【教學課件】第三節(jié) 沉淀溶解平衡 第2課時 參考課件

第三章物質(zhì)在水溶液中的行為

第三節(jié)沉淀溶解平衡第2課時

沉淀溶解平衡的應用一、導入新課

加熱可以使天然水中的Ca(HCO3)2與Mg(HCO3)2分別分解形成CaCO3與MgCO3沉淀。有的同學可能認為水垢的成分應為CaCO3與MgCO3的混合物，但實際上水垢的主要成分卻是CaCO3與Mg(OH)2的混合物，你知道其中的Mg(OH)2是怎樣生成的嗎?聯(lián)想·質(zhì)疑鍋爐管道內(nèi)的水垢一、導入新課在處理污水時，可以向其中加入FeS固體，以除去Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。在此過程中發(fā)生了哪些化學反應?聯(lián)想·質(zhì)疑二、沉淀的溶解與生成1.鋇餐利用X射線對鋇元素穿透能力較差的特性，醫(yī)學上在進行消化系統(tǒng)的X射線透視時，常采用鋇鹽作為內(nèi)服藥劑，而Ba2+有劇毒，因此選擇鋇餐藥劑應選擇難溶性的鋇鹽，試用沉淀溶解平衡理論解釋，為何鋇餐藥劑選擇BaSO4而不是BaCO3呢？【思考討論】二、沉淀的溶解與生成1.鋇餐比較兩種物質(zhì)的溶解性由溶度積可知，它們在飽和溶液中電離出的Ba2+的濃度相差并不是很大，但是BaCO3不可用作鋇餐，這是為什么呢？BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-

(aq)

Ksp=1.1×10-10mol2L-2

BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32-(aq)

Ksp=5.1×10-9mol2L-2

二、沉淀的溶解與生成1.鋇餐關(guān)注物質(zhì)體系服下鋇鹽后進入胃部，胃酸的酸性很強(pH為0.9

～1.5)，含有大量

H+分析物質(zhì)體系對平衡的影響B(tài)aSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)

+2H+不反應Q=KspBa2+濃度可以保持在安全范圍內(nèi)，因此可用作鋇餐。二、沉淀的溶解與生成1.鋇餐BaCO3的沉淀溶解平衡+2H+H2O+CO2

平衡正向移動Q<KspBa2+濃度增大而導致人體中毒BaCO3(s)

Ba2+(aq)+CO32-(aq)

分析物質(zhì)體系對平衡的影響二、沉淀的溶解與生成1.鋇餐要使沉淀溶解平衡向著沉淀溶解的方向移動，必要條件是Q

＜

Ksp?？梢约尤肽撤N離子，降低難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡系統(tǒng)中有關(guān)離子的濃度，使沉淀溶解。沉淀溶解的原理二、沉淀的溶解與生成2.鋇鹽中毒的治療方法思考討論：如果誤食可溶性鋇鹽如BaCl2，造成鋇中毒，如何選用解毒藥呢？二、沉淀的溶解與生成2.鋇鹽中毒的治療方法BaCl2(aq)Ba2+(aq)+2Cl-(aq)如何去除Ba2+？選用哪種離子與Ba2+結(jié)合生成沉淀呢？選用不受胃酸影響的SO42-，使其形成BaSO4的沉淀將Ba2+沉淀下來，排出體外二、沉淀的溶解與生成2.鋇鹽中毒的治療方法BaCl2(aq)Ba2+(aq)+2Cl-(aq)c(SO42-)

Q(BaSO4)＞

Ksp(BaSO4)

BaSO4沉淀溶解平衡向沉淀生成的方向移動對SO42-濃度有何要求呢?治療方法：選用5.0％的Na2SO4溶液給患者洗胃BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)

二、沉淀的溶解與生成2.鋇鹽中毒的治療方法要使沉淀溶解平衡向著沉淀生成的方向移動，必要條件是Q

＞

Ksp。可以增大難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡系統(tǒng)中有關(guān)離子的濃度，使沉淀生成。沉淀生成的原理二、沉淀的溶解與生成3.溶洞的形成石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣與水及二氧化碳反應能轉(zhuǎn)化為微溶性的碳酸氫鈣。CaCO3+H2O+CO2

Ca(HCO3)2+H2O+CO2HCO-3如何用沉淀溶解平衡的原理解釋？CaCO3

沉淀溶解2-3CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO(aq)二、沉淀的溶解與生成3.溶洞的形成溶有Ca(HCO3)2的水從巖洞頂?shù)蜗聲r，水分蒸發(fā)，二氧化碳逸出，導致CaCO3沉淀析出，形成奇形怪狀的石筍和鐘乳石。沉淀生成大自然經(jīng)過長期、多次的重復上述兩個過程，從而形成各種奇特壯觀的溶洞。Ca2++2HCO3CaCO3+H2O+CO2-二、沉淀的溶解與生成4.珊瑚的形成

