高二化学溶解平衡的应用.ppt

第四节难溶电解质的溶解平衡第四节难溶电解质的溶解平衡 （第二课时）（第二课时） 第三章水溶液中的离子平衡 1.沉淀的溶解与生成 对于沉淀溶解平衡是向生成沉淀的方向进行,还是向 沉淀溶解的方向进行,应取决于_与_的相对 大小关系。 若Qc Ksp ，则_ _; 若Qc = Ksp ，则_; 若Qc Ksp时，离子才能生成沉淀。 混合后：Ag+=2 10-3molL-1,Cl-= 2 10-3molL-1 Qc=Ag+Cl-=2 10-3molL-1 2 10-3molL-1 =4.0 10-6mol2L-2 1.810-10mol2L-2 QcKsp,所以有AgCl沉淀析出。 练习：将410-3molL-1的Pb(NO3)2溶液与410-3molL-1的KI溶 液等体积混合能否有沉淀析出？Ksp(PbI2)= 7.110-9mol3L-3 解：Qc=pb2+I-2 =2 10-3molL-1 ( 2 10-3molL-1)2 =810-9 Ksp(PbI2) 所以有PbI2沉淀析出。 例2. 在1L含1.010-3molL-1 的SO42-溶液中，注入0.01mol BaCl2溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去SO42-?已知: Ksp(BaSO4)= 410-10 mol2L-2 解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉 淀后，Ba2+过量，剩余的即Ba2+=0.01-0.001=0.009mol/L. SO42-=Ksp/Ba2+= 1.110-10/9.010-3=1.210-8(mol/L) 因为，剩余的即SO42-=1.210-8mol/LCu(OH)2Fe(OH)3。 3.小结Ksp的大小与沉淀转化的关系。 对于同类型的难溶电解质， Ksp的大小与溶 解度的大小一致， Ksp较大的沉淀可以转化 为Ksp较小的沉淀。 2. 2. 分步沉淀分步沉淀 溶液中含有几种离子，加入某沉淀剂均可生成沉 淀，沉淀生成的先后顺序按离子积大于溶度积的先后 顺序沉淀，叫作分步沉淀。 对同一类型的沉淀，Ksp越小越先沉淀，且Ksp相 差越大分步沉淀越完全;如AgCl、AgBr、AgI 对不同类型的沉淀，其沉淀先后顺序要通过计算 才能确定。如AgCl和Ag2CrO4 一般认为沉淀离子浓度小于1.010-5 mol/L时, 则认为已经沉淀完全 例1：如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 molL, 使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么? pOH = 10.8 , pH = 3.2 解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- Ksp = Fe3+OH-3 = 4.0 10-39 Fe3+ 沉淀完全时的OH-为: Mg2开始沉淀的pH值为: pOH = 4.9, pH =9.1 因此, 只要控制pH值在3.2 9.1之间即可 使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。 Ksp (Mg(OH)2)= 1.810-11 例2、如果溶液中Zn2+和Fe2+的浓度均为0.10 moldm-3,能否利用通入H2S气体使Zn2+和Fe2+定量 分离？Zn2+和Fe2+分离完全的PH值为多少? 解： Zn2+ + H2S ZnS + 2H+ -1 Fe2+ + H2S FeS + 2H+ -2 Zn2+ 沉淀完全时的pH值为： pH = 3.12 控制pH值在3.12-3.87之间即可将Zn2+和Fe2+分 离完全 Fe2+ 开始沉淀时的PH值为： pH = 3.87 强化练习强化练习 已知已知2525，AgIAgI的饱和溶液中的饱和溶液中c(Agc(Ag+)+)为为 1.22101.2210-8 -8molL molL 1 1， ，AgClAgCl的饱和溶液中的饱和溶液中 c(Agc(Ag + + ) )为为1.25101.2510-5 -5molL molL 1 1。若在 。若在5mL5mL含含 有有KClKCl和和KIKI各为各为0.01molL0.01molL 1 1的溶液中，加 的溶液中，加 入入8mL0.01molL8mL0.01molL 1 1AgNO AgNO 3 3 溶液，这时溶液溶液，这时溶液 中所含溶质的离子浓度由大到小的次序是中所含溶质的离子浓度由大到小的次序是 ： 。 答案：答案：c(Kc(K + + )c(NO)c(NO 3 3 - - )c(Clc(Cl - - )c(Agc(Ag + + )c(Ic(I - - ) ) 3、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 （2）举例 a 、难溶于水的盐溶于酸中 如：CaCO3溶于盐酸，FeS、Al(OH)3 、Cu(OH)2溶于强酸 b 、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液 如：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液 思考与交流 用平衡移动的原理分析Mg(OH)2溶于盐酸 和NH4Cl溶液的原因 解 释 