沉淀溶解平衡3.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,*,*,*,第,3,节,沉淀溶解平衡,1,如何描述物质在某溶剂中的溶解能力？,定性：,溶解性,-,易溶、可溶、微溶、难溶,2.,定量：溶解度,2,固体的溶解度,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,，叫做该物质在该溶剂里的,溶解度。,气体的溶解度,定义：在,一定温度和压强,下，某气态物质在,1L,溶剂里达到,饱和状态,时所溶解的,气体的体积,，叫做该气体在该溶剂里的,溶解度。,10g,1 g,0.01g,易溶,可溶,微溶,难溶,溶解度,20,3,饱和,NaCl,溶液,形状不规则的,NaCl,固体,形状规则的,NaCl,固体,思考：,得到什么启示,？,探究：,饱和,溶液中,v(,结晶,)=v(,溶解,),在饱和,NaCl,的水溶液中，再加入,NaCl,固体，能否溶解更多的,NaCl,固体？有没有固体溶解过程？,4,实验探究,有黄色沉淀产生。,实验现象：,结论解释：,PbI,2,固体加,3mL,蒸馏水，震荡,静置，待上层,液体变澄清,加几滴,KI,溶液,上层清液中有,Pb,2+,存在,PbI,2,5,溶解,PbI,2,(,S,),Pb,2,(,aq,)+,2l,-,(aq),沉淀,Pb,2+,l,-,PbI,2,在水中溶解平衡,6,V,沉淀,V,t,V,溶解,饱和,溶液,平衡,状态,特征：,逆、动、等、定、变,7,例：,写出,AgBr,、,BaSO,4,、,Ag,2,CrO,4,、,Fe(OH),3,的,溶解平衡关系式和,溶度积表达式。,8,Ksp,越大能说明难溶电解质越易溶吗？,AgCl,AgBr,AgI,Ag,2,CrO,4,Ksp,1.8,10,-10,5.4,10,-13,8.5,10,-17,1.1,10,-12,饱和溶液中,难溶电解质的,物质的量浓度,1.0510,-4,1.3,7.4 9.2,10,-5,10,-7,10,-9,9,影响平衡的因素：,内因：,电解质本身的性质,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。,外因：,a),浓度：,b),温度：,AgCl(s,)Ag,(,aq,)+,Cl,(,aq,),通常我们讲的外因包括浓度、温度、压强等。对于溶解平衡来说，在溶液中进行，可忽略压强的影响。,平衡右移,平衡左移,多数向溶解方向移动,升温,加水,增大相同离子浓度,10,将,CaCO,3,(s),放入水中，请描述形成其饱和溶液的过程。,微观上：溶解速率,=,沉淀速率,宏观上：,c(Ca,2+,),c(CO,3,2-,)=,Ksp,11,改变条件,平衡移动,平衡时,Ca,2+,平衡时,CO,3,2-,升 温,加 水,加,CaCO,3,(s),加盐酸,加,Na,2,CO,3,（,s,）,加,CaCl,2,(s),不变,不变,不变,不变,讨论：,对于平衡,CaCO,3,(s),Ca,2+,+CO,3,2-,若改变条件，对其有何,影响,向右移动,增大,增大,增大,增大,增大,减小,减小,减小,向右移动,不移动,向右移动,向左移动,向左移动,12,练一练,1.,下,列叙述正确的是（）,A.,由,于,CaCO,3,水,溶液导电性很弱，所以它是弱电解质,B.,难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积常数,C.,溶度积常数大者，溶解度也大,D.,用水稀释含,有,CaCO,3,固,体的溶液时，,CaCO,3,的,溶度积常数不变。,D,13,2.,下列说法正确的是,（）,A.,在一定温度下,AgCl,水溶液中，,Ag,+,和,Cl,-,浓度的乘积是一个常数；,B.AgCl,的,Ksp,=1.810,-10,mol,2,L,-2,，在任何含,AgCl,固体的溶液中，,c(Ag,+,)=,c(Cl,-,),且,Ag,+,与,Cl,-,浓度的乘积等于,1.810,-10,mol,2,L,-2,；,C.,温度一定时，当溶液中,Ag,+,和,Cl,-,浓度的乘积等于,K,sp,值时，此溶液为,AgCl,的饱和溶液；,D,向饱和,AgCl,水溶液中加入盐酸，,Ksp,值变大。