第五章-沉淀溶解平衡讲解学习.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,*,第五章 沉淀溶解平衡,溶解度,一定温度下，体系达到溶解平衡时，一定量的,溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度,(,S,),。,溶解度的相对大小,一般称为,溶解度,/g,难溶,微溶,可溶,易溶,10,0.01,0.011,110,在一定温度下，将难溶电解质放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。,溶度积,溶解,沉淀,K,sP,称为溶度积常数,溶度积与其它平衡常数一样，只与难溶电解质的,本性,和,温度,有关，而与沉淀的量和溶液中离子浓度的变化无关。,沉淀溶解平衡的特点：,难溶盐的平衡,是一种“多相平衡”,是强电解质固体,不同类型的难溶电解质，溶度积的表达式不同,如：,PbCl,2,(,s,),Pb,2+,(,aq,)+2Cl,-,(,aq,),K,sp,=Pb,2+,Cl,-,2,对于一般沉淀反应：,(,aq,),m,B,(,aq,),n,A,(,s,),B,A,n,m,m,n,-,+,+,某些物质的,K,sp,AgCl,1.810,-10,AgBr,5.210,-13,AgI,8.310,-17,Ag,2,CrO,4,1.110,-12,BaCO,3,5.110,-9,BaSO,4,1.110,-10,CaCO,3,2.810,-9,CaC,2,O,4,1.4610,-10,CaC,2,O,4,H,2,O,410,-9,CaSO,4,9.110,-6,CdS,8.010,-27,CuS,6.310,-36,HgS,410,-53,Fe(OH),2,810,-16,Fe(OH),3,410,-38,Mg(OH),2,1.810,-11,Mn(OH),2,2.0610,-13,MnS,2.510,-13,溶解度和溶度积的关系,溶解度和溶度积都能代表难溶电解质的溶解,能力，它们之间有什么关系？,K,sp,=A,m,+,n,B,n,-,m,=,ns,n,ms,m,=,n,n,m,m,s,n,+,m,平衡浓度(,molL,-1,),ns ms,A,n,B,m,(s),n,A,m,+,(,aq,)+,m,B,n,(,aq,),例,1,：25,o,C,，,AgCl,的溶解度为1.9210,-,3,gL,-1,求同,温度下,AgCl,的溶度积。,解：已知,M,AgCl,=143.3,gmol,-1,，设平衡时,溶解了,的,AgCl,的浓度 即,Ag,+,=,Cl,=,s,K,spAgCl,=Ag,+,Cl,-,=,s,2,=(,1.3410,-5,),2,=1.810,-10,思考题：,求,Ca,3,(PO,4,),2,的溶解度与溶度积的关系,Ag,2,CrO,4,不同类型电解质的溶度积和溶解度的关系,),CrO,Ag,(,),AgCl,(,4,2,s,s,相同类型的难溶电解质，其,K,SP,大的,s,也大,沉淀溶解平衡的移动,沉淀的溶解,沉淀的生成,同离子效应和盐效应,溶度积规则,浓度积,J,：,表示在难溶电解质溶液中，任意情况下各离子相对浓度幂的乘积。,以,Ag,2,CrO,4,为例：,J=Ag,+,2,CrO,4,2-,Ag,2,CrO,4,(s),2Ag,+,(aq)+CrO,4,2-,(aq),溶度积规则,J,平衡向左移动,，沉淀析出；,J,=,处于平衡状态，饱和溶液；,J,K,sp,J,=K,sp,J,K,sp,用,J,与,K,sp,的关系判断沉淀溶解的方向,溶度积原理示意图,例：,BaCO,3,的生成。,加,BaCl,2,或,Na,2,CO,3,加酸,(,aq),CO,(,aq),Ba,(,s),BaCO,2,3,2,3,-,+,+,利于,BaCO,3,的溶解。