难溶电解质的沉淀平衡 (人教版).ppt

1、第四节 难溶电解质的溶解平衡,第三章 水溶液中的离子平衡,在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸,探究实验1:,现象:NaCl饱和溶液中析出固体,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Cl- 的浓度增加,平衡向左移, NaCl析出。,可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？,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-？,（2）难溶电解质的定义是什么？难溶物的溶解度是否为0？,有,习惯上,将溶解度小于0.01克的电解质称为难溶电解质。难溶电解质的溶

2、解度尽管很小，但不会等于0 。,固体物质的溶解度（S）与溶解性的关系：,（3）难溶电解质(如AgCl)是否存在溶解平衡？如何表示？,溶解 AgCl(s) Ag(aq) + Cl(aq) 沉淀,一、有沉淀生成的复分解类型离子反应 有沉淀生成的复分解类型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。,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。,二、难溶电解质的溶解平衡,1、概念： 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

3、淀溶解平衡),3、特征：,逆、等、动、定、变,2、,溶解,沉淀,与电离平衡作比较：,4、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,取适量NaOH溶液，向其中滴加MgSO4溶液， 制取Mg(OH)2悬浊液。向少量的Mg(OH)2悬浊液中， 加入适量的HCl溶液，,固体完全溶解,解释：在溶液中存Mg(OH)2的溶解平衡： Mg(O

4、H)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq) H+与OH反应生成水， 导致平衡右移，沉淀溶解。,对此甲同学的解释是： 在溶液中存Mg(OH)2的溶解平衡： Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq) 由于 NH4水解呈酸性，H+与OH反应生成水， 导致平衡右移，沉淀溶解。,取适量NaOH溶液，向其中滴加MgSO4溶液， 制 取Mg(OH)2悬浊液。向少量的Mg(OH)2悬浊液中， 加入适量的饱和NH4Cl溶液，,固体完全溶解,乙同学的解释是： NH4Cl电离出NH4与OH结合，生成了弱电解质 NH3H2O，导致平衡右移，沉淀溶解。 （1）丙同学不能肯定谁的解释合理，于是选用下列的一种

5、试剂，来证明哪种解释正确。他选择的试剂是（ ） A.NH4NO3 B.CH3COONH4 C.Na2CO3 D.NH3H2O,（2）请你说明丙同学作出该选择的理由。,B,5、溶度积和溶度积规则：,（1）溶度积Ksp,像水解、电离平衡一样，沉淀溶解平衡也有平衡常数，符号Ksp。,在一定条件下，难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时，溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡，叫做沉淀溶解平衡，各离子浓度的乘积为一个常数，叫做溶度积Ksp。,（2）表达式,Ksp=c(An+)mc(Bm-)n,固体纯物质不列入平衡常数表达式,（3）溶度积规则,Qc Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出,Qc=Ksp，溶液饱

6、和，沉淀与溶解处于平衡状态。,QcKsp，溶液未饱和，无沉淀析出,Ksp只与温度有关，与其他条件无关，一定温度下，当改变难溶电解质对应的某离子浓度大小时，该难溶电解质的溶解度会发生变化，但溶度积Ksp不变。,离子积Qc和溶度积 Ksp的关系：,（4）溶度积的意义, 同温条件时，对于同类型物质，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。 如： 由Ksp数值可知： 溶解能力：AgCl AgBr AgI Ag2S, 不同类型的物质，Ksp差距不大时不能直接作为比较依据。 如：,Ksp=1.810-10,Ksp=1.810-11,三、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

7、淀，是工业生产、环保工程和科学研究中除杂或提纯物质的重要方法之一。,工业废水的处理,工业废水,硫化物等,重金属离子（如Cu2+、Hg2+等）转化成沉淀,（2）方法,a、调pH,如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调pH值至78,左,b、加沉淀剂： 如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂。,Cu2+S2=CuS Hg2+S2HgS,c、同离子效应法 例如硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小。,硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。,d、氧化还原法,例：已知Fe3+在pH 3到4之间开始沉淀，在pH7到8之间沉淀完全，而Fe2+,Cu2+在8到9之间开始沉，11到12之间沉

8、淀完全， CuCl2中混有少量Fe2+如何除去？,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,2. 沉淀的溶解(Qc Ksp),（1） 生成弱电解质 例 ： CaCO3s) Ca2+ + CO32-,CaCO3(s) + H+ HCO3+ Ca2+,（2）发生氧化还原反应而溶解 CuS(s) Cu2+ + S2-,+ HNO3 S + NO,3CuS+8HNO3=

9、Cu(NO3)2+3S+ 2NO+4H2O,（3 ）生成配离子而溶解 AgCl (s)+2NH3 Ag (NH3)2+ + Cl-,沉淀的转化 实质是：沉淀溶解平衡的移动 AgCl + Br- AgBr + Cl-,Ksp差值越大，沉淀转化越彻底。即生成的沉淀Ksp越小，转化越彻底。,沉淀转化方向： AgCl AgBr AgI Ag2S,例：过量AgCl溶解在下列各种物质中，问哪种溶液中c(Ag+)最小 ( ) A. 100mL水 B. 1000mL水 C. 100mL0.2molL-1KCl溶液 D. 1000mL0.5molL-1KNO3溶液,C,1、如果要除去某溶液中的SO42-，你选择