,C,14,4.,把,Ca(OH),2,放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：,Ca(OH),2,（,s,）,Ca,2+,+2OH,-,，下列说法正确的是（）,A,恒温下向溶液中加,CaO,，溶液的,pH,升高,B,给溶液加热，溶液的,pH,升高,C,向溶液中加入,Na,2,CO,3,溶液，其中固体质量增加,D,向溶液中加入少量,NaOH,固体，,Ca,（,OH,）,2,固体 质量不变,3.,氢氧化镁固体在水中溶解达到平衡时：,Mg(OH),2,（固）,Mg,2+,+2OH,-,，,为使氢氧化镁固体的量减少，需要加入少量的（）,A.H,2,O B.,NaCl,C.CH,3,COOH D.,NaOH,C,AC,15,5.,现将足量的,AgCl,分别放入下列物质中，,AgCl,的溶解度由大到小的排列顺序为,.,20mL0.01 molL,-1,KCl,溶液,30mL0.02 molL,-1,CaCl,2,溶液,40mL0.03 molL,-1,HCl,溶液,10mL,蒸馏水,50mL0.05 molL,-1,AgNO,3,溶液,16,将,CaCl,2,溶,液,与,Na,2,CO,3,溶,液,混合一定有沉淀析出吗？,如何判断沉淀的溶解和生,成呢？,17,问题探究,1.,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,-,0.25,10,6,mol,2,/,L,-2,0.001 mol/L,0.001 mol/L,/,4,K,SP,离子结合生成沉淀,(,AgCl的,K,SP,=1.8,10,10,mol,2,L,-2,),18,问题探究,2.,在,25,下，向浓度均为,0.1 molL,-1,的,MgCl,2,和,CuCl,2,混合溶液中逐滴加入氨水，先生成,_,沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为,_,。,已知,25,时,KspMg(OH),2,=1.810,-11,Ksp,Cu(OH),2,=2.210,-20,。,19,3.,难溶化合物的饱和溶液存在着溶解平衡，,例如：,AgCl(s,),Ag,+,(aq)+Cl,-,(aq,),，,已知：,Ksp(AgCl,)=1.810,-10,mol,2,L,-2,，,Ksp(Ag,2,CrO,4,)=1.910,-12,mol,3,L,-3,。现将,0.01 molL,-1,AgNO,3,溶液与含有,0.01 molL,-1,KCl,和,0.001 molL,-1,K,2,CrO,4,的,溶液混和，试通过计算回答：,Cl,-,和,CrO,4,2-,谁先沉淀,?,Ag,2,CrO,4,(s),2Ag,+,(aq)+CrO,4,2-,(aq),20,沉淀的生成,（,1,）意义：,在物质的检验、提纯及工厂废水的处理等方面有重要意义。,（,2,）方法：,A,、调节,PH,法,例：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调,PH,值至,7,8,（,Fe3+,在,pH34,就沉淀完全）,Fe,3+,+3NH,3,H,2,O=Fe(OH),3,+3NH,4,+,B,、加沉淀剂法,如,:,沉,淀,Cu,2+,、,Hg,2+,等，以,Na,2,S,、,H,2,S,做沉淀剂,（,3,）,原因：,使,QcKsp,，生成沉淀,注意：当剩余离子即平衡离子浓度10,-5,mol/L时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。,21,情景,1,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；,生活中的应用,22,BaSO,4,和,BaCO,3,的沉淀溶解平衡分别为：,BaSO,4,(s),Ba,2+,+SO,4,2-,K,sp,=1.110,-10,mol,2,L,-2,BaCO,3,(s),Ba,2+,+CO,3,2-,K,sp,=5.110,-9,mol,2,L,-2,BaCO,3,(s),Ba,2+,+CO,3,2-,+,2 H,+,CO,2,+H,2,O,溶出的,Ba,2+,引起人体中毒，所以,BaCO,3,不用于做钡餐,23,思考,用,5%,的,Na,2,SO,4,溶液能否有效除去误食的,Ba,2+,?,已知,:K,sp,(BaSO,4,)=1.110,-10,mol,2,L,-2,，,5%,的,Na,2,SO,4,溶液中的,SO,4,2-,0.36mol/L,当,Ba,2+,10,-5,mol/L,，即可认为完全除去。,解：,Ba,2+,=(1.110,-10,mol,2,L,-2,)/(0.36mol/L),=3.1,10,-10,mol,L,-1,因为剩余的,Ba,2+,10,-5,mol/L,所以,有效除去了误食的,Ba,2+,。