苏教版-沉淀溶解平衡的应用

第四单元,沉淀溶解平衡的应用,福州二中化学组 林黎,2017/12/15,课前复习,2017/12/15,二、沉淀溶解平衡的应用,交流与讨论:请运用沉淀溶解平衡的原理解释下列事实,将你的想法与同学交流讨论.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.将溶液的pH调节到34,可除去硫酸铜溶液中的铁离子.3.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.,2017/12/15,二、沉淀溶解平衡的应用,交流与讨论:请运用沉淀溶解平衡的原理解释下列事实,将你的想法与同学交流讨论.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. 因Ba2SO42=BaSO4，使Ba2以沉淀形式最终排出体外，而阻止了Ba2进入人体血液，引起蛋白质变性而中毒，故可解毒。,2、沉淀的转化,情景1,我们的目标是 没有蛀牙！,中华口腔医学会公布的最新数据表明，龋病在我国依然是一个严峻的问题，据步完全统计，我国儿童乳牙龋病的患病率达到66%，成人恒牙龋病的患病率达到61%，老年人的龋病患病率为75%。,阅读书本第83页“交流与讨论”思考：,1.牙齿表面的矿物质存在怎样的溶解平衡？ 2.为什么人们常说“吃糖不刷牙容易引起蛀牙（龋齿）”？试用平衡移动的观点分析其科学性。,沉淀的溶解,沉淀的溶解,提示:糖在酶的作用下产生了乳酸,为什么含氟牙膏的使用能有效防治龋齿？,活动与探究,请根据下列提供的试剂用实验探究难溶物AgCl、AgI、Ag2S之间的转化关系。,试剂：NaCl、KI、Na2S、AgNO3 （物质的量浓度均为0.1mol/L）,课题：难溶物之间的转化规律探究,探讨实验方案,已知：25CAgCl、AgI Ag2S的溶解度分别为1.5104、2.1107、1.31016。,现象：,结论：,依次生成白色沉淀、黄色沉淀、黑色沉淀,说明硫化银的溶解度小于碘化银，碘化银的溶解度小于氯化银,此时溶液中C(Ag+)C(I-)=1.310-50.1/3=4.3107 KSP (AgI),KSP(AgCl)= 1.810-10KSP(AgI) = 8.510-17KSP(Ag2S)= 6.310-50,当恰好生成AgCl沉淀时，,故能生成AgI沉淀；同理，AgI能转化为Ag2S沉淀。,KI I- + K+,+,沉淀转化的一般规律,2017/12/15,沉淀的转化应用： a.氟化物防治龋齿 b. 锅炉除水垢 c.工业处理重晶石,Ca5(PO4)3(OH)（S） OH- + 5Ca2+ + 3PO43-,情景1再现,NaF = Na+ + F-,水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4,用饱和Na2CO3溶液浸泡数天,用盐酸或饱和氯化铵,除去水垢,已知KSP(CaCO3) =5.010-9KSP(CaSO4) =7.110-5,情景2,KSP(MgCO3)= 6.710-6KSPMg(OH)2=5.610-12,结合P85“交流与讨论”思考：1加入饱和Na2CO3溶液后，水垢的成分发生了什么变化？说明理由；2在除水垢的过程中NH4Cl溶液的作用是什么？请说明其中的化学原理。,你知道吗？,重晶石（主要成分BaSO4）是制备可溶性钡盐的重要原料，但BaSO4既不溶于水也不溶于酸。那么，工业上是如何解决这个难题的呢？,情景3,重晶石,已知KSP(BaCO3)= 2.610-9KSP(BaSO4)= 1.110-10,问题解决,饱和碳酸钠溶液,K = C(SO4 2-)/C(CO32-) = KSP(BaSO4)/KSP(BaCO3) = 1/24,取走上层清液,重晶石粉末（BaSO4 ）,用盐酸,制可溶性钡盐,疏松的BaCO3,已知KSP(BaCO3)=2.610-9KSP(BaSO4)=1.110-10,情景3,小结：沉淀的转化,1.沉淀转化的实质: 沉淀溶解平衡的移动。,一般情况下，溶解度相对较大的物质易转化为溶解度相对较小的物质,即Ksp大的沉淀可以向Ksp小的沉淀转化。,两种同类难溶强电解质的Ksp相差不大时，通过控制离子浓度，Ksp小的沉淀也可以向Ksp大的沉淀转化。,2.沉淀转化的类型：,2017/12/15,二、沉淀溶解平衡的应用,交流与讨论:请运用沉淀溶解平衡的原理解释下列事实,将你的想法与同学交流讨论.2.将溶液的pH调节到34,可除去硫酸铜溶液中的铁离子.,2017/12/15,二、沉淀溶解平衡的应用,例：如果溶液中Fe3+和Cu2+的浓度均为0.010 mol/L, 使Fe3+完全沉淀而使Cu2+不沉淀的pH条件是什么? 已知：Ksp(Fe(OH)3)=4.010-39, Ksp(Cu(OH)2)=5.610-20,pOH = 10.8 , pH = 3.2,解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- Ksp = Fe3+OH-3 = 4.0 10-39 Fe3+ 沉淀完全时的OH-为:,2017/12/15,二、沉淀溶解平衡的应用,Cu2开始沉淀的pH值为:,pOH = 9.6, pH =5.4,因此, 只要控制pH值在3.2 5.4之间即可使Fe3+完全沉淀而使Cu2+不沉淀。,2017/12/15,二、沉淀溶解平衡的应用,交流与讨论:请运用沉淀溶解平衡的原理解释下列事实,将你的想法与同学交流讨论.2.