沉淀溶解平衡.ppt

1、1,第四节 沉淀溶解平衡,2,复习,1、什么叫饱和溶液？什么叫不饱和溶液？,一定温度下，不能再溶解溶质的溶液叫饱和 溶液。能继续溶解溶质的溶液叫不饱和溶液。,2、溶解性是指：_ 溶解性是物质的_性质。 溶解性大小跟 _有关。,一种物质溶解在另一种物质中的能力。,物理,溶质、溶剂的性质,3,物质的溶解性只能粗略表示物质的溶解能力的强弱，为了精确表示物质的溶解能力，化学上引入了“溶解度”的概念。,4,固体物质的溶解度,定义：在一定温度下，某固态物质在100克溶剂 里达到饱和状态时所溶解的质量。叫做这种 物质在这种溶剂里的溶解度。,注意：条件：一定温度。标准：100克溶剂 状态：饱和状态 单位：克

2、任何物质的溶解是有条件的，在一定的条件 下某物质的溶解量也是有限的，不存在无限 可溶解的物质。,5,溶解度与溶解性的关系：20,6,实验探究,讨论: NaCl在水溶液里达到溶液平衡状态时有何特征？, 要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体，可采取什么措施？,加热浓缩,降温,NaCl的溶解速率与结晶速率相等；并且只要溶解平衡的条件不变，该溶液中溶解的NaCl的量就是一个恒定值。,加入浓盐酸,7,在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸,探究实验,现象:,解释: 在NaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡 NaCl(S) Na+(aq) + Cl-(aq) 加浓盐酸会使c(Cl- )增加,平衡向左移动,因而有 N

3、aCl晶体析出.,NaCl饱和溶液中有固体析出,8,思考：得到什么启示？,不规则 规则,v(溶解) = v(结晶),溶解平衡： 在某饱和溶液中，溶质溶解速率等于结晶速率，溶液中溶质不再变化的状态。,固体质量没有改变,一昼夜后,9,一、Ag和Cl的反应能进行到底吗？,认真阅读 思考与交流表34,1、问题讨论：,（1）当AgNO3与NaCl恰好完全反应生成难溶AgCl时，溶液中是否含有Ag+和Cl-？,有,（2）有沉淀生成的复分解类型的离子反应能不能完全进行到底呢？,不能，沉淀即是难溶电解质，不是绝对不溶,只不过溶解度很小，难溶电解质在水中存在溶解平衡。,10,问题讨论：,（3）难溶电解质的定义是

4、什么？难溶物的溶解度是否为0？,习惯上,将溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0,11,（1）生成沉淀的离子反应能发生的原因,生成物的溶解度很小,2、难溶电解质的溶解平衡,化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时,沉淀达到完全。,12,（2）AgCl溶解平衡的建立,当v（溶解） v(沉淀）时， 得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡,13,在一定条件下，难溶电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡）,（4）溶解平衡的特征：,逆、等、动、定、变,（3）溶解平衡的概念：,1

5、4,（5）影响难溶电解质溶解平衡的因素：,a、绝对不溶的电解质是没有的。 b、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。 c、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可 存在溶解平衡。,内因：电解质本身的性质,外因：,a、浓度：加水，平衡向溶解方向移动。,b、温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。,练：书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式,15,、表达式： 平衡时：Kspc(Mn)mc(Am)n,、溶度积规则 任意时刻：离子积-Qc Qc c(Mn)mc(Am)n 当: Qc Ksp 过饱和，析出沉淀， Qc Ksp 饱和，平衡状态 Qc Ksp 未饱和。,3、溶度积 、溶度积（Ksp）：难溶电解质的溶解平衡

6、中，离子浓度幂的乘积。,16,练习1：在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中， 加入 1mL 0.01mol/L AgNO3溶液，下列 说法正确的是(AgCl Ksp=1.810-10) （ ） A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀 C.无法确定 D.有沉淀但不是AgCl,A,c(Cl-)=(O.O10.1) 0.101=9.910-3mol/L,c(Ag+)=(O.O10.001) 0.101=9.910-5mol/L,QC =9.910-39.910-5=9.810-7KSP,17,二、沉淀反应的应用,1、沉淀的生成,（1）应用：生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科

7、学研究中除杂或提纯物质的重要方法之一。,18,（2）方法, 调pH值,如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调 pH值至78,Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4, 加沉淀剂 如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂,Cu2+S2= CuS Hg2+S2= HgS,19,同离子效应法, 氧化还原法,硫酸中硫酸根浓度大，使平衡向沉淀方向移动，有利于沉淀的生成。,例：已知Fe3+在pH为3到4之间开始沉淀，在pH为7到8之间沉淀完全，而Fe2+，Cu2+在8到9之间开始沉淀11到12之间沉淀完全，CuCl2中混有少量Fe2+如何除去？,例：为什么硫酸钡在硫酸中的溶解

