e第四节-难溶电解质溶解平衡-新课.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,难溶电解质的溶解平衡,难溶电解质的溶解平衡,一、沉淀溶解平衡,1,、固体物质的溶解性,2,、沉淀溶解平衡,3,、影响沉淀溶解平衡的因素,二、溶度积,1,、判断沉淀溶解方向,2,、分步沉淀,选择合适的沉淀剂,三、沉淀反应的应用,1,、沉淀的生成：,Q,c,K,sp,2,、沉淀的溶解：,Q,c,v,沉淀,，固体溶解,.,v,溶解,=,v,沉淀,，溶解平衡,（,饱和,溶液）,.,v,溶解,B.,C.,D.,B,一、沉淀溶解平衡,2,、氢氧化钙固体在水中达到溶解平衡,Ca(OH),2,(,s,),Ca,2+,(,aq,)+2OH,-,(,aq,),时，为使,Ca(OH),2,固体,的量减少，需要加入少量的（）,A.NH,4,NO,3,B.NaOH,C.CaCl,2,D.NaHSO,4,3,、向饱和,Na,2,CO,3,溶液中加入,10.6gNa,2,CO,3,，析出,Na,2,CO,3,10,H,2,O,的晶体的质量,_(,，,左移动,二、溶度积,1,、定义：,在一定温度下，在难溶电解质的,饱和,溶液中，各离子浓度幂之乘积为一常数，以,K,sp,表示。,2,、表达式：,在一定温度时，,K,是一个常数，而固体,AgCl,的浓度也是一个常数（,饱和,溶液），并入常数得：,对于,M,m,N,n,(s)mM,n+,+nN,m+,，有：,AgCl(,s,)Ag,(,aq,)+Cl,(,aq,),二、溶度积,1,、,请比较,25,时饱和,AgCl,溶液中离子浓度和饱和,Mg(OH),2,中离子浓度。已知,25,：,K,sp,(AgCl)=1.810,-10,，,K,sp,(Mg(OH),2,)=1.810,-11,c(Ag,+,)=c(Cl,-,)=,1.310,-5,mol/L,c(Mg,2+,)=,1.710,-4,mol/L,c(OH,-,)=,3.410,-4,mol/L,二、溶度积,2,、,如果溶液中,Fe,3+,和,Mg,2+,的浓度均为,0.10 mol,L,使,Fe,3+,完全,沉淀而使,Mg,2+,不沉淀的,pH,条件是什么,?,相应的,K,sp,查阅教材,P65,页表格中数据。,pH=3.2,（,1,）对,Fe(OH),3,，,Fe(OH),3,Fe,3+,+3OH,-,K,sp,=(Fe,3+,)c(OH,-,),3,=4.0 10,-39,（,2,）同理，对,Mg(OH),2,可得,pH=9.1,资料：化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于,10,-5,mol/L,时，沉淀达到完全。,二、溶度积,3,、意义,用溶度积来比较溶解性的大小，,相同类型,的电解质，溶度积越大，其在水中的溶解能力就越大。,溶度积、溶解度和物质的量浓度间的换算,K,sp,c,S,二、溶度积,1,、,25,时，,BaSO,4,的溶度积,K,sp,=1.110,-10,，求其溶解度。,2,、已知,Ag,2,CrO,4,在,298K,时的溶解度为,0.00445g,，求其溶度积。,二、溶度积,4,、影响因素,（,1,）内因：难溶电解质本性,（,2,）外因：,只,与,温度,有关，,一般,随温度的升高而略微增大。,二、溶度积,1,、硫酸锶,(SrSO,4,),在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图，下列说法正确的是,(,),A.,温度一定时，,K,sp,(SrSO,4,),随,c(SO,4,2-,),的增大而减小,B.,三个不同温度中，,313 K,时,K,sp,(SrSO,4,),最大,C.283 K,时，图中,a,点对应的,溶液是不饱和溶液,D.283 K,下的,SrSO,4,饱和溶液,升温到,363 K,后变为不饱和溶液,BC,二、溶度积,5,、溶度积的应用,判断沉淀溶解方向,Q,c,K,sp,，,V,溶解,V,沉淀,，溶液未饱和，无沉淀析出,Q,c,K,sp,，,V,溶解,V,沉淀,，沉淀与溶解处于平衡状态,Q,c,K,sp,，,V,溶解,V,沉淀,，溶液过饱和，平衡向沉淀方向移动，直至溶液饱和，达到新的平衡。,二、溶度积,1,、下列情况下，有无,CaCO,3,沉淀生成？