沉淀溶解平衡的应用(公开课用).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,选修四,化学反应原理,专题三 溶液中的离子反应,第四单元 沉淀溶解平衡,沉淀溶解平衡的应用,1,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,：溶解度,小于0.01g,的电解质称为难溶电解质，溶解度尽管很小，但,不会为0,。,认识3,：残留在溶液中的离子浓度,小于110,-5,molL,1,就认为反应完全了。,沉淀溶解平衡,溶度积规则:,M,m,A,n,的饱和溶液,溶度积,Ksp=c(M,n+,),m,c(A,m-,),n,离子积,Qc=c(M,n+,),m,c(A,m-,),n,Qc,Ksp,溶液处于,过饱和,溶液状态,生成沉淀,.,Qc,=,Ksp,沉淀和溶解达到平衡,溶液为,饱和,溶液,.,Qc,1.8,10,-10,Q,c,K,sp,所以有AgCl沉淀析出。,解：,问题解决,3,沉淀溶解平衡的应用之一,沉淀的生成,加入,沉淀剂、,应用,同离子效应、,控制,溶液的pH,，,当,Qc,Ksp,时有沉淀生成.,运用溶度积规则解释以下事实.,1.如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应尽快用5.0,的硫酸钠溶液给患者洗胃.,2.精制食盐水时，可加入适量的氢氧化钠溶液除去氯,化钠溶液中的镁离子.,增大c(OH,-,)，使Qc,Ksp 以产生Mg(OH),2,沉淀.,增大c(SO,4,2-,)，使Qc,Ksp 以产生BaSO,4,沉淀.,Mg(OH),2,(s)Mg,2,(aq)+2OH,(aq),BaSO,4,(S),Ba,2+,+,SO,4,2-,4,3.,将溶液的pH调节到34，就可以除去硫酸铜溶液中,的铁离子。,沉淀溶解平衡的应用之一,沉淀的生成,Fe(OH),3,K,sp,=2.610,-39,、Cu(OH),2,K,sp,=5.610,-20,设溶液中铜离子浓度和铁离子浓度均为0.1mol.,L,-1,对于,氢氧化铜,来说，K,SP,=C(,Cu,2+,)C,2,(OH,-,),=5.610,-20,则铜离子开始沉淀时的C(OH,-,)=7.510,-10,，即,PH=4.8,；铜离子完全沉淀时的C(OH,-,)=2.410,-7,，即,PH=6.6,。,对于,氢氧化铁,来说，K,SP,=C(,Fe,3+,)C,3,(OH,-,),=2.610,-39,则铁离子开始沉淀时的C(OH,-,)=2.910,-13,，即,PH=1.4,；铁离子完全沉淀时的C(OH,-,)=1.3810,-11,，即,PH=2.8,。,从理论上说，当PH=2.7时，铁离子已完全沉淀，而当PH=4.7时，铜离子才开始转化为沉淀。因此，在实际操作中常调节PH到34就可以出去硫酸铜溶液中的铁离子,5,1、如果要除去某溶液中的SO,4,2-,，你选择加入钡盐还是钙盐？为什么？,加入钡盐，因为BaSO,4,比CaSO,4,更难溶，使用钡盐可使SO,4,2-,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,沉淀的生成,问题解决,6,沉淀溶解平衡的应用之二,沉淀的溶解,根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能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,，就可以使沉淀溶解。,7,【案例一】,医院中进行钡餐透视时，用BaSO,4,做内服造影剂，为什么不用BaCO,3,做内服造影剂？,信息：,1.Ksp(BaSO,4,)=1.110,-10,mol,2,L,-2,；,Ksp(BaCO,3,)=5.110,-9,mol,2,L,-2,2.Ba,2+,有剧毒，；,3.胃酸的酸性很强，pH约为0.91.5；,沉淀溶解平衡的应用之二,沉淀的溶解,8,由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO,3,胃酸会与CO,3,2-,反应生成CO,2,和水，使CO,3,2-,离子浓度降低，使BaCO,3,的沉淀溶解,平衡向右移动,，使体内的Ba,2+,浓度增大而引起人体,中毒,。,BaCO,3,Ba,2+,+CO,3,2-,+,2H,+,CO,2,+H,2,O,所以，不能用BaCO,3,作为内服造影剂“钡餐”。,而,SO,4,2-,不与H,+,结合,生成硫酸，胃酸中的H,+,对BaSO,4,的溶解平衡没有影响，Ba,2+,浓度保持在安全浓度标准下，所以用BaSO,4,作“钡餐”。,沉淀溶解平衡的应用之二,沉淀的溶解,9,沉淀的溶解,【案例二】,吃糖后不刷牙容易形成蛀牙。为什么？,信息：,1.牙齿表面的牙釉质起着保护牙齿的作用，其主要成分为Ca,5,(PO,4,),3,OH（羟基磷酸钙）,它是一种难溶电解质，Ksp=2.510,-59,mol,9,L,-9,；,2.残留在牙齿上的糖发酵会产生H,+,；,沉淀溶解平衡的应用之二,10,Ca,5,（PO,4,）,3,OH（S）,5Ca,2+,（ag）+3PO,4,3-,（ag）,+OH,-,（ag）,糖发酵生成的,有机酸,能中和,OH,-,，使平衡向,脱矿方向,移动，加速腐蚀牙齿。,已知,会与难溶于水的羟基磷酸钙 Ca,5,(PO,4,),3,(OH)反应生成,更难溶且耐酸,的氟磷酸钙Ca,5,(PO,4,),3,F。请解释含氟牙膏使牙齿变坚固原因并写出此离子反应方程式。,沉淀溶解平衡的应用之二,沉淀的溶解,生成的氟磷酸钙覆盖在牙齿表面，抵抗,+,的侵袭,Ca,5,(PO,4,),3,OH+,F,Ca,5,(PO,4,),3,F+,OH,-,11,沉淀转化的,实质：,沉淀转化的,条件：,沉淀溶解平衡,的移动,难溶电解质转化成更加难溶的物质,溶解度大的沉淀：,溶度积常数大的沉淀,溶解度小的沉淀：,溶度积常数小的沉淀,沉淀溶解平衡的应用之三,沉淀的转化,观察P82活动与探究,12,实验现象,离子方程式,实验1,实验2,实验3,白色沉淀产生,Ag,+,+Cl,-,=AgCl,白色沉淀转化为黄色,AgCl+I,-,AgI+Cl,-,黄色沉淀转化为黑色,2AgI+S,2-,Ag,2,S+2I,-,沉淀溶解平衡的应用之三,沉淀的转化,分步沉淀,在相同浓度的Cl,-,、Br,-,、I,-,的溶液中逐滴加入AgNO,3,溶液，AgI最先沉淀，其次是AgBr,最后是AgCl。,13,沉淀溶解平衡的应用之三,沉淀的转化,沉淀的转化,示意图,KI =I,-,+K,+,AgCl(S),Ag,+,+,Cl,-,+,AgI(S),AgCl(S)+I,-,AgI(S)+Cl,-,K,SP,(AgCl)=1.8,*,10,-10,K,SP,(AgI)=8.3,*,10,-17,14,沉淀溶解平衡的应用之三,沉淀的转化,（1）已知25,时,AgCl、AgI、Ag,2,S,的溶解度分别是1.5,10,-4,g,、,2.1,10,-7,g,、1.310,-16,g,，分析上述实验现象的产生原因。,（2）已知AgCl、AgI和Ag,2,S的,K,SP,分别为1.810,-10,mol,2,L,-2,、8.310,-17,mol,2,L,-2,、1.610,-49,mol,3,L,-3,，分析沉淀转化的方向。,讨 论,K差值越大，沉淀转化越彻底。即生成的沉淀K,sp,越小，转化越彻底。,沉淀转化方向：AgCl AgBr AgI,15,情景：,锅炉水垢既会降低燃料的利用率，造成,能源浪费,，也会影响锅炉的使用寿命，,造成安全隐患,，因此要定期清除。,16,锅炉水垢的主要成分为,CaCO,3,、Mg(OH),2,、CaSO,4,，在处理水垢时，通常先加入,饱和Na,2,CO,3,溶液浸泡，然后再向处理后的水垢中加入,NH,4,Cl溶液,，请你思考：,1.加入饱和Na,2,CO,3,溶液后，水垢的成分发生了什么变化？说明理由。,2.NH,4,Cl溶液的作用是什么？请描述所发生的变化。,数据：1.几种物质的溶度积常数(Ksp),2.Mg(OH),2,饱和溶液中，Mg,2+,=1.110,-4,mol/L,MgCO,3,饱和溶液中，Mg,2+,=2.610,-3,mol/L,物质,CaSO,4,CaCO,3,Mg(OH),2,MgCO,3,Ksp,7.110,-5,2.810,-9,5.610,-12,6.810,-6,沉淀溶解平衡的应用之三,沉淀的转化,17,化学法除锅炉水垢的流程图,CaSO,4,+CO,3,2-,CaCO,3,+SO,4,2-,CaCO,3,+2H,+,=Ca,2+,+CO,2,+H,2,O,Mg(OH),2,+2H,+,=Mg,2+,+2H,2,O,水垢成分CaCO,3,Mg(OH),2,CaSO,4,用,饱和Na,2,CO,3,溶液浸泡数天,疏松的水垢,CaCO,3,Mg(OH),2,写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式,用盐酸,或,饱氯化铵液,除去水垢,沉淀溶解平衡的应用之三,沉淀的转化,18,重晶石（主要成分是BaSO,4,）是制备钡化合物的重要原料,；,BaSO,4,不溶于酸，但为什么可以用饱和Na,2,CO,3,溶液处理转化为易溶于酸的BaCO,3,问题解决,BaSO,4,Ba,2+,+,SO,4,2,-,+,BaCO,3,(s),BaSO,4,+,CO,3,2,-,BaCO,3,+,SO,4,2,-,饱和Na,2,CO,3,溶液,移走上层溶液,H,+,BaSO,4、,BaCO,3,Ba,2+,BaSO,4,BaCO,3,Na,2,CO,3,CO,3,2,-,+,2Na,+,（重复操作）,19,水滴石穿,滴水成石,溶洞的形成：,20,CaCO,3,Ca,2+,+CO,3,2-,+,2HCO,3,-,H,2,O+CO,2,溶洞的形成：,CaCO,3,+H,2,O+CO,2,+2HCO,3,-,Ca,2+,水滴石穿,21,CaCO,3,+H,2,O+CO,2,Ca（HCO,3,）,2,滴水成石,溶洞的形成：,22,“看到”微粒,解决沉淀溶解平衡问题的一般思路：,“找到”平衡,“想到”移动,依据数据,23,例：在1molL,-1,CuSO,4,溶液中含有少量的Fe,3+,杂质，pH值控制在什么范 围才能除去,Fe,3+,?使c(Fe,3+,),10,-5,molL,-1,解：Fe(OH),3,的 K,sp,=2.6,10,-39,，,Cu(OH),2,的K,sp,=5.6,10,-20,Fe(OH),3,Fe,3+,+3OH,K,sp,=c(Fe,3+,)c,3,(OH,)=2.6,10,-39,24,pH=2.8,pH 2.8,25,Cu(OH),2,Cu,2+,+2OH,K,sp,=c(Cu,2+,)c,2,(OH,)=5.6,10,-20,pH=4.4,控制 pH：2.8 4.4.,26,