,2,3,),(,CO,J,J,c,-,例,2,：25时，晴纶纤维生产的某种溶液中，,SO,4,2-,=6.010,-4,molL,-1,，若在40.0,L,该溶液中加入,0.010,molL,-1,BaCl,2,溶液10.0,L,，是否能生成,BaSO,4,沉淀？如果有沉淀生成能生成,BaSO,4,多少克？最后溶液中,SO,4,2-,是多少？,解：溶液中的,所以有,BaSO,4,沉淀析出。,BaSO,4,(s),Ba,2+,(aq)+SO,4,2,(aq),初始浓度(,molL,-1,)2.010,-3,4.810,-4,设生成沉淀后，溶液中,SO,4,2-,=,x,平衡浓度(,molL,-1,)2.010,-3,-,(4.810,-4,-,x,),x,=(1.52,10,-3,+,x,),x,定量分析,：溶液中残留离子浓度,10,-6,molL,-1,定性分析,：溶液中残留离子浓度,10,-5,molL,-1,定量分析时，分析天平的精度 0.0001克,分子量按100估计，,mol,=m/M,0.0001/100=,10,-6,沉淀完全,（,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,）存在的沉淀溶解平衡,沉淀溶解平衡的应用,（,3,）吃糖为何会出现龋齿？,提示,:,糖在酶的作用下产生了一种有机弱酸,（,4,）含氟牙膏的使用,5Ca,2+,+3PO,4,3-,+F,-,=Ca,5,(PO,4,),3,F,氟磷酸钙,的溶解度比,羟基磷酸钙小,，,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,同离子效应和盐效应,在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的,溶解度降低,的作用。,1.同离子效应,例,3,：,求25时,Ag,2,CrO,4,在0.010,molL,-1,K,2,CrO,4,溶液,中的溶解度。已知在纯水中的,s=6.5,10,-5,molL,-1,解：,初始浓度(,molL,-1,)0,0.010,Ag,2,CrO,4,(s),2Ag,+,(aq)+CrO,4,2,(aq),平衡浓度(,molL,-1,)2,x,0.010+,x,在难溶电解质溶液中，加入与难溶,电解质离子无关的易溶强电解质而使难溶,电解质的,溶解度增大,的现象叫做,盐效应。,2.盐效应,例如,BaSO,4,在,KNO,3,溶液中的溶解度比,在纯水中稍大，并且,KNO,3,浓度越大，,BaSO,4,的溶解度也变得越大。,BaSO,4,(s),Ba,2+,(aq)+SO,4,2,(aq),1.难溶电解质,AB,2,，,在水溶液中达到溶解平衡时，,A=X,molL,-1,，B=Y,molL,-1,，,则,K,SP,可表达为：,练习题,A.K,SP,=X,2,Y,B.K,SP,=XY,E.K,SP,=(2X),2,Y,D.K,SP,=X(2Y),2,C.K,SP,=XY,2,2.盐效应能使难溶电解质的溶解度,A.,略有增大,B.,略有减小,C.,无法判断,D.,不变,如果溶液中某离子沉淀完全，则此离子物质的量,浓度,A.,大于,10,5,B.,大于,10,3,C.,小于,10,3,D.,远远小于,10,5,E.,大于,10,2,4.,CaC,2,O,4,的,K,SP,为2.6,10,-9,，,若使1,L,0.02,molL,-1,Ca,2+,溶液生成沉淀，所需最低的,C,2,O,4,2-,浓度为：,A.,1.0,10,-9,B.,1.3,10,-7,C.,2.2,10,-5,D.,5.2,10,-11,E.,5.2,10,-10,一、沉淀的生成,条件：,J,K,sp,例,4,：,0.2,molL,-1,的,Pb(NO,3,),2,和,KI,水溶液等体积混合是否会产生,PbI,2,沉淀？