珊瑚的形狀千姿百態(tài)，顏色鮮艷美麗，不僅可以作裝飾品，并且還有很高的藥用價值。珊瑚是如何形成的呢？二、沉淀的溶解與生成4.珊瑚的形成堆積珊瑚蟲外殼珊瑚蟲（腔腸動物）珊瑚藻類植物的光合作用消耗CO2，促進平衡正向移動Ca2++2HCO3-CaCO3+CO2+H2O二、沉淀的溶解與生成4.珊瑚的形成人口增長、人類大規(guī)?？撤ド?、燃燒煤和其他化石燃料等會使海水中CO2濃度增大，從而干擾珊瑚的形成，造成珊瑚蟲死亡。CO2濃度增大，平衡向左移動逐漸消失的珊瑚Ca2++2HCO3

CaCO3

＋CO2

＋H2O-三、沉淀的轉(zhuǎn)化觀察·思考請觀察以下實驗的現(xiàn)象，并嘗試用沉淀溶解平衡的原理進行解釋。(1)在一支試管中加入2mL0.1mol·L-1ZnSO4溶液，再滴入適量1mol·L-1Na2S溶液，觀察沉淀的生成。(2)靜置后傾去上層清液，并用蒸餾水洗滌沉淀2～3次。(3)向沉淀中滴加適量0.1mol·L-1CuSO4溶液，振搖試管。三、沉淀的轉(zhuǎn)化【現(xiàn)象】

生成白色沉淀，向沉淀中加入CuSO4溶液后白色沉淀變?yōu)楹谏獵uSZnS【結(jié)論】白色ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為黑色CuS沉淀思考討論：黑色CuS沉淀是如何生成的呢？三、沉淀的轉(zhuǎn)化1.ZnS轉(zhuǎn)化為CuSKsp=1.6×10-24mol2·L-2

Ksp=1.3×10-36mol2·L-2

Ksp(CuS)?

Ksp(ZnS)CuS的溶解度遠小于ZnS平衡正向移動總反應：ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+

Zn2+(aq)ZnS(s)

Zn2+(aq)+S2-(aq)

CuS(s)

Cu2+(aq)+S2-(aq)

ZnS(s)

Zn2+(aq)+S2-(aq)

+Cu2+(aq)CuS(s)三、沉淀的轉(zhuǎn)化1.ZnS轉(zhuǎn)化為CuS沉淀轉(zhuǎn)化的規(guī)律：

通常，一種沉淀可以轉(zhuǎn)化為更難溶的沉淀，兩種難溶物的溶解能力差別越大，轉(zhuǎn)化趨勢越大。沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動三、沉淀的轉(zhuǎn)化2.工業(yè)廢水的處理

在工業(yè)廢水處理過程中為何可用FeS等作為沉淀劑除去廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子?FeS溶解能力遠遠大于CuS、HgS、PbS的溶解能力，因此可利用沉淀轉(zhuǎn)化原理用FeS等難溶物轉(zhuǎn)化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀。FeS(s)＋Hg2＋(aq)HgS(s)＋Fe2＋(aq)三、沉淀的轉(zhuǎn)化3.水垢中Mg(OH)2的形成MgCO3和Mg(OH)2中陰、陽離子的個數(shù)比不同，屬于不同類型的難溶電解質(zhì)，它們的溶解能力不能直接用Ksp來比較，但可以通過計算各自處于沉淀溶解平衡狀態(tài)的飽和溶液中的共同離子——Mg2+的濃度來比較。由計算得知，Mg(OH)2飽和溶液中的Mg2+濃度比MgCO3飽和溶液中的小，表明Mg(OH)2更難溶。三、沉淀的轉(zhuǎn)化3.水垢中Mg(OH)2的形成天然水中含有鈣鹽和鎂鹽，在煮沸過程中可發(fā)生以下反應：MgCO3存在沉淀溶解平衡CO32-發(fā)生水解反應：CO3+H2OHCO3

+OH-2--Mg(OH)2Mg2++2OH-c(OH-)增大，Mg(OH)2沉淀溶解平衡逆向移動，生成沉淀MgCO3Mg2++CO32-

四、課堂練習1.下列化學原理的應用，主要是利用沉淀溶解平衡原理來解釋的是(

)①熱純堿溶液洗滌油污的能力強②誤將鋇鹽[BaCl2、Ba(NO3)2]當成食鹽食用后，常用5.0%的Na2SO4溶液解毒③溶洞、珊瑚的形成④碳酸鋇不能做“鋇餐”而硫酸鋇能⑤泡沫滅火器滅火的原理A．②③④B．①②③C．③④⑤D．全部A2.Cu(OH)2在水中存在著沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s)Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)，在常溫下，Ksp＝2×10-20mol3·L-3。某CuSO4溶液中，c(Cu2＋)＝0.02mol·L－1，在常溫下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要向CuSO4溶液中加入堿來調(diào)節(jié)pH(溶液體積變化可忽略)，使溶液的pH大于(

)A．2 B．3C．4 D．5四、課堂練習D3.已知CaCO3的Ksp＝2.8×10－9mol2·L－2，現(xiàn)將濃度為2×10－4mol·L－1的Na2CO3溶液與CaCl2溶液等體積混合，若要產(chǎn)生沉淀，則所用CaCl2溶液的濃度至少應大于(

)A．2.8×10－2mol·L－1

B．1.4×10－5mol·L－1C．2.8×10－5mol·L－1 D．5.6×10－5mol·L－1

四、課堂練習D4.向ZnSO4溶液中加入Na2S溶液，得到白色沉淀，然后向白色沉淀中滴加