在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡： Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq) 加入盐酸时，H中和OH-,使c(OH)减 小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解 加入NH4Cl时， 1、NH4直接结合OH,使c(OH)减小，平衡 右移，从而使Mg(OH)2溶解 2、NH4水解，产生的H中和OH,使c(OH )减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解 思考：为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐” ，而不用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”? BaSO4 和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为： BaSO4 Ba2+ + SO42- Ksp=1.110-10mol2L-2 BaCO3 Ba2+ + CO32- Ksp=5.110-9mol2L-2 由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下 BaCO3,胃酸会与CO32-反应生成CO2和水，使CO32-离 子浓度降低，使Qc Ksp(CuS),CuS的溶解 度远小于ZnS的溶解度。 当向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液时， ZnS溶解产生的S2-与 CuSO4溶液中的Cu2+足以满足QcKsp(CuS)的条件， S2-与 Cu2+结合产生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。 CuS沉淀的生成，使得S2-的浓度降低，导致S2-与Zn2+的 Qc KSP（AgI） 有AgI析出 AgCl+I AgI+Cl 改变条件，原沉淀溶解平衡发生移动，遵循勒沙特列 原理： 化学式溶解度/g （20） 溶度积积 （25） BaCl235.7 Ba（OH）23.89 CaSO40.217.110-5 CaCO37.110-42.810-9 AgCl1.510-41.810-10 AgBr8.410-65.410-13 AgI2.110-78.510-17 Cu（OH）22.210-20 Fe（OH）3310-94.010-38 沉淀的转化是_ _。 沉淀的转化实质是_的移动。 通常,一种沉淀可转化为更难溶的沉淀，两种 难溶物的_差别越大,这种转化的趋 势就越大。 沉淀溶解平衡 溶解能力 一种难溶电解质转化为另一种难溶 电解质的过程 锅炉中水垢中含有CaSO4 ，可先用Na2CO3溶液 处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。 CaSO4 SO42- + Ca2+ + CO32- CaCO3 沉淀转化的应用 举例1 思考： 1、在工业废水中常含有 Cu2+、Hg2+、Pb2+等重 金属离子，处理时通常投入 FeS固体以 除去这些 离子，试解释其原因？化学式 FeSCuSHgSPbS KSP6.310181.310366.410533.41028 牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的 物质保护着，它在唾液中存在下列平衡： Ca5(PO4)3OH（s） 5Ca2+3PO43-+OH- 进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸， 这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是 。 已知Ca5(PO4)3F（s）的溶解度比上面的矿化产 物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏 中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因 。 生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动 ，加速腐蚀牙齿 5Ca23PO43FCa5(PO4)3F 沉淀转化的应用 举例2 例：将足量的ZnS粉末加入到10mL0.001molL-1的CuSO4溶液 中，是否有CuS沉淀生成？请通过计算后回答。已知: Ksp(ZnS)=1.610-24 mol 2 L - 2 Ksp(CuS) =1.310-36 mol 2 L - 2 解：在ZnS沉淀溶解平衡体系中产生的硫离子浓度为： S2-=Zn2+=(Ksp)1/2 =(1.610-24 mol 2 L - 2 )1/2=1.2610-12 mol L - 1 Qc (CuS) =C(Cu2+) C(S2-) =1.010- 3mol L-1 1.2610-12mol L-1 =1.2610-15mol2L-2 因为：Qc(CuS) Ksp(CuS),所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀 。 有关一种沉淀为什么转化为另一种沉淀的定量计算: 化学平衡、电离平衡、水解平衡、 沉淀溶解平衡的相同点有哪些？ 1、研究对象