,K,spPbI2,=7.1,10,-9,解：两溶液等体积混合，离子浓度均减半。,即：,Pb,2+,=I,=0.1,molL,-1,J,=Pb,2+,I,-,2,=0.1,(0.1),2,=1,10,-3,K,spPbI2,所以会有,PbI,2,沉淀生成,二、,沉淀的溶解,沉淀溶解的必要条件：,J,K,sp,时，金属硫化物沉淀,当,J=M,2+,S,2-,K,sp,时，金属硫化物溶解,控制,S,2-,，即可使金属硫化物沉淀或溶解,金属硫化物的溶解如下：,MS+2H,+,M,2+,+H,2,S,其中：,H,2,S,饱和溶液的浓度为,0.1,molL,-1,例,5,：25下,于0.010,molL,-1,FeSO,4,溶液中通入,H,2,S(,g,),使其成为饱和溶液。用,HCl,调pH值，使,c,HCl,=,0.30,molL,-1,试判断能否有FeS生成。,S(aq),H,(,aq),Fe,(,aq),H,2,FeS(s),2,2,+,+,+,+,解：反应方程式如下,所以无,FeS,沉淀生成,由于,J K,*平衡常数,K,越大，硫化物越易溶。,稀,HCl,HAc,MnS,CdS,PbS,CuS Ag,2,S,HgS,浓,HCl,王水,ZnS FeS,例,6,：在浓度均为0.10,molL,-1,的,Zn,2+,和,Mn,2+,溶液中通入,H,2,S,气体，问哪种物质先沉淀？,pH,控制在什么范围可以使二者完全分离?,已知,K,spMnS,4.65,10,14,，,K,spZnS,2.93,10,25,解：两种沉淀是同一类型，溶度积常数小的,ZnS,先沉淀,MnS,开始沉淀的,H,+,为：,MnS,开始沉淀时的,pH4.85,ZnS,完全沉淀的,H,+,为：,ZnS,沉淀完全时的,pH1.25,因此，控制,pH,值在,1.254.8,5,之间，可使,ZnS,沉淀完全，而,MnS,不沉淀。,b.,生成水,2H,2,O,Mg(OH),2,(s),Mg,2+,+2OH,-,+,2HCl 2Cl,+2H,+,Mg(OH),2,(s)+2H,+,Mg,2+,+2H,2,O,平衡常数很大，,Mg(OH),2,易溶于强酸。,平衡常数很大，,Mg(OH),2,也可溶于醋酸。,Mg(OH),2,(s)+2HAc,Mg,2+,+2Ac,+2H,2,O,类似的问题:,Fe(OH),3,可否溶于醋酸,结论：,Fe(OH),3,不溶于醋酸,Fe(OH),3,(s)+3HAc,Fe,3+,+3Ac,+3H,2,O,c.,生成弱碱,Mg(OH),2,(s),Mg,2+,+2OH,-,2NH,3,H,2,O,+,2NH,4,Cl 2Cl,+2NH,4,+,Mg(OH),2,(s)+2NH,4,+,Mg,2+,+2NH,3,H,2,O,d.,生成弱酸盐,Pb(Ac),2,+SO,4,2,PbSO,4,(s),Pb,2+,+SO,4,2,+,2NaAc 2Ac,+2Na,+,Pb(Ac),2,(,弱电解质),PbSO,4,(s)+2Ac,小结,Ca,2+,+H,2,O+CO,2,CaCO,3,(s)+2H,+,Fe(OH),3,(s)+3H,+,Fe,3+,+3H,2,O,Mg(OH),2,(s)+2NH,4,+,Mg,2+,+NH,3,H,2,O,Pb(Ac),2,+SO,4,2,PbSO,4,(s)+2Ac,例,7,：在100,ml,0.02,molL,-1,MgCl,2,溶液中，加入100,ml,0.1,molL,-1,氨水溶液，有无,Mg(OH),2,沉淀生成？如欲使生成的沉淀溶解，则在该体系中应加入多少克,NH,4,Cl,(,设加入,NH,4,Cl,后，体积不发生变化)。