,24,陕西商洛柞水县柞水溶洞,山东淄博博山溶洞,石灰石,岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的,溶洞,。你知道它是如何形成的吗,？,25,情景,2,：,溶洞里的石笋、钟乳是如何形成的？,Ca,2+,+2HCO,3,-,CaCO,3,+CO,2,+H,2,O,CaCO,3,+CO,2,+H,2,O Ca,2+,+2HCO,3,-,人口增长、燃烧煤和其他化石燃料为什么会干扰珊瑚的生长？,学以致用,26,珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，可从周围的海水中获取Ca,2,和HCO,3,-,，经反应形成石灰石外壳。珊瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸的产生，对珊瑚的形成贡献巨大。人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他化学燃料等因素导致空气中二氧化碳增多，使海水中二氧化碳浓度增大，干扰珊瑚的生长，甚至造成珊瑚虫的死亡。,美丽的珊瑚礁,27,情景,3,：,吃糖后不刷牙容易形成蛀牙。为什么,?,牙齿表面由一层硬的、组成为,Ca,5,(PO,4,),3,OH,的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：,Ca,5,(PO,4,),3,OH,（,s,）,5Ca,2+,(aq),+3PO,4,3-,(aq),+OH,-,(aq),进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是,。,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,28,已知牙齿表面有一层坚硬的牙釉质羟基磷酸钙 Ca,5,(PO,4,),3,(OH)，它对牙齿起到保护作用。使用含氟牙膏能生成,更难溶且耐酸,的氟磷酸钙Ca,5,(PO,4,),3,F覆盖在牙齿表面，抵抗,+,的侵袭,。,29,据平衡移动，对于在水中难溶的电解质，如能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子，使,Qc K,sp,(CuS),所以,ZnS沉淀会转化为CuS沉淀,33,ZnS(s)Zn,2+,(aq)+,S,2-,(aq),+,Cu,2+,(aq),CuS(s),平衡向右移动,ZnS沉淀转化为CuS沉淀的总反应：,ZnS(s)+Cu,2+,(aq)=CuS(s)+Zn,2+,(aq),如,：在,AgCl(s),中加入,NaI,溶液可转化为,AgI(s),沉淀。,在,CaSO,4,(s),加入,Na,2,CO,3,溶液可转化为,CaCO,3,(s),沉淀。,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。,34,应用：,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,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。,FeS(s)+Cu,2+,(aq)=CuS(s)+Fe,2+,(aq),FeS(s)+Pb,2+,(aq)=PbS(s)+Fe,2+,(aq),FeS(s)+Hg,2+,(aq)=HgS(s)+Fe,2+,(aq),35,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？教材P95,36,1.,（,09,年浙江理综,10,）已知：,25,时，,K,spMg(OH),2,5.6110,12,，,K,spMgF,2,7.4210,11,。下列说法正确的是,(),A,25,时，饱和,Mg(OH),2,溶液与饱和,MgF,2,溶液相比，前者的,c,(Mg,2,),大,B,25,时，在,Mg(OH),2,的悬浊液中加入少量的,NH,4,Cl,固体，,c,(Mg,2,),增大,C,25,时，,Mg(OH),2,固体在,20,mL,0.01 mol/L,氨水中的,K,sp,比在,20,mL,0.01 mol/LNH,4,Cl,溶液中的,K,sp,小,D,25,时，在,Mg(OH),2,悬浊液中加入,NaF,溶液后，,Mg(OH),2,不可能转化为,MgF,2,B,37,2.,（,08,广东）,已知,Ag,2,SO,4,的,K,SP,为,2.010,-3,，将适量,Ag,2,SO,4,固体溶于,100 mL,水中至刚好饱和，该过程中,Ag,+,和,SO,4,2-,浓度随时间变化关系如图（饱和,Ag,2,SO,4,溶液中,c,(Ag,+,),0.034molL,-1,）。