已知,K,s,p,(,CaCO,3,),=2.9,10,-9,（,1,）往盛有,1.0 L,纯水中加入,0.1 mL,浓度为,0.01 mol/L,的,CaCl,2,和,Na,2,CO,3,；,（,2,）,往盛有,1.0 L,纯水中加入,0.1 mL,浓度为,1.00 mol/L,的,CaCl,2,和,Na,2,CO,3,；,（,3,）,将等体积的,CaCl,2,溶液与,Na,2,CO,3,溶液混合，若,Na,2,CO,3,溶液的浓度为,110,-4,mol/L,，则生成沉淀所需原,CaCl,2,溶液的最小浓度为,_,mol/L,1.1610,-4,mo1/L,二、溶度积,2,、已知：,K,sp,(AgCl)=c(Ag,+,)c(Cl,-,)=1.810,-10,，,K,sp,(Ag,2,CrO,4,)=c,2,(Ag,+,)c(CrO,4,2-,)=1.910,-12,。现用,0.01mol/LAgNO,3,溶液滴定,0.01mol/LKCl,和,0.001mol/LK,2,CrO,4,混合溶液，试通过计算回答：,（,1,）,Cl,-,，,CrO,4,2-,哪个先沉淀,（,2,）当刚出现,Ag,2,CrO,4,沉淀时，溶液中,Cl,-,浓度是多少？（设混合溶液在反应中体积不变）,（,1,）,Cl,-,（,2,）,c(Cl,-,)=,4.110,-6,mol/L,二、溶度积,3,、,已知,HF,的,K,a,3.610,-4,，,CaF,2,的,K,sp,=1.4610,-10,。向,1 L 0.1 mol/L,的,HF,溶液中加入,11.1 g CaCl,2,，下列有关说法正确的是,(,),A,通过计算得知，,HF,与,CaCl,2,反应生成白色沉淀,B,通过计算得知，,HF,与,CaCl,2,不反应,C,因为,HF,是弱酸，,HF,与,CaCl,2,不反应,D,如果升高温度，,HF,的,K,a,、,CaF,2,的,K,sp,可能增大，也可能减小,A,法,1,：,HF H,+F,法,2,：,Ca,2+,+2HF CaF,2,+2H,+,二、溶度积,4,、,已知,Ag,2,SO,4,的,K,sp,为,2.0,10,-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,如右图（饱和,Ag,2,SO,4,溶液中,c,(Ag,+,),0.034mol,L,-1,）。若,t,1,时刻在上述体系中加入,100mL 0.020mol,L,-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,（,）,B,三、沉淀反应的应用,1,、沉淀的生成：,Q,c,K,sp,实质：平衡向生成沉淀的方向移动（,分离或除去某些离子,）,（,1,）加入沉淀剂,如：沉淀,Cu,2+,、,Hg,2+,、,Ag,+,等，以,Na,2,S,、,H,2,S,作沉淀剂,（,2,）调节溶液的,pH,如：工业原料,NH,4,Cl,中混有,FeCl,3,，使其溶解于水加氨水调,pH,值至,78,，使,Fe,3+,转变为,Fe(OH),3,沉淀而除去。,Hg,2,+S,2,=HgS,Cu,2,+H,2,S=CuS+2H,+,Fe,3,+3NH,3,H,2,O=Fe(OH),3,+3NH,4,除去某溶液中的,SO,4,2-,，你选择加入钡盐还是钙盐？为什么？,三、沉淀反应的应用,（,3,）氧化还原法,如：,在粗制,CuSO,4,.,5H,2,O,晶体中常含有杂质,Fe,2+,，在提纯时，为了除去,Fe,2+,，常用什么方法？,(,溶液中,Fe,2+,、,Cu,2+,、,Fe,3+,完全沉淀为氢氧化物，需要的,pH,分别为,9.6,、,6.4,、,3.7,),为了除去,Fe,2+,，常加少量的,H,2,O,2,，使,Fe,2+,氧化为,Fe,3+,，然后再加少量,碱,至溶液,pH=4,，可以达到除去亚铁离子而不损失硫酸铜的目的。,多种方法综合处理,三、沉淀反应的应用,1,、沉淀的生成：,Q,c,K,sp,多种方法综合运用,1,、工业制备氯化铜时，将浓盐酸用蒸汽加热至,80,左右，慢慢加入粗,CuO,粉末（含杂质,Fe,2,O,3,，,FeO,），充分搅拌，使之溶解，得一强酸性的混合溶液，现欲从该混合溶液中制备纯净的,CuCl,2,溶液，采用以下步骤：参考数据如下,二、溶度积,1,、沉淀的生成：,Q,c,K,sp,多种方法综合运用,（,1,）第一步除去,Fe,2+,，能否直接调整,pH=9.0,将,Fe,2+,沉淀除去？理由是,_,。,（,2,）有人用强氧化剂,NaClO,将,Fe,2+,氧化为,Fe,3+,：,加入,NaClO,后，溶液的,pH,的变化是,_,A.,一定增大,B.,一定减小,C.,可能增大,D.,可能减小,你认为用,NaClO,作氧化剂是否妥当？