将溶液的pH调节到34,可除去硫酸铜溶液中的铁离子.可向溶液中加入氢氧化铜或碱式碳酸铜,调节溶液的pH至34,铁离子就会转化为氢氧化铁沉淀除去。,2017/12/15,二、沉淀溶解平衡的应用,交流与讨论:请运用沉淀溶解平衡的原理解释下列事实,将你的想法与同学交流讨论.3.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.利用了Mg2+2OH- Mg(OH)2 (s)加适量NaOH溶液除去Mg2+。,2017/12/15,二、沉淀溶解平衡的应用,1、沉淀的生成（1）应用：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。,2017/12/15,二、沉淀溶解平衡的应用,（2）沉淀的方法a 、调pH值如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调PH值至78Fe3+ + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+b 、加沉淀剂：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂Cu2+S2- =CuS Hg2+S2-HgS,2017/12/15,二、沉淀溶解平衡的应用,c、其它生成沉淀的方法例如利用盐类的水解反应要除去含Cu2+、Cl-、Fe3+的溶液中的Fe3+，而不引入新杂质，可加入什么化学物质？,CuO,Cu(OH)2,CuCO3,溶洞中美丽的石笋、钟乳石和石柱是大自然创造的奇迹。石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为微溶性的碳酸氢钙。溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向溶洞底滴落时，水分蒸发，二氧化碳压强减小,以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。,珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，可从周围的海水中获取Ca2和HCO3-，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,CaCO3 Ca2+ + CO32-,溶洞的形成,沉淀的溶解,CaCO3(s) + CO2+H2O 2HCO3- + Ca2+,总的离子反应为：,巩固一下,1.欲增大Mg(OH)2在水中的溶解度，可采取的方法是 （ ）A. 加入NaOH固体B. 加氯化铵溶液C. 加硫酸镁固体D. 加大量水,B,2.室温下，石灰乳悬浊液中存在下列平衡：Ca(OH)2(S) Ca2+ +2OH-，当向一定量的石灰乳悬浊液中加入少量生石灰时(恢复到室温)，下列说法正确的是 ( )A溶液中Ca2+离子数目减少 B溶液中C(Ca2+)增大C溶液的pH增大 D溶液中溶质的质量分数增大,A,溶度积规则,(1).当 Qc Ksp平衡左移，继续生成沉淀。,二、沉淀平衡的应用,Qc为离子的浓度,Ksp = c( Ag+)c(Cl -),AgCl（s） Ag + + Cl ,1.沉淀的生成,例1：将410-3molL-1的AgNO3溶液与410-3molL-1的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出？Ksp(AgCl)= 1.810-10,C(Ag+)=2 10-3, c(Cl-)= 2 10-3 Qc=2 10-3 2 10-3 =4.0 10-6 1.810-10,QcKsp,所以有AgCl沉淀析出。,分步沉淀 在相同浓度的Cl-、Br-、I- 的溶液中逐滴加入AgNO3 溶液，AgI最先沉淀，其次是AgBr, 最后是AgCl。,因为：Ksp(AgI) Ksp(AgBr) Ksp(AgCl),2017/12/15,二、沉淀溶解平衡的应用,3、沉淀的溶解（1）沉淀的溶解原理 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（2）沉淀的溶解举例a 、酸碱溶解法 如：CaCO3溶于盐酸，FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸，Al(OH)3溶于强碱,CaCO3 Ca2+ + CO32-,+H+,HCO3- H2CO3 H2O+CO2,2017/12/15,二、沉淀溶解平衡的应用,b 、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液演示实验: Mg(OH)2的溶解思考与交流用平衡移动的原理分析Mg(OH)2溶于盐酸和NH4Cl溶液的原因解释在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡： Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)加入盐酸时，H+中和OH-,使c(OH-)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解加入NH4Cl时，NH4+水解，产生的H+中和OH-,使c(OH-)减小，平衡