若,t,1,时刻在上述体系中加入,100mL0.020molL,-1,Na,2,SO,4,溶液，下列示意图中，能正确表示,t,1,时刻后,Ag,+,和,SO,4,2-,浓度随时间变化关系的是（）,12.,（,08,山东）,某温度时，,BaSO,4,在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所,B,38,3.,某温度时，,BaSO,4,在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是（）,提示,：,BaSO,4,(s),Ba,2+,(aq),SO,4,2-,(aq),的平衡常数,Ksp,c(Ba,2+,)c(SO,4,2-,),，称为溶度积常数。,A,加入,Na,2,SO,4,可以使溶液由,a,点变到,b,点,B,通过蒸发可以使溶液由,d,点,变到,c,点,C,d,点无,BaSO,4,沉淀生成,D,a,点对应的,Ksp,大于,c,点,对应的,Ksp,C,39,4.,难溶物质在水溶液中存在溶解平衡。,已知,Cu(OH),2,Cu,2,2OH,K,SP,=2l0,20,(mol/L),3,。要使,0.2molL,1,CuSO,4,溶液中,Cu,2+,沉淀较为完全（使,Cu,2+,浓度降至原来的千分之一），则应向溶液里加入,NaOH,溶液，使溶液的,pH,为,_,。,5.,在,1L,含,1.010,-3,mol,L,-1,的,SO,4,2-,溶液中，注入,0.01mol,BaCl,2,（假设溶液体积不变）,能否有效除去,SO,4,2-,?,已知,:K,sp,(BaSO,4,)=410,-10,mol,2,L,-2,提示：,当剩余离子即平衡离子浓度,10,-5,mol/L,时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。,40,6.,向,BaCl,2,溶液中加入,AgNO,3,和,KBr,，当两种沉淀共存时，,=,。,K,sp,(AgBr,)=5.4,10,-13,，,K,sp,(AgCl,)=2.0,10,-10,molL,-1,HF,溶液与,molL,-1,CaCl,2,溶液等体积混合，,调节混合液,pH,为,4.0,（忽略调节混合液体积的变化），,通过列式计算说明是否有沉淀产生。,Ka=410,-4,Ksp,（,CaF,2,）,41,8.,工业上从废铅酸电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与铅膏,(,主要成分为,PbSO,4,),发生反应：,PbSO,4,(s)+CO,3,2,(,aq,),PbCO,3,(s)+SO,4,2,-,(aq),。某课题组用,PbSO,4,为原料模拟该过程，探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。,(1),上述反应的平衡常数表达式：,K,。,(2),室温时，向两份相同的样品中分别加入同体积、同浓度的,Na,2,CO,3,和,NaHCO,3,溶液均可实现上述转化，在,溶液中,PbSO,4,转化率较大，理由是,。,42,9.,已知在,25,的水溶液中,，,AgX,、,AgY,、,AgZ,均难溶于水，且,Ksp(AgX,)=1.810,-10,mol,2,L,-2,，,Ksp(AgY,)=1.010,-12,mol,2,L,-2,，,Ksp(AgZ,)=8.710,-17,mol,2,L,-2,；,（,1,）根据以上信息，判断,AgX,、,AgY,、,AgZ,三者的溶解度（已被溶解的溶质的物质的量,1L,溶液 表示）,S,(AgX,),、,S,(AgY,),、,S,(AgZ,),的大小顺序为：,。,（,2,）若向,AgY,的饱和溶液中加入少量的,AgX,固体，则,c,(Y,-,),（填“增大”、“减小”或“不变”）。,（,3,）在,25,时，若取,0.188g,的,AgY,（相对分子质量,188,）固体放入,100mL,水中（忽略溶液体积的变化），则溶液中,Y,-,的物质的量浓度为,。,（,4,）由上述,Ksp,判断，在上述（,3,）的体系中，能否实现,AgY,向,AgZ,的转化，并简述理由,。