第三节沉淀溶解平衡PPT课件

-,1,溶解度的相对大小,一般称为,-,2,第3节沉淀溶解平衡,（1）加热硬水Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2会转化为CaCO3和Mg(OH)2,你知道它们是怎样生成的吗？（2）处理污水时，向其中加入FeS固体,以除去Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子，发生了那些化学反应？,CaCO3、FeS、Mg(OH)2等碱和盐是难溶电解质，尽管难溶电解质难溶于水，但在水中也会建立一动态平衡。,取有PbI2沉淀的饱和溶液中上层清液，即PbI2的饱和溶液滴加几滴KI溶液，观察现象。你能解释观察到的现象吗？,一、沉淀溶解平衡与溶度积,第1课时,-,3,(一）、沉淀溶解平衡：尽管PbI2固体难溶于水，但仍有部分Pb2+和I-离开固体表面进入溶液，同时进入溶液的Pb2+和I-又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时，Pb2+和I-的沉淀与PbI2固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态.PbI2固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为：PbI2(s)Pb2+2I-,-,4,沉淀溶解平衡：,1、定义一定温度下，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。,-,5,2、特征,逆、动、等、定、变,-,6,3.影响沉淀溶解平衡的因素.,(1).内因：,溶质本身的性质.,.绝对不溶的物质是没有的.,.同是难溶物质，溶解度差别也很大.,.易溶溶质只要是饱和溶液也可存在溶解平衡.,(2).外因：,遵循平衡移动原理.,.浓度：,加水，平衡向溶解方向移动.,.温度：,升温，多数平衡向溶解方向移动.,少数平衡向生成沉淀的方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡.,-,7,写出PbI2(s)Pb2+2I-的平衡常数表达式.,【过渡】：,4.溶度积常数或溶度积(Ksp).,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).其离子浓度的方次的乘积为一个常数,这个常数称之为溶度积常数简称为溶度积，用Ksp表示.,(1).定义：,-,8,溶度积(Ksp):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.MmAn的饱和溶液:Ksp=Mn+mAm-n,Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。,-,9,(2)、溶度积(Ksp)的性质溶度积(Ksp)的大小与难溶电解质性质和温度有关，与沉淀的量无关.离子浓度的改变可使平衡发生移动,而不能改变溶度积.不同的难溶电解质在相同温度下Ksp不同。,相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶。如:Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)Ksp(AgI)溶解度:AgCl)Ksp(AgBr)Ksp(AgI),-,10,完成难溶物CaCO3、Ag2CrO4、Mg(OH)2在水中的沉淀溶解平衡的关系式和溶度积。,练一练,-,11,(3).有关溶度积的计算.,.利用溶度积计算某种离子的浓度.,例1.25时，Ksp(PbI2)=7.110-9mol3L-3求PbI2的饱和溶液中的Pb2+和I-.,Pb2+1.210-3mol/L,I-2.410-3mol/L,.溶度积Ksp与难溶电解质的溶解度的有关换算.,例2.25时Ksp(PbI2)=7.110-9mol3L-3求PbI2的饱和溶液中PbI2的溶解度.（溶解度s指100g水中溶解溶质的质量或g/L）,S=0.0553g,-,12,例：已知AgCl298K时在水中溶解了1.9210-3gL-1，计算其Ksp。,解：AgCl的摩尔质量=143.5gmol-1c=1.9210-3/143.5=1.3410-5(molL-1)Ksp=c2=1.810-10,、溶度积与离子浓度的换算：,-,13,离子的浓度商,Qc=c(Am+)n.c(Bn-)mQc称为离子的浓度商，其表达式中离子浓度是任意的，为此瞬间溶液中的实际浓度，所以其数值不定。,AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq),-,14,5、溶度积规则,离子的浓度商Qc和溶度积Ksp的关系：,QcKsp时,过饱和溶液，析出沉淀。,QcKsp时,饱和溶液，沉淀溶解平衡状态。,QcKsp时,溶液未饱和。,以上规则称为溶度积规则。沉淀的生成和溶解这两个相反的过程相互转化的条件是离子浓度的大小，控制离子浓度的大小，可以使反应向所需要的方向转化。,-,15,二、沉淀溶解平衡的应用,1、沉淀的溶解与生成,（1）沉淀的溶解,第2课时,（1）.沉淀的溶解（QKsp）原理：不断移去溶解平衡体系中的相应离子，促使平衡向沉淀溶解的方向移动选用试剂：酸溶液、盐溶液等（2）.沉淀的生成（QKsp）原理：选择能与某种离子生成溶解度小的电解质，生成的电解质溶解度越小越好。应用：分离、除杂等,-,16,思考：为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”?,由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃酸会与CO32-反应生成CO2和水，使CO32-离子浓度降低，使QcKsp，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。,所以，不能用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”。,而SO42-不与H+结合生成硫酸，胃酸中的H+对BaSO4的溶解平衡没有影响，Ba2+浓度保持在安全浓度标准下，所以用BaSO4作“钡餐”。,-,17,(1).沉淀的溶解.,Qc1.810-10mol2L-2QcKsp,所以有AgCl沉淀析出。,练习：将410-3molL-1的Pb(NO3)2溶液与410-3molL-1的KI溶液等体积混合能否有沉淀析出？Ksp(PbI2)=7.110-9mol3L-3,解：Qc=pb2+I-2=210-3molL-1(210-3molL-1)2=810-9Ksp(PbI2)所以有PbI2沉淀析出。,-,22,范例精析,将5ml1x10-5mol/L的AgNO3溶液和15ml4x10-5mol/L的K2CrO4溶液混合时，有无砖红色Ag2CrO4沉淀生成？（已知该温度下Ag2CrO4的Ksp=9x10-12）,-,23,例2.在1L含1.010-3molL-1的SO42-溶液中，注入0.01molBaCl2溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去SO42-?已知:Ksp(BaSO4)=410-10mol2L-2,解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉淀后，Ba2+过量，剩余的即Ba