鲁科版沉淀溶解平衡、溶度积及计算ppt课件.ppt

第3节沉淀溶解平衡 1 加热硬水Ca HCO3 2和Mg HCO3 2会转化为CaCO3和Mg OH 2 你知道它们是怎样生成的吗 2 处理污水时 向其中加入FeS固体 以除去Cu2 Hg2 Pb2 等重金属离子 发生了那些化学反应 CaCO3 FeS Mg OH 2等碱和盐是难溶电解质 尽管难溶电解质难溶于水 但在水中也会建立一动态平衡 取有PbI2沉淀的饱和溶液中上层清液 即PbI2的饱和溶液滴加几滴KI溶液 观察现象 你能解释观察到的现象吗 一 沉淀溶解平衡与溶度积 第1课时 天马行空官方博客 2 溶度积常数或溶度积 Ksp 难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时 离子浓度保持不变 或一定 其离子浓度的方次的乘积为一个常数这个常数称之为溶度积常数简称为溶度积 用Ksp表示 天马行空官方博客 3 溶度积 Ksp 的性质溶度积 Ksp 的大小与难溶电解质性质和温度有关 与沉淀的量无关 离子浓度的改变可使平衡发生移动 而不能改变溶度积 不同的难溶电解质在相同温度下Ksp不同 相同类型的难溶电解质的Ksp越小 溶解度越小 越难溶 如 Ksp AgCl Ksp AgBr Ksp AgI 溶解度 AgCl Ksp AgBr Ksp AgI 4 有关计算 1 利用溶度积计算某种离子的浓度 例1 25 时 Ksp PbI2 7 1 10 9mol3 L 3求PbI2的饱和溶液中的 Pb2 和 I 练1 25 时 Ksp AgBr 5 0 10 10mol2 L 2求AgBr的饱和溶液中的 Ag 和 Br 练2 25 时 Ksp Mg OH 2 5 6 10 12mol3 L 3求Mg OH 2的饱和溶液中的 Mg2 和 OH 2 溶度积Ksp与难溶电解质的溶解度的有关换算 例3 25 时Ksp AgIO3 3 1 10 8mol2 L 2 Ksp Ag2CrO3 1 1 10 12mol3 L 3 比较AgIO3 Ag2CrO3的饱和溶液中溶解度的大小 例2 25 时Ksp PbI2 7 1 10 9mol3 L 3求PbI2的饱和溶液中PbI2的溶解度 溶解度s指100g水中溶解溶质的克数或g L 练习1 25 时 Ksp Mg OH 2 5 6 10 12mol3 L 3求Mg OH 2的饱和溶液中的溶解度 练习2 25 时Ksp Mg OH 2 5 6 10 12mol3 L 3 Ksp AgCl 1 8 10 10mol2 L 2 通过计算比较Mg OH 2 AgCl的饱和溶液中溶解度的大小 例4 已知常温下 Mg OH 2在水中的溶解度为6 38 10 3g L 求Mg OH 2饱和溶液中的溶度积Ksp 2 求Mg OH 2饱和溶液中的pH和 OH 3 求Mg OH 2在0 001mol L的NaOH溶液中的溶解度 4 求Mg OH 2在0 001mol L的MgCl2溶液中的溶解度 作业 1 25 时 Ksp Mg OH 2 5 6 10 12mol3 L 3求Mg OH 2的饱和溶液中的 Mg2 和 OH 和溶解度 2 25 时Ksp Fe OH 2 4 9 10 17mol3 L 3 Ksp Al OH 3 1 3 10 33mol4 L 4 比较Fe OH 2 Al OH 3饱和溶液中溶解度的大小 3 1 已知常温下 AgI在水中的溶解度为2 1 10 6g L 求AgI饱和溶液中的溶度积Ksp 2 求AgI在0 001mol L的KI溶液中的溶解度 3 求AgI在0 001mol L的AgNO3溶液中的溶解度 二 沉淀溶解平衡的应用 1 沉淀的溶解与生成 离子的浓度商Qc和离子积Ksp的关系 1 当Qc Ksp时是过饱和溶液 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 2 当Qc Ksp时是饱和溶液 已达到沉淀溶解平衡状态 3 当Qc Ksp时是不饱和溶液 沉淀溶解即反应向沉淀溶解的方向进行 直到平衡状态 饱和为止 以上规则称为溶度积规则 沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的条件是离子浓度的大小 控制离子浓度的大小 可以使反应向所需要的方向转化 1 沉淀的溶解 第2课时 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 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 使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动 使体内的Ba2 浓度增大而引起人体中毒 所以 不能用BaCO3作为内服造影剂 钡餐 而SO42 不与H 结合生成硫酸 胃酸中的H 对BaSO4的溶解平衡没有影响 Ba2 浓度保持在安全浓度标准下 所以用BaSO4作 钡餐 1 沉淀的溶解 BaCO3 s 等难溶盐溶解在强酸溶液中 BaCO3 s 2H CO2 H2O Ba2 CaCO3 s 2H CO2 H2O Ca2 ZnS s 2H Zn2 H2S 难溶于水的氢氧化物溶解在酸中 Mg OH 2 s 2H Mg2 2H2OFe OH 3 s 3H Fe3 3H2OMg OH 2 s 溶解在氯化铵等酸性的盐溶液中 Mg OH 2 s 2NH4 Mg2 H2O 2NH3 2 沉淀的生成 例1 将4 10 3mol L 1的AgNO3溶液与4 10 3mol L 1的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出 Ksp AgCl 1 8 10 10mol2 L 2 解 只有当Qc Ksp时 离子才能生成沉淀 混合后 Ag 2 10 3mol L 1 Cl 2 10 3mol L 1Qc Ag Cl 2 10 3mol L 1 2 10 3mol L 1 4 0 10 6mol2 L 2 1 8 10 10mol2 L 2Qc Ksp 所以有AgCl沉淀析出 练习 将4 10 3mol L 1的Pb NO3 2溶液与4 10 3mol L 1的KI溶液等体积混合能否有沉淀析出 Ksp PbI2 7 1 10 9mol3 L 3 解 Qc pb2 I 2 2 10 3mol L 1 2 10 3mol L 1 2 8 10 9 Ksp PbI2 所以有PbI2沉淀析出 例2 在1L含1 0 10 3mol L 1的SO42 溶液中 注入0 01molBaCl2溶液 假设溶液体积不变 能否有效除去SO42 已知 Ksp BaSO4 4 10 10mol2 L 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 1 10 10 9 0 10 3 1 2 10 8 mol L 因为 剩余的即 SO42 1 2 10 8mol L 1 0 10 5mol L所以 SO42 已沉淀完全 即有效除去了SO42 注意 当剩余离子即平衡离子浓度 10 5mol L时 认为离子已沉淀完全或离子已有效除去 例 用5 的Na2SO4溶液能否有效除去误食的Ba2 已知 Ksp BaSO4 1 1 10 10mol2 L 2 解 5 的Na2SO4溶液中的 SO42 0 352mol L Ba2 1 1 10 10mol2 L 2 0 352mol L 2 9 10 10mol L 1因为剩余的 Ba2 10 5mol L所以有效除去了误食的Ba2 作业 1 1 已知常温下 AgI在水中的溶解度为2 1 10 6g L 求AgI饱和溶液中的溶度积Ksp Ksp 8 1 10 17mol2 L 2 2 求AgI在0 001mol L的KI溶液中的溶解度 8 1 10 14mol L 1 3 求AgI在0 001mol L的AgNO3溶液中的溶解度 8 1 10 14mol L 12 将4 10 3mol L 1的AgNO3溶液与2 10 4mol L 1的NaCl溶液等体积混合能否有AgCl沉淀析出 Ksp AgCl 1 8 10 10mol2 L 2 Qc 2 10 7mol2 L 2 Ksp有沉淀析出 3 将10ml4 10 4mol L 1的MgSO4溶液与10ml2 10 4mol L 1的NaOH溶液混合能否有Mg OH 2沉淀析出 Ksp Mg OH 2 5 6 10 12mol3 L 3 Qc 2 10 12mol3 L 3 Ksp 4 在0 5L2 0 10 4mol L 1的BaCl2溶液中 滴入0 5L0 002mol LH2SO4溶液 能否将Ba2 沉淀完全 H 的浓度多少 已知 Ksp BaSO4 4 10 10mol2 L 2 第三课时 1 在10mL1 0 10 3mol L的MgSO4溶液中 加入10mL0 04mol L的NaOH溶液 是否有沉淀析出 若有沉淀析出 Mg2 是否沉淀完全 Ksp Mg OH 2 5 6 10 12mol3 L 32 在10mL1 0 10 3mol L的MgSO4溶液中 加入10mL0 4mol L的氨水溶液 是否有沉淀析出 Ksp Mg OH 2 5 6 10 12mol3 L 3Kb 1 8 10 5mol L 1例1 在10mL1 0 10 3mol L的MgSO4溶液中 有沉淀析出和沉淀析出完全时氢氧根离子浓度分别是多少 