理由是？,（,3,）现在下列几种常用的氧化剂，可用于除去混合溶液中的,Fe,2+,的有,_,A.,浓,HNO,3,B.KMnO,4,C.Cl,2,D.O,2,E.H,2,O,2,不能；因,Fe,2+,沉淀的,pH,最大，,Fe,2+,沉淀完全时，,Cu,2+,也沉淀,A,不妥当；引入了新杂质,Na,+,CDE,二、溶度积,1,、沉淀的生成：,Q,c,K,sp,多种方法综合运用,（,4,）除去溶液中的,Fe,3+,的方法是调整溶液的,pH=3.2,，现有下列试剂，均可将强酸性的溶液的,pH,调到,3.2,，最适宜选用的有,_,A,.NaOH,B,.,氨水,C,.Cu,2,(OH),2,CO,3,D,.Na,2,CO,3,E,.CuO,F,.Cu(OH),2,）,（,5,）若提供的药品有：,Cl,2,、浓,H,2,SO,4,、,NaOH,溶液、,CuO,、,Cu,，试结合题给表格作参照，简述除去,CuCl,2,溶液中,Fe,3+,和,Fe,2+,的实验步骤：,（,6,）将除去,Fe,3+,和,Fe,2+,后所得溶液小心加热浓缩，再冷却结晶，即可得,CuCl,2,x,H,2,O,。如果要将,CuCl,2,x,H,2,O,处理为无水氯化铜，如何操作：,_,CEF,通入足量,Cl,2,，使,Fe,2+,转化为,Fe,3+,；加入,CuO,，,调节溶液,pH,约为,4,（,或,3.2,pH,4.7,）,，,使,Fe,3,沉淀,完全,在干燥的,HCl,气流保护下加热,三、沉淀反应的应用,2,、,金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可利用这一性质，控制溶液的,pH,，达到分离金属离子的目的。难溶金属氢氧化物在不同,pH,下的溶解度,(S/molL,1,),如图所示。,(1)pH,3,时溶液中铜元素的,主要存在形式是,_,。,(2),若要除去,CuCl,2,溶液中的,少量,Fe,3,，应该控制溶液的,pH_,。,A,6,Cu,2,B,三、沉淀反应的应用,1,、,金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可利用这一性质，控制溶液的,pH,，达到分离金属离子的目的。难溶金属氢氧化物在不同,pH,下的溶解度,(S/molL,1,),如图所示。,(3),在,Ni(NO,3,),2,溶液中含有,少量的,Co,2,杂质，,_,(,“能”、“不能”,),通过调节,溶液,pH,的方法来除去，理由是,_,。,(4),要使氢氧化铜沉淀溶解，除了,加入酸之外，还可以加入氨水生成,Cu(NH,3,),4,2,，该反应的离子方程式,_,。,不能,Co,2,和,Ni,2,沉淀时的,pH,范围相差太小,Cu(OH),2,4NH,3,H,2,O=Cu(NH,3,),4,2,2OH,4H,2,O,三、沉淀反应的应用,2,、沉淀的溶解：,Q,c,K,sp,实质：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,，从而使沉淀溶解。,(1),、,酸溶解法：,如：,固态,CaCO,3,溶于盐酸中：,HCO,3,-,H,+,加入,H,+,H,2,CO,3,H,2,O+CO,2,例：,CaCO,3,(s)CO,3,2-,(aq)+Ca,2+,(aq),(2),、,盐溶解法,如：,在有固态,Mg(OH),2,存在的饱和溶液中，存在着如下平衡：,向该饱和溶液中分别加入盐酸、,NaAc,、,NH,4,Cl,时，固体,Mg(OH),2,的质量有什么变化？,例：,Mg(OH),2,(s)2OH,-,(aq)+Mg,2+,(aq),三、沉淀反应的应用,Mg(OH),2,(s)Mg,2,(aq)+2OH,(aq),溶解,沉淀,NH,3,H,2,O,加入,NH,4,+,三、沉淀反应的应用,1,已知：,25,时，,KspMg(OH),2,5.6110,-12,，,K,sp,(MgF,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 molL,1,氨水中的,K,sp,比在,20 mL 0.01 molL,1,NH,4,Cl,溶液中的,K,sp,小,D,25,时，在,Mg(OH),2,的悬浊液中加入,NaF,溶液后，,Mg(OH),2,不可能转化为,MgF,2,B,三、沉淀反应的应用,(3),、,配位溶解法,如：,在有固态,AgCl,存在的饱和溶液中，存在着如下平衡：,溶解,沉淀,AgCl(,s,)Ag,(,aq,)+Cl,(,aq,),Ag(NH,3,),2,+,2,NH,3,H,2,O,Cu(OH),2,(,s,)+,4,NH,3,H,2,O Cu(NH,3,),4,2+,(,aq,)+4H,2,O+2OH,-,三、沉淀反应的应用,(4),、,氧化还原法,如：,不溶于盐酸的,AgS,、,CuS,、,HgS,等硫化物加热条件下可溶于硝酸中。