,已知,K,sp,=1.810,-11,，,K,b,=1.7410,-5,解:两溶液等体积混合后，各物质的浓度为：,由氨水电离出的,OH,-,浓度为：,所以会有,Mg(OH),2,沉淀生成。,反应方程式为：,即,2.,生成配合物使沉淀溶解,CdS,Cd,2+,+S,2-,+,4Cl,-,CdCl,4,2-,CdS+,4Cl,-,CdCl,4,2-,+S,2-,AgCl,Ag,+,+Cl,-,+,2NH,3,Ag(NH,3,),2,+,AgCl(s)+2NH,3,Ag(NH,3,),2,+,+Cl,例,8,：室温下，在1.0,L,氨水中溶解0.10,mol,固体,AgCl,(,s,),问氨水的浓度最小应为多少?,AgCl(,s,)+2NH,3,Ag(NH,3,),2,+,+Cl,解：,平衡浓度,(,molL,-1,),x,0.10 0.10,3,10,3.00,-,=,7,10,10,67,.,1,10,8,.,1,-,=,3.,氧化还原反应使沉淀溶解,3CuS+8HNO,3,(,浓,),3Cu(NO,3,),2,+3S+2NO+4H,2,O,，,，,，,sp,2,2,),S,(,S(s),S,K,J,J,c,-,-,HNO,3,53,sp,10,4,.,6,HgS),(,K,=,-,sp,2,2,2,2,4,2,),S,(,S(s),S,),Hg,(,HgCl,Hg,K,J,c,c,-,-,+,-,+,使,使,浓,HCl,浓,HNO,3,3HgS+12HCl+2HNO,3,3H,2,HgCl,4,+3S+2NO+4H,2,O,两种沉淀之间的平衡,沉淀的转化,分步沉淀,当溶液中有几种离子共存，这些离子的,K,SP,不同，且都能与某种外加的离子形成沉淀。如果小心控制外加离子的量，则这些离子就可能根据溶度积规则分先后地从溶液中沉淀出来。,分步沉淀的例子：,Ag,+,分步沉淀,:Cl,-,、,Br,-,、,I,-,分步沉淀,1,L,溶液,实验,生成,AgI,沉淀需要的,Ag,+,I-,浓度,因为,Ag,+,I-,2.2,10,6,molL,-1,I,-,时，,AgCl,先沉淀析出。,例,9:,某溶液含,Cl,-,=,0.10,mol,.,L,-1,和,CrO,4,2-,=,0.0010,mol,.,L,-1,通过计算证明逐滴加入,AgNO,3,，哪一种沉淀先析出。当第二种沉淀析出时，第一种离子是否被沉淀完全,(忽略由于加入,AgNO,3,所引起的体积变化)。,解：,析出,AgCl,(s),所需的最低,Ag,+,浓度,而析出,Ag,2,CrO,4,(s),所需的最低,Ag,+,浓度,当,Ag,2,CrO,4,开始沉淀时，,AgCl,已经沉淀完全。,沉淀的转化,PbS(s)+CrO,4,2,PbCrO,4,(s,),(,黄色,),Pb,2+,+CrO,4,2,+,S,2,PbS(s),（黑色）,PbCrO,4,(s)+S,2,总反应：,K,很大，反应很彻底。,(,aq),SO,(,s),aCO,C,(,aq),CO,(,s),CaSO,2,4,3,2,3,4,-,-,+,+,锅炉水垢为,CaSO,4,其溶解度较小，一般将其转化为,CaCO,3,，就可使其溶解。,CaCO,3,(s)+2H,+,Ca,2+,+H,2,CO,3,CO,2,+H,2,O,结论,沉淀类型不同,，计算反应的 。,沉淀类型相同,K,SP,大,(,易溶,),者向,K,SP,小,(,难溶,),者转化容易，二者,K,SP,相差越大，转化,越完全，反之,K,SP,小者向,K,SP,大者转化困难；,本 章 小 结,掌握：溶度积常数、溶度积规则；,重点：,1.,沉淀的溶解中各个反应平衡常数的推导,2.,二价金属硫化物的溶解以及共沉淀,3.,分步沉淀以及沉淀转化的规则,此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢,