沉淀溶解平衡
一. 教学内容:沉淀溶解平衡
二. 教学目的
1. 了解沉淀溶解平衡的概念及其影响因素
2. 了解溶度积及其计算
3. 能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化过程进行分析。
4. 能够用沉淀溶解平衡理论解释生活中相关问题
三. 教学重点、难点
沉淀溶解平衡的概念和溶度积概念
四. 知识分析
导入:根据溶解度的不同可将物质分为难溶、微溶、可溶、易溶。
CaCO3、FeS、Mg(OH)2等难溶电解质在水溶液中以何种形式存在?
(一)沉淀溶解平衡与溶度积
实验:PbI2固体的溶解平衡
仪器与药品:试管 胶头滴管 PbI2固体 0.1mol/LKI溶液
操作:课本P94
试分析,黄色沉淀是什么物质?它是怎样产生的?
结论与解释:上层清液中有Pb2 ,当加入KI时,I-浓度增大,与Pb2 结合生成黄色PbI2沉淀。
Pb2 从何而来?
PbI2 (s)
cC(g)+dD(g) 此可逆反应在一定温度下存在平衡常数K,K=[C]c×[D]d/[A]a×[B]b ,在沉淀溶解反应中,是否存在类似的常数关系?PbI2 (s)
定义:达到沉淀溶解平衡时,难溶电解质电离出的离子浓度的系数次方的乘积为一常数,称为溶度积常数或溶度积。表达式:AmBn(s)
Mg2+(aq) 2OH-(aq),向饱和溶液中分别加入固体CH3COONa 、NH4Cl时,固体Mg(OH)2的质量有什么变化?加入固体Mg(OH)2,溶液中Mg2+、OH-的浓度有什么变化?(解答:增大;减小;均不变。)
(二)沉淀溶解平衡的应用
1. 沉淀的溶解和生成
溶液中离子生成沉淀,直至沉淀溶解和离子生成沉淀达到平衡状态溶液中沉淀溶解和离子生成沉淀达到平衡状态 若体系中有足量的固体存在,固体溶解,直至达平衡状态讨论:1、BaCO3与盐酸在溶液中是怎样反应的?
2. BaCO3、BaSO4 均为难溶电解质,医学上用于X射线透视的内服造影剂只能用BaSO4不能用BaCO3,其原因何在?
平衡右移 ,完成 BaCO3与盐酸的反应。
胃酸中H+浓度较大,溶解BaCO3,使Ba2 浓度增大,造成重金属中毒。
误食可溶性钡盐造成钡中毒,可用5.0%的Na2SO4溶液洗胃。
【身边的化学】(1)溶洞景观
石灰岩的溶解:CaCO3(s)
CO32-+CO2 +H2O CaCO3+CO2+H2O(2)珊瑚的形成Ca2++2HCO3-
Zn2+(aq)+S2-(aq) Ksp(ZnS)=1.6×10-24mol2/L2CuS(s)
Zn2+(aq)+S2-(aq)+
平衡右移 Cu2+(aq)
CuS(s)
沉淀转化:由一种难溶物转化为另一难溶物的过程。
实质:沉淀溶解平衡的移动。一般为溶解能力小的沉淀转化为溶解能力更小的沉淀,溶解能力差距越大,沉淀转化的趋势越大。
思考:可以用FeS 、MnS等难溶物除去工业废水中的重金属离子Hg2+、 Pb2+、Cu2+等,原因是什么?
(解答:由于相同条件下FeS 、MnS的Ksp远远大于HgS、PbS、CuS的Ksp。)
【追根寻源】:水垢中的Mg(OH)2是怎样产生的?
天然硬水的成分:Ca2+、HCO3-、Mg2+ 等
加热煮沸时发生的反应是:Ca(HCO3)2= CaCO3↓+CO2↑+H2O
Mg(HCO3)2= MgCO3↓+CO2↑+H2O
难溶的MgCO3在水溶液中存在的沉淀溶解平衡:
MgCO3
HCO3-+OH-Mg(OH)2
Ksp[Fe(OH)3 ]=1.1×10-36 (mol.L-1)4Ksp[Fe(OH)2]=1.64×10-14 (mol.L-1)3
(提示:当某离子浓度小于10-5 mol.L-1时可以认为该离子沉淀完全了)
解析:Fe3 沉淀完全时,其浓度为1×10-5 mol.L-1,根据 Ksp[Fe(OH)3 ]可算出溶液中[OH-],求出此时pH,再通过 Ksp[Fe(OH)2]求出Fe2 为0.050 mol.L-1时,OH- 的最大浓度,换算出pH即可求出满足要求的pH。