8、度比在纯水 中小。,20,先把Fe2+氧化成Fe3+，然后调pH至7到8使Fe3+转化为Fe(OH)3 沉淀，过滤除去沉淀。,氧化剂可用：氯气、双氧水、氧气等（不引入杂质）,调pH可用：氧化铜、碳酸铜等（不引入杂质）,氧化剂:硝酸、高锰酸钾、氯气、氧气、双氧水等,调pH:氨水、氢氧化钠、氧化铜、碳酸铜,21,思考与交流,1、如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加 入钡盐还是钙盐？为什么？,加入钡盐，因为BaSO4比CaSO4更难溶，使用钡盐可使SO42-沉淀更完全,2、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可从哪方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部除去？说明原因。,从溶解度方面可

9、判断沉淀能否生成；不可能使要除去的离子通过沉淀完全除去，因为不溶是相对的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。,22,认识1：生成沉淀的离子反应之所以能够发生，在于生成物的溶解度很小。,认识2：难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会为0。,认识3：溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质，残留在溶液中的离子浓度小于1X10-5mol/L,就认为反应完全了。,沉淀的生成小结,23,例1. 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)= 1.110-10 mol2L-2,解：c(Ba2+)=0

10、.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/L1.010-5mol/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。,24,要除去MgCl2酸性溶液中少量的FeCl3，不宜选用的试剂是（ ） A、MgO B、MgCO3 C、NaOH D、M

11、g(OH)2,c,课堂练习,25,（实验34、35沉淀转化）,AgCl,AgI,Ag2S,Mg(OH)2,Fe(OH)3,26,注意： 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,27,例1：如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 molL, 使Fe3+完全

12、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 = c(Fe3+)c(OH-)3 = 4.0 10-39 Fe3+ 沉淀完全时的c(OH-)为:,28,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)= 1.810-11,29,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 = 3.87,30,强化练习,已知25，A

13、gI的饱和溶液中c(Ag+)为1.2210-8molL1，AgCl的饱和溶液中c(Ag+)为1.2510-5molL1。若在5mL含有KCl和KI各为0.01molL1的溶液中，加入8mL0.01molL1AgNO3溶液，这时溶液中所含溶质的离子浓度由大到小的次序是： 。,答案：c(K+)c(NO3-)c(Cl-)c(Ag+)c(I-),31,3、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,32,b 、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液

14、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,33,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,34,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

15、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。,35,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”。,36,练习 试用Qc与Ksp的关系 解释以下问题： （1） FeS能溶于浓硝酸或盐酸。 （2） CuS能溶于浓硝酸; （3） AgCl能溶于氨水;,解析:（1） H2S FeS Fe2

16、+ + S2- S + NO + H2O,37,38,小结：难溶电解质溶解的规律,不断减小溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解,39,3、沉淀的转化,演示实验 34、35,注意：记录现象，写出相应的方程式,问题：如果将上述两个实验中沉淀生成和转化的操作步骤颠倒顺序，会产生什么结果？,沉淀不会转化。沉淀只是从溶解度小的向溶解度更小的方向转化,40,沉淀转化的 实质： 沉淀转化的 条件：,动脑思考,平衡体系中离子浓度改变，沉淀溶解平衡发生移动 一般是难溶的物质转化成更加难溶的物质（两者溶解度差别越大，转化越容易）,溶解度大的沉淀： 溶度积常数大的沉淀,溶解度小的沉淀

17、： 溶度积常数小的沉淀,41,沉淀转化的应用, 锅炉除水垢（CaSO4） P64,对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀.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+,42, 一些自然现象的解释 P65,43,CaCO3 Ca2+ + CO32-,2HCO3-,44,【练习】 试用平衡移动原理解释下列事实 CaCO3不溶于水，但却能溶于稀盐酸中。,石灰乳中存在下列平衡： Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2 OH (aq),加入下列溶液，可使Ca(

18、OH)2减少的是（ ） A.Na2CO3溶液 B.AlCl3溶液 C.NaOH溶液 D.CaCl2溶液,A B,CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq),+H+,HCO3- H2CO3 H2O+CO2,CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq),45,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,46,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： c(S2-)=c(Zn2+)=(Ksp)1/2 =(1.610-24 mol 2 L - 2 )1/2=1.2610-12 mol L - 1,Qc (CuS) =c(