10、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,思考：,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,a 、调pH b 、加沉淀剂 c、同离子效应法 d、氧化还原法,沉淀生成的方法:,【说明】(1) 沉淀剂的选择：要求除去溶液中的某种离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去。 (2)形成沉淀和沉淀完全的条件：由于难溶电解质溶解平衡的存在，在合理选用沉淀剂的同时，有时还

11、要考虑溶液的pH和温度的调控。 (3)通过氧化还原反应等方式改变某离子的存在形式，促使其转变为溶解度更小的难溶电解质以便分离出去。,2、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(OH)2减少的是（ ） A.Na2CO3溶液 B.AlCl3溶液 C.NaOH溶液 D.CaCl2溶液,A B,3、在饱和澄清石灰水中加入生石灰反应后,恢复至原来温度下列说法正确的是( ) A溶液中钙离子浓度变大 B溶液中氢氧化钙的质量分数增大 C溶液的PH不变 D溶液中钙离子的物质的量减少.,C D,4为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌

12、的条件下加入的一种试剂是（ ） A、NaOH B、Na2CO3 C、氨水 D、MgO,D,一、难溶电解质的溶解平衡,例1:一定温度下，将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是（ ） 20mL 0.01mol/L KCl溶液 30ml 0.02molL-1 CaCl2溶液 40mL 0.03molL-1HCl 溶液 10ml 蒸馏水 50ml 0.05molL-1 AgNO3 溶液 A、 B、 C、 D、 ,B,变式1、 SrCO3在下列溶液中溶解度由大到小的 排列顺序是: A、0.10molL-1 CH3COOH B、0.10molL-1 SrSO4 C、纯水

13、D、1.0 molL-1 Na2CO3,ACBD,变式2、 现将足量的FeS分别放入下列溶液中（忽略溶液体积变化），c(Fe2+)由大到小的顺序是： 20mL 0.01molL-1 K2S 溶液 30mL 0.02molL-1 FeCl2 溶液 40mL 0.05molL-1 HCl 溶液 40mL 蒸馏水,二、沉淀反应的应用,例2、Al(OH)3为两性氢氧化物，在水溶液中存在酸式电离和碱式电离两种形式，试根据平衡移动原理，解释下列有关问题。,（1）向Al(OH)3沉淀中加入盐酸，沉淀溶解，其原因是：,Al(OH)3的碱式电离为Al(OH)3 Al3+ + 3OH- , 加入盐酸，H+与Al(

14、OH)3电离出的OH-结合生成水，使电离平衡右移,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O,(2)向Al(OH)3沉淀中加入苛性钠溶液，沉淀溶解，其原因是：,Al(OH)3的酸式电离为Al(OH)3 AlO2- + H2O + H+ ,加入苛性钠溶液，OH-与Al(OH)3电离出的H+结合生成水，使电离平衡右移,Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O,（1）进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这是牙齿就会受到腐蚀，其原因是： （2）已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上面的矿化物产物更小，质地更坚固。当牙膏中配有氟化物添加剂后防止龋齿的原因是（用离子方程

15、式表示）。 （3）据以上原理，请提出一种其他促进矿化的方法,变式3、牙齿表面有一层硬的、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)OH(s) 5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq),有机酸与OH-反应，使平衡向脱矿反向移动,5Ca2+3PO43-+F- Ca5(PO4)3F,总结：沉淀转化的条件是新生成的沉淀的溶解度越小，转化越容易,多吃一些含Ca2+丰富的食物,例3、为除去MgCl2 酸性溶液中的Fe3+ ，可在加热搅拌的条件下，加入一种试剂，过滤后再加入适量盐酸，这种试剂是（ ） A、NaOH B、Na2CO3 C、MgCO3 D

16、、ABC均可,变式4、除去 KCl 中的 K2CO3 应选用以下哪种物质（ ） A、H2SO4 B、HCl C、HNO3 D、三者均可,要点：除杂过程不能引入新的物质,C,Fe3+H2O Fe(OH)3+3H+ MgCO3+2H+=Mg2+H2O+CO2,B,三、根据溶度积常数计算,例4、常温下，某混合溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为1.010-2molL-1,现要除去溶液中的Fe3+,而Mg2+不沉淀，已知Fe(OH)3的KSP=1.010-38,Mg(OH)2的Ksp=1.010-11 Fe3+开始沉淀时的c(OH-)为： Fe3+完全沉淀时的c(OH-)为： Mg2+开始沉淀时的c(O

17、H-)为： 要除去溶液中的Fe3+, 而Mg2+不沉淀，应 将 pH 值 控制在什么范 围内:,1.010-12molL-1,1.010-11molL-1,1.010-4.5molL-1,39.5,变式5、已知 Cu(OH)(s) Cu2+(aq) + 2OH-(aq), 其溶度积Ksp= c(Cu2+)c(OH-)2,试回答下列问题 ： (1)某 CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02molL-1 ，如果生成 Cu(OH)2 沉淀，应调节溶液的PH值，使之大于： (2)要使 0.02 molL-1 溶液中的Cu2+ 浓度降至原来的千分之一，则应向溶液里加 NaOH 溶液，使溶液PH为：,5,6.5,变式6、室温时 FeS 的 KSP为8.110-17。理论上 FeS 的溶解度为 g，但事实上FeS的溶解度大于这个值，其原因是：,7.9210-8,解： FeS(s) Fe2+(aq) + S2-(aq) Ksp=c(Fe2+)c(S2-)=c(Fe2+)2 c(Fe2+)= = =910-9molL-1 c(FeS)=c(Fe2+)= 91