,43,10.,（,2011,浙江高考,13,）海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备,MgO,的实验方案：,模拟海水中的离子浓度,(mol/L),Na,Mg,2,Ca,2,Cl,0.439,0.050,0.011,0.560,0.001,注：溶液中某种离子的浓度小于,1.010,5,mol/L,，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。,已知,：,K,sp,(,CaCO,3,),4.9610,9,；,K,sp,(,MgCO,3,),6.8210,6,；,K,sp,Ca(OH),2,4.6810,6,；,K,sp,Mg(OH),2,5.6110,12,。,下列说法正确的是,(),A,沉淀物,X,为,CaCO,3,B,滤液,M,中存在,Mg,2,，不存在,Ca,2,C,滤液,N,中存在,Mg,2,、,Ca,2,D,步骤,中若改为加入,4.2 g,NaOH,固体，沉淀物,Y,为,Ca(OH),2,和,Mg(OH),2,的混合物,A,44,小 结,沉淀溶解平衡,溶度积,沉淀溶解平衡的应用,1.,沉淀的溶解与生成,2.,沉淀的转化,45,在无机化合物的制备和提纯、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到,分离或除去,某些离子的目的。,2,、除去硫酸铜溶液中混有的少量铁离子，可向溶液中加入氢氧化铜或碱式碳酸铜，调节溶液的,pH,至,3-4,，铁离子就会全部转化为氢氧化铁沉淀除去。,46,例：在,ZnS,沉淀加入,10mL0.001mol/L,的,CuSO,4,溶液是否有,CuS,沉淀生成？已知,:,K,sp,(ZnS,)=1.610,-24,mol,2,L,-2,K,sp,(CuS,),=1.310,-36,mol,2,L,-2,解：,ZnS,沉淀中的硫离子浓度为：,S,2-,=Zn,2+,=(K,sp,),1/2,=(1.610,-24,),1/2,=1.2610,-12,(mol/L),Q(CuS,)=,Cu,2+,S,2-,=,1.010,-3,mol/L1.2610,-12,mol/L,=1.26,10,-15,mol,2,L,-2,因为：,Q,c,(CuS,),K,sp,(CuS,),所以,ZnS,沉淀会转化为,CuS,沉淀,ZnS,沉淀为什么转化为,CuS,沉淀的定量计算,沉淀转化的实质,：,沉淀溶解平衡的移动。,沉淀转化的条件,：,难溶电解质转化成更加难溶的物质,47,一、,沉淀,溶解平衡和,溶度积,一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。,(1),概念：,V,沉淀,V,t,V,溶解,温度,饱和,溶液,速率,相等,平衡,状态,1.,沉淀,溶解平衡,(2),特征：,逆、动、等、定、变,48,2.,溶度积常数（简称溶度积）,（,1,）定义,在一定条件下，难溶电解质形成,饱和溶液,，达到溶解平衡，其,溶解,平衡常数,叫做,溶度积常数,或简称,溶度积,（）表达式,:,A,m,B,n,(s,),mA,n+,(aq)+nB,m-,(aq,),例：,写出,AgBr,、,Fe(OH),3,的,溶解平衡关系式和,溶度积表达式。,AgBr(s,)Ag,+,+Br,-,K,sp,=,Ag,+,.,Br,-,Fe(OH),3,(s),Fe,3+,+3OH,-,K,sp,=,Fe,3+,.,OH,-,3,Ksp,(,AmBn,),=,A,n,m,B,m,n,49,（）,Ksp,意义：,Ksp,的大小反映了物质在水中的溶解能力。,同种类型：,Ksp,越大，溶解度越大。,对于确定的方程式，,K,sp,只与温度有关。,升高温度，多数反应的,Ksp,增大,（,4,）影响因素：,如,:,K,sp,(,AgCl,),K,sp,(,AgBr,),K,sp,(,AgI,),溶解度,:,AgCl,AgBr,AgI,50,练习,:,已知,K,sp,(MnS,)=2.510,-13,Ksp(PbS,)=3.410,-28,mol,2,L,-2,通过计算说明,MnS,沉淀中滴加,0.01mol/L,的,Pb(NO,3,),2,溶液是否有,PbS,沉淀析出。,51,课堂小结,1、沉淀的溶解与生成,(1).当,Q 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,Q=Ksp,时是饱和溶液，已达到,沉淀溶解平衡状态。,(3).当,Q 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）。,2、沉淀的转化,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,52,