鲁科版《沉淀溶解平衡》.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,*,沉淀溶解平衡,1,20,时，溶解度,S,：,难溶 微溶 可溶 易溶,0.01 1 10,（,S,g/100g,水）,难溶 不溶,在学习初中化学时,我们曾根据物质的溶解度将物质分为易溶、可溶、微溶、难溶等。,温故,2,实验步骤：,在上层清液中滴加,KI,溶液后，有黄色沉淀产生。,实验现象：,结论解释：,PbI,2,固体加水,振荡、静置，,待上层液体变澄清,滴加几滴,KI,溶液,PbI,2,PbI,2,(s)Pb,2,(aq,)+2,I,(aq),解释,:,上层清液中存在平衡，,当加入,KI,溶液后，,I,-,浓度增大，平衡向逆方向移动，从而有黄色沉淀,PbI,2,产生,结论：,说明上层清液中有,Pb,2+,.,实验结论：,难溶物也有部分溶解，也存在溶解平衡。,探究一、溶度积,Ksp,的含义及其应用,3,溶解,PbI,2(,s),Pb,2,(,aq,),+,2l,-,(aq),沉淀,Pb,2+,l,-,PbI,2,在水中溶解平衡,尽管,PbI,2,固体难溶于水，但仍有部分,Pb,2,和,I,-,离开固体表面进入溶液，同时进入溶液的,Pb,2,和,I,-,又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时,Pb,2,和,I,-,的沉淀与,PbI,2,固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态,.,PbI,2,固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为：,4,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）。此时沉淀达到最大溶解，形成饱和溶液,。,其离子浓度的系数次方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,K,sp,表示。,3,、溶度积常数或溶度积,(K,sp,),：,如,PbI,2,(s)Pb,2,+,(aq)+2I,-,(aq),表达式,概念：,25,时，,K,sp,=,Pb,2+,I,-,2,练习：,BaSO,4,、,Fe(OH),3,、,Mg(OH),2,的溶度积表达式,Ksp,（,BaSO,4,）,=Ba,2+,SO,4,2,-,单位：,mol,2,L,-2,Ksp Fe(OH),3,=Fe,3,+,OH,-,3,单位：,mol,4,L,-4,KspMg(OH),2,=Mg,2+,OH,-,2,单位：,mol,3,L,-3,5,溶液,未饱和,，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，可以继续溶解直至饱和,沉淀溶解平衡的判断,溶度积规则,Q,K,sp,，,Q,K,sp,，,Q,K,sp,，,溶液,过饱和,，平衡向生成沉淀方向移动，有沉淀析出,溶液,饱和,，沉淀与溶解平衡,溶度积,(K,sp,),的大小与,难溶电解质性质,和,温度,有关，与,沉淀的量和离子浓度,无关,.,但离子浓度的改变可使平衡发生移动,而不能改变溶度积,.,溶度积,(Ksp),的性质一,如,PbI,2,(s),Pb,2,+,(aq)+2I,-,(aq),6,迁移应用一,将,0.001mol/L NaCl,溶液和,0.001mol/L AgNO,3,溶液等体积混合,是否有,AgCl,沉淀生成,?,Q,Ag,+,Cl,-,2.5 10,7,mol,2,/,L,-2,0.0005 mol/L,0.0005 mol/L,K,SP,离子结合生成沉淀,(AgCl,的,K,SP,=1.810,10,mol,2,L,-2,),7,如果将,210,-5,molL,-1,的,CaCl,2,溶液与,310,-5,molL,-1,的,Na,2,CO,3,溶液等体积混合，问能否产生沉淀？,已知,CaCO,3,的,Ksp=5.010,-9,(molL,-1,),2,Qc=110,-5,molL,-1,1.510,-,molL,-1,=1.510,-10,(molL,-1,),2,Ksp(,CaCO,3,),结论,:,不能,产生沉淀,迁移应用二,8,为什么医学上常用,BaSO,4,作为内服造影剂“钡餐”，而不用,BaCO,3,作为内服造影剂“钡餐”,?,学以致用,BaSO,4,和,BaCO,3,的沉淀溶解平衡分别为：,BaSO,4,Ba,2+,+SO,4,2-,K,sp,=1.110,-10,mol,2,L,-2,BaCO,3,Ba,2+,+CO,3,2-,K,sp,=5.110,-9,mol,2,L,-2,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,Q,c,K,sp,(AgBr)K,sp,(AgI),溶解度,S,（难溶物的浓度）,:,AgCl AgBr AgI,Ag,2,S,（计算）,13,改变条件,平衡移动方向,C,（,Zn,2+,）,C,（,S,2-,）,Ksp,升 温,加 水,加,ZnS,（,s,）,加,ZnCl,2,（,s,）,加,Na,2,S,(s),不变 不变 不变,不移动 不变 不变 不变,不变,不变,讨论：,对于平衡,ZnS,（,S,）,Zn,2+,(aq)+S,2-,(aq),若改变条件，对其有何影响,探究二、沉淀溶解平衡的移动,14,实验内容,实验现象,相应的离子方程式或结论,2mlZnSO,4,溶液中滴加,1mol.L,-1,Na,2,S,向洗涤后的沉淀中滴加,0.1mol.L,-1,CuSO,4,溶液,2,、小组成员合作完成实验，仔细观察现象,产生白色,沉淀,Zn,2+,+S,2-,=ZnS,沉淀转化为黑色,ZnS(s)+Cu,2+,(aq)=CuS(s)+Zn,2+,（,aq,）,探究三、沉淀的转化,15,向,ZnS,粉末加入到,10mL0.1mol,L,-1,的,CuSO,4,溶液中，是否有,CuS,沉淀生成？请通过计算后回答。已知,:,K,sp,(ZnS)=1.610,-24,Ksp(CuS)=1.310,-36,解：在,ZnS,沉淀溶解平衡体系中产生的硫离子浓度为：,S,2-,=Zn,2+,=(K,sp,),1/2,=(1.610,-24,),1/2,=1.2610,-12,mol,L,-1,Q,c,(CuS)=C(Cu,2+,)C(S,2-,),=,0.1mol,L,-1,1.2610,-12,mol,L,-1,=1.26,10,-13,因为：,Q,c,(CuS)K,sp,(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,:,16,ZnS(s)Zn,2+,(aq)+,S,2-,(aq),+,Cu,2+,(aq),CuS(s),平衡向右移动,1,、,沉淀转化的实质,：,沉淀溶解平衡的移动。,2,、,沉淀转化的条件,：,通常，,难溶电解质转化成更加难溶的物质,ZnS,与,CuS,是同类难溶物，,K,sp,(ZnS)K,sp,(CuS),CuS,的溶解度远小于,ZnS,的溶解度。,ZnS(s)Zn,2+,(aq)+S,2-,(aq)Ksp=1.610,-24,mol,2,L,-2,CuS(s)Cu,2+,(aq)+S,2-,(aq)Ksp=1.310,-36,mol,2,L,-2,17,CaSO,4,Ca,2+,+,SO,4,2,-,+,CaCO,3,(s),CaSO,4,+,CO,3,2,-,CaCO,3,+,SO,4,2,-,Na,2,CO,3,CO,3,2,-,+,2Na,+,锅炉的水垢中除了,CaCO,3,和,Mg(OH),2,外，还有,CaSO,4,使得水垢结实，用酸很难快速除去，要快速除去水垢，可以用饱和,Na,2,CO,3,溶液处理，使之转化为易溶于酸的,CaCO,3,而快速除去。,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，但可以用饱和,Na,2,CO,3,溶液处理转化为易溶于酸的,BaCO,3,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,+,（重复操作）,BaSO,4,、,BaCO,3,Ba,2+,BaSO,4,BaCO,3,Na,2,CO,3,CO,3,2,-,+,2Na,+,1,、,BaSO,4,的,ksp,比,BaCO,3,小，为什么可以转化？,2,、饱和,Na,2,CO,3,溶液的作用是什么？,3,、如何操作才能保证绝大多数,BaSO,4,转化为,BaCO,3,？,19,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,Cu,2+,、,Hg,2+,、,Pb,2+,等重金属离子。,Ksp(FeS)=6.310,-18,mol,2,L,-2,Ksp(CuS)=1.310,-36,mol,2,L,-2,Ksp(HgS)=6.410,-53,mol,2,L,-2,Ksp(PbS)=3.410,-28,mol,2,L,-2,FeS(s)+Cu,2+,(aq)=CuS(s)+Fe,2+,FeS(s)+Pb,2+,(aq)=PbS(s)+Fe,2+,FeS(s)+Hg,2+,(aq)=HgS(s)+Fe,2+,练习：写出,FeS(s),与废水中的,Cu,2+,、,Hg,2+,、,Pb,2+,的反应离子方程式。,迁移应用,二,20,水垢中的,Mg(OH),2,是怎样生成的,?,硬水,:,是含有较多,Ca,2+,、,Mg,2+,、,HCO,3,-,、,Cl,-,和,SO,4,2-,的水,.,加热时：,Ca,2+,+2HCO,3,-,=CaCO,3,+CO,2,+H,2,O,Mg,2+,+2HCO,3,-,=MgCO,3,+CO,2,+H,2,O,MgCO,3,+H,2,O=Mg(OH),2,+CO,2,为什么在水垢中镁主要以,Mg(OH),2,沉淀,形式存在，而,不是以,MgCO,3,沉淀,的形式存在？比较它们饱和时,Mg,2+,的大小。,学以致用三,21,因为,Q,c,K,sp,(Mg(OH),2,),所以有,Mg(OH),2,沉淀析出。即加热后，,MgCO,3,沉淀转化为,Mg(OH),2,。,因此硬水加热后的水垢的主要成分是,CaCO,3,和,Mg(OH),2,而不是,CaCO,3,和,MgCO,3,.,洗涤水垢方法,：除出水垢中的,CaCO,3,和,Mg(OH),2,用食醋,CaCO,3,+2CH,3,COOH=(CH,3,COO),2,Ca+CO,2,+H,2,O,Mg(OH),2,+2CH,3,COOH=(CH,3,COO),2,Mg+2H,2,O,生成的,MgCO,3,在水中建立以下平衡,MgCO,3,Mg,2+,+CO,3,2-,而弱酸酸根离子,CO,3,2-,发生的水解反应：,CO,3,2-,+H,2,O HCO,3,-,+OH,-,使水中,OH,-,浓度增大，对于,Mg(OH),2,Mg,2+,+2OH,-,而言，,22,龋齿和含氟牙膏,（,1,）钙、,磷,在骨骼牙齿中的存在形式,Ca,5,(PO,4,),3,OH,羟基磷酸钙,（,2,）存在的溶解平衡,Ca,5,(PO,4,),3,OH(s),5Ca,2+,(aq)+3PO,4,3,-,(aq)+OH,-,(aq),迁移应用,四,23,（,3,）吃糖为何会出现龋齿？,沉淀溶解平衡理论,（,4,）含氟牙膏的使用,5Ca,2+,+3PO,4,3,-,+F,-,=Ca,5,(PO,4,),3,F,使用含氟牙膏，可以使难溶物转化为更难溶物质。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀,使牙齿更坚固,注：,氟过量会导致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量,较高的地区的人，不宜使用含氟牙膏,Ca,5,(PO,4,),3,OH(s),5Ca,2+,(aq)+3PO,4,3,-,(aq)+OH,-,(aq),提示,:,糖在酶的作用下产生了一种有机弱酸,24,拓展：沉淀的生成,（,1,）应用：除杂或提纯物质,(,2),原则：生成沉淀的反应能发生，且,进行得越完全越好。,（,3,）,方法,、加沉淀剂：如沉淀,Cu,2+,、,Hg,2+,等，以,Na,2,S,、,NaHS,、,H,2,S,做沉淀剂,Cu,2,+S,2,=CuS Hg,2,+S,2,HgS,提示：残留在溶液中的离子浓度小于,1X10,-5,mol/L,就认为离子沉淀完全了。,25,氢氧化物,开始沉淀时的,pH,值,（,0.1mol/L,）,沉淀完全时的,pH,值,(,10,-5,mol/L),Cu(OH),2,4.67,6.67,Fe(OH),3,1.48,2.81,例：根据上表的数据，,CuCl,2,中混有少量,Fe,3+,如何除去？,通过,调节,pH,加入,氢氧化铜,或,碱式碳酸铜,或,氧化铜等,，调节,pH,至，铁离子全部转化为氢氧化铁沉淀除去。,26,氧化还原法,根据上表，,CuCl,2,中混有少量,Fe,2+,如何除去？,氢氧化物,开始沉淀时的,pH,值（,0.1mol/L,）,沉淀完全时的,pH,值,(,10,-5,mol/L),Fe(OH),2,6.34,8.34,Cu(OH),2,4.8,6.4,Fe(OH),3,2.7,3.7,27,先把,Fe,2+,氧化成,Fe,3+,，,加入氢氧化铜或碱式碳酸铜或氧化铜,调节,PH,至,3,到,4,使,Fe,3+,转化为,Fe(OH),3,沉淀，过滤除去沉淀。,氧化剂：氯气，氯水，双氧水,要求,:,不引入杂质,28,为了除去,MgCl,2,酸性溶液中的,Fe,3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后,再加入适量的,HCl,这种试剂是,(),A.NH,3,H,2,OB.NaOHC.Na,2,CO,3,D.MgCO,3,E.MgO F.Mg(OH),2,29,课堂小结,1,、溶度积,2,、沉淀溶解平衡的影响因素,3,、沉淀的转化,30,