设体积不变 已知Ksp Mg OH 2 5 6 10 12mol3 L 3例2 在100mL溶液中 其中含有0 001mol的NaCl和0 001mol的K2CrO4 逐滴加入AgNO3溶液时 设溶液的体积不变 通过计算说明谁先沉淀 Ksp AgCl 1 8 10 10mol2 L 2Ksp Ag2CrO3 1 1 10 12mol3 L 3 1 溶洞里美丽的石笋 钟乳是如何形成的 2 海洋中的多彩珊瑚又是怎样生长形成的 2 沉淀的转化 ZnS沉淀转化为CuS沉淀 1 在1试管中加入ZnSO4溶液 再滴入Na2S溶液 观察现象 2 静置后倾去上层清液 蒸馏水洗涤沉淀2 3次 3 向沉淀中滴加适量的CuSO4溶液 观察现象 实验现象 有白色沉淀出现 白色沉淀转化成为黑色沉淀 为什么白色的ZnS沉淀会转化成为黑色的CuS沉淀 ZnS在水中存在沉淀溶解平衡 CuS在水中存在沉淀溶解平衡 ZnS与CuS是同类难溶物 Ksp ZnS 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Qc Ksp 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 ZnS 使得ZnS不断的溶解 结果是ZnS沉淀逐渐转化成为CuS沉淀 1 ZnS沉淀转化为CuS沉淀的定性解释 ZnS沉淀转化为CuS沉淀的总反应 ZnS s Cu2 aq CuS s Zn2 沉淀转化的实质 沉淀溶解平衡的移动 一种沉淀可转化为更难溶的沉淀 难溶物的溶解度相差越大 这种转化的趋势越大 如 在AgCl s 中加入NaI溶液可转化为AgI s 沉淀 在CaSO4 s 加入Na2CO3溶液可转化为CaCO3 s 沉淀 作业 1 在含有0 1mol l的NaCl和NaI的混合溶液中加入AgNO3溶液 计算说明 何者先产生沉淀 AgCl和AgIKsp分别为1 8 10 10和8 3 10 172 在10mL1 0 10 3mol L的MnSO4溶液中 有沉淀析出和沉淀析出完全时 Mn2 沉淀完全的氢氧根离子浓度分别是多少 已知Ksp Mn OH 2 4 0 10 14mol3 L 33 在10mL1 0 10 3mol L的MnSO4溶液中 加入10mL0 4mol L的氨水溶液 是否有沉淀析出 Ksp Mn OH 2 5 6 10 12mol3 L 3Kb 1 8 10 5mol L 14 在10mL1 0 10 3mol L的MnSO4溶液中 加入10mL某浓度的氨水溶液 要有Mn OH 2沉淀析出 氨水的物质的量浓度至少要有多大 Ksp Mn OH 2 5 6 10 12mol3 L 3Kb 1 8 10 5mol L 1 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 6 10 24Ksp CuS 1 3 10 36mol2 L 2 解 ZnS沉淀中的硫离子浓度为 S2 Zn2 Ksp 1 2 1 6 10 24 1 2 1 26 10 12 mol L Qc Cu2 S2 1 0 10 3mol L 1 26 10 12mol L 1 26 10 15mol2 L 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 5 10 13Ksp PbS 3 4 10 28mol2 L 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 2 ZnS沉淀为什么转化为CuS沉淀的定量计算 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 等重金属离子 Ksp FeS 6 3 10 18mol2 L 2Ksp CuS 1 3 10 36mol2 L 2Ksp HgS 6 4 10 53mol2 L 2Ksp PbS 3 4 10 28mol2 L 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 Cu2 MnS s CuS s Mn2 Cu2 H2S CuS 2H 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 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 H2OMg2 2HCO3 MgCO3 CO2 H2OMgCO3 H2O Mg OH 2 CO2 为什么在水垢中镁主要以Mg OH 2沉淀形式存在 而不是以MgCO3沉淀的形式存在 比较它们饱和时 Mg2 的大小 因为Qc