内容正文:
第3章 物质在水溶液中的行为
第3节 沉淀溶解平衡
学习及评价目标
1.知道难溶电解质在水中存在溶解平衡。
2.体验从实验现象到科学本质的科学认识和思考过程,通过科学探究和证据推理完善分析水溶液中微粒间作用的基本思路。
3.了解溶度积常数,并尝试用于定量分析。
4.能基于平衡移动的观点以及多平衡间的相互影响,分析沉淀的生成、溶解和转化,并能解释生产生活中的一些相关问题及其解决方法的原理。
情境导入
在海水养殖中,渔民经常向海水中撒入一种白色粉末,用过之后,海水就不会发臭。因为在水产养殖场底部淤泥中的有机物质腐烂分解时,这一区域处于无氧状态,使厌氧的硫杆菌、硫酸盐还原菌得以滋生,可将硫酸盐还原为硫化氢。而当水体的pH值大于8.5时,这些细菌便不能存活。因此,向水体中撒入这种白色粉末可以使水体的pH值达到9左右且能较长时间的保持。
思考·讨论
1.推测白色粉末可能是什么物质呢?
2.白色粉末为什么能调节海水的pH?
Mg(OH)2
少量溶于水的氢氧化镁电离出氢氧根离子,使水体显弱碱性。
经查阅资料,其中有一种水质改良剂为Mg(OH)2
......投加的Mg(OH)2可使水体较长时间保持弱碱性......
黄永强《渔业研究》
分析·推测
Mg(OH)2 (s) ⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)
K
sp=c平(Mg2+)·c平2(OH-)
思考·计算
【定量推证】
若淤泥附近水体的c(Mg2+)=0.056mol·L-1,计算并判断Mg(OH)2能否使水体pH保持9左右?
已知:Ksp=c平(Mg2+)c2平(OH-)=5.6×10-12mol3·L-3
思考·计算
若是单一的饱和Mg(OH)2溶液,如何求Mg2+的浓度?
已知:Ksp=c平(Mg2+)c2平(OH-)=5.6×10-12(mol3·L-3)
实验验证
1.设计实验测定含有氢氧化镁的水溶液的酸碱性。
2.取上层清液于一支试管中,向其中滴加几滴0.1mol·L-1氢氧化钠溶液,观察实验现象。
3.向上层清液中滴加几滴0.1mol·L-1氢氧化钠溶液,观察实验现象。
一、沉淀溶解平衡与溶度积
溶解速率
沉淀速率
时间
速率
沉淀溶解平衡
1.沉淀溶解平衡
一定温度下,当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时,形成电解质的饱和溶液,达到平衡状态。
溶解
沉淀
总结
Mg(OH)2 (s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)
2.溶度积常数
溶解平衡方程式:
溶度积常数表达式:
溶解平衡也存在溶解平衡常数,称为溶度积常数或溶度积,通常用Ksp表示。
Ksp=c平(Mg2+) c平2(OH-)
总结
Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关;并且,溶液中相应离子浓度的变化只能使平衡移动,并不能改变Ksp
Mg(OH)2 (s) ⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)
难溶物 Ksp(25℃)(mol2·L-2) 溶解度(mol·L-1)
AgCl 1.8×10-10(mol2·L-2)
AgBr 5.0×10-13(mol2·L-2)
AgI 8.3×10-17(mol2·L-2)
Mg(OH)2 5.6×10-12(mol3·L-3)
Cu(OH)2 2.2×10-20(mol3·L-3)
结论:相同类型(化学式中阴、阳离子个数比相同时)
的难溶电解质的Ksp越大,在水中的溶解程度就越大。
根据数据,能否用Ksp大小比较其溶解程度的大小
10-5(近似值)
10-6.5(近似值)
10-8.5(近似值)
10-4(近似值)
10-7(近似值)
证据推理
向滴加酚酞的Mg(OH)2悬浊液液中滴入少量稀硫酸,仔细观察现象,能得出什么结论?从定性和定量两个角度解释上述现象的原因。
实验探究
Mg(OH)2(s) Mg2+ (aq)+ 2OH-(aq)
哪些外界条件能影响这个平衡?
实验探究
溶液未达饱和,无沉淀析出
Q> Ksp
Q= Ksp
Q< Ksp
平衡向生成沉淀方向移动,生成沉淀。
难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态,溶液是饱和溶液
二、沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的溶解与生成
学以致用
BaCO3(s) Ba2+ (aq) + CO32-(aq)
+
2H+
H2O + CO2
医院进行钡餐透视时,用BaSO4做内服造影剂,为什么不选用BaCO3?(从定性、定量两个角度解释)
Q< Ksp
1.Ba2+有剧毒;
2.胃酸的酸性很强,pH约为0.9~1.5
若误用了BaCO3,应采取什么措施?
学以致用
5%的Na