，溶解性与溶解度的关系(2)反应完全的标志对于常量的化学反应来说，化
2、学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1105 molL1时，沉淀就达完全。二、沉淀的溶解与生成如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加入钡盐还是钙盐？为什么？从溶解度大小考虑，应选择钡盐，因为BaSO4比CaSO4更难溶，使用钡盐可使SO42-沉淀更完全。思考思考 交流交流二、沉淀的溶解与生成(1)BaCO3和BaSO4都难溶于水，在医学上常用BaSO4作钡餐透视，而不能用BaCO3的原因是什么？根据沉淀溶解平衡，分析回答下列问题：(2)可溶性钡盐(如BaCl2等)当作食盐食用，会造成钡中毒。中毒患者常用5.0%的Na2SO4溶液洗胃的原因是什么？答案：原因是BaCO3能溶于胃酸(主要成分为
3、盐酸)，反应原理为BaCO3(s) Ba2(aq) CO32-(aq) CO32-2H=CO2H2O可见，胃酸消耗CO32-，使溶液中CO32-降低，从而使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，Ba2增大引起人体重金属中毒。答案：中毒后服用Na2SO4溶液(5.0%)洗胃，SO42与Ba2结合生成BaSO4沉淀，可缓解Ba2对人体的毒害。二、沉淀的溶解与生成1.沉淀的生成(1)意义：在物质的检验、提纯及工厂废水的处理等方面有重要意义。(2)方法： A.调节pH法例：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调PH值至78Fe3+ + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+ B.加沉淀剂法如：沉淀Cu2
4、+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂(3)原则：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好二、沉淀的溶解与生成2.根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。如常用强酸溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。1.沉淀的生成和溶解这两个方向相反的过程相互转化的条件是离子浓度，控制离子浓度，可以使反应向我们需要的方向转化。归纳归纳 总结总结二、沉淀的溶解与生成当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇
5、形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗？二、沉淀的溶解与生成问题1：溶洞里美丽的石笋、钟乳是如何形成的？ 问题2：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？二、沉淀的溶解与生成2.沉淀的溶解(1)原理 设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动。CaCO3(s)CO32-(aq)+ Ca2+(aq) H+HCO3-H2CO3H2O + CO2H+可用强酸溶解部分难溶电解质如：CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2。二、沉淀的溶解与生成酸溶解法：难溶于水的CaCO3沉淀可以溶于盐酸中。难溶电解质FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等也可溶于强酸，其反
6、应的离子方程式分别为：FeS +2H+=Fe2+H2SAl(OH)3+3H+= A13+3H2OCu(OH)2+2H+= Cu2+2H2O沉淀溶解的方法：二、沉淀的溶解与生成氧化还原法：有些金属硫化物(CuS，Hg等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，通过减小c(S2-)而达到使沉淀溶解的目的：3CuS+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2O三、沉淀的转化请观察以下实验的现象，并尝试用沉淀溶解平衡的原理进行解释。(1)在一支试管中加入2 mL 0.1 molL-1 ZnSO4溶液，再滴入适量1 molL-1 Na2S溶液，观察沉淀的生成。(2)静置后倾去上层清液，并用蒸
7、馏水洗涤沉淀2 3次。(3)向沉淀中滴加适量0.1 molL-1 CuSO4溶液，振摇试管。思考思考 交流交流三、沉淀的转化按下列要求完成实验(1)在一支试管中加入2 mL 0.1 molL1的ZnSO4溶液，再滴加1 molL1的Na2S溶液可观察到的现象是 。(2)静置后倾去上层清液，并用蒸馏水洗涤沉淀23次，然后向白色沉淀中滴加适量的0.1 molL1的CuSO4溶液，振荡试管。观察到的现象是 。(3)上述实验中发生反应的离子方程是 。 。(4)试用沉淀溶解平衡的原理分析解释(2)中实验现象的变化。有白色沉淀生成 白色沉淀变为黑色沉淀 Zn2S2=ZnS ZnS(s)Cu2=CuS(s)
8、Zn2三、沉淀的转化物质ZnSCuSKsp(mol2L-2)1.610-241.310-36沉淀颜色白色黑色Cu2+ (aq) CuS(s)+ZnS(s) Zn2+(aq) + S2-(aq)沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动，一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀，两种难溶物的溶解能力差别越大，这种转化的趋势越大。平衡向右移动三、沉淀的转化(2)ZnS沉淀为什么转化为CuS沉淀的定量计算 例：在ZnS沉淀加入10mL0.001mol/L的CuSO4溶液是否有CuS沉淀生成？已知：Ksp(ZnS)=1.610-24 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2 解：ZnS沉淀中的硫离子浓度为：S2
9、-=Zn2+=(Ksp)1/2=(1.610-24)1/2=1.2610-12(mol/L)Qc=Cu2+S2-=1.010-3mol/L1.2610-12mol/L =1.2610-15mol2L-2因为Qc(CuS) Ksp(CuS)，所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀练习：已知Ksp(MnS)=2.510-13 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2通过计算说明MnS沉淀中滴加0.01mol/L的Pb(NO3)2溶液是否有PbS沉淀析出。三、沉淀的转化利用沉淀转化原理，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Cu2+、Hg2+、Pb2+等
10、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FeS(s)与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。 FeS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Fe2+FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+三、沉淀的转化 Cu2+ + MnS(s) = CuS(s)+Mn2+ Cu2+ + H2S = CuS+2H
11、+ Cu2+ + S2- = CuS Cu2+ + HS- = CuS +H+用MnS、H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S作沉淀剂都能除去工业废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。三、沉淀的转化【提问】水垢中的Mg(OH)2是怎样生成的？硬水：是含有较多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和SO42-的水.加热时： Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3+CO2 + H2O Mg2+ + 2HCO3- = MgCO3+CO2 + H2O MgCO3+ H2O = Mg(OH)2 +CO2 三、沉淀的转化为什么在水垢中镁主要以Mg(OH)2沉淀形式存在，而不是以MgCO
12、3沉淀的形式存在？比较它们饱和时Mg2+的大小。在MgCO3的饱和溶液中：在Mg(OH)2的饱和溶液中：MgCO3沉淀溶解平衡：MgCO3(s) Mg2+ + CO32-三、沉淀的转化因为Qc Ksp(Mg(OH)2)，所以有Mg(OH)2沉淀析出。即加热后，MgCO3沉淀转化为Mg(OH)2。因此硬水加热后的水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3 和MgCO3三、沉淀的转化洗涤水垢的方法：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四、
13、课堂练习1.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。D四、课堂练习B2. 某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是()AKspFe(OH)3 Ksp=1.810-10解：所以有AgCl沉淀析出。四、课堂练习5.取5ml 0.002molL-1 BaCl2与等体积的 0.02molL-1 Na2SO4的混合，计算Ba2+是否沉淀完全即c(Ba2+)10-5molL-1？BaSO4的 Ksp=1.110-10）解：SO42- + Ba2+ = BaSO4Ksp 0.009c(Ba2+) = 1.110-10c(Ba2+) = 1.210-8(molL-1) 10-5 molL-1所以Ba2+已沉淀完全。SO42-过量0.009molL-1敬各位老提出宝意！