,3Ag,2,S+8HNO,3,=6AgNO,3,+3S+2NO +4H,2,O,2AgNO,3,+H,2,S=Ag,2,S+2HNO,3,三、沉淀反应的应用,2,、沉淀的溶解：,Q,c,K,sp,（,1,）,.,酸溶解法,：,强酸,是常用的,溶解,难溶电解质的,试剂,。如可溶解难溶氢氧化物（如,Al(OH),3,）、难溶碳酸盐,(,如,CaCO,3,),、某些难溶硫化物（如,FeS,）等。,（,2,）,.,盐溶解法,：某些,盐溶液,也可用来溶解沉淀。（如,Mg(OH),2,可溶于,NH,4,Cl,溶液中）,（,3,）,.,配位溶解法,：如,Cu(OH),2,可溶于,NH,3,H,2,O,溶液中，,AgCl,也可溶于,NH,3,H,2,O,溶液中。,AgCl(,s,)+2NH,3,H,2,O Ag(NH,3,),2,+,(,aq,)+2H,2,O+2Cl,-,Cu(OH),2,(,s,)+4NH,3,H,2,O Cu(NH,3,),4,2+,(,aq,)+4H,2,O+2OH,-,（,4,）,.,氧化还原法,：如：不溶于盐酸的,AgS,、,CuS,、,HgS,等硫化物可溶于硝酸中。,3Ag,2,S+8HNO,3,=6AgNO,3,+3S+2NO +4H,2,O,三、沉淀反应的应用,1,、,某温度下，,Fe(OH),3,(s),、,Cu(OH),2,(s),分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液,pH,，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是,(,),A,K,sp,Fe(OH),3,CuCO,3,CuS B,CuSCuCO,3,Cu(OH),2,C,CuSCu(OH),2,CuCO,3,D,CuCO,3,Cu(OH),2,CuS,D,三、沉淀反应的应用,1,、已知一些难溶物的溶度积常数如下表。,为除去某工业废水中含有的,Cu,2,、,Pb,2,、,Hg,2,杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的,_(,填选项,),。,A,NaOH,B,FeS,C,Na,2,S,物质,FeS,MnS,CuS,PbS,HgS,ZnS,K,sp,6.3,10,18,2.5,10,13,1.3,10,35,3.4,10,28,6.4,10,33,1.6,10,24,B,三、沉淀反应的应用,2,、,在实际生产中，通常将难溶于强酸的,BaSO,4,制成易溶于盐酸的碳酸钡，已知,25,时,K,sp,(BaCO,3,),5.110,9,，,K,sp,(BaSO,4,),1.110,10,。今有,0.15 L 1.5 mol/L,的,Na,2,CO,3,溶液可以使多少克,BaSO,4,固体转化掉？,BaSO,4,+CO,3,2-,BaCO,3,+SO,4,2-,初始,(mol/L),1.5,0,平衡,(mol/L),1.5,x,x,三、沉淀反应的应用,生产应用、解释自然现象,锅炉除水垢,可先用,Na,2,CO,3,溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的,CaCO,3,。,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,除去水垢,用,盐酸,写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式,三、沉淀反应的应用,应用,一些自然现象的解释,自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。,如：各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成,CuSO,4,溶液，并向深部渗透，遇到深层闪锌矿,(ZnS),和方铅矿,(PbS),，便慢慢地使之转变为铜蓝,(CuS),。,ZnS(s)+Cu,2+,(aq)CuS(s)+Zn,2+,(aq),沉淀的生成、溶解、转化的,实质：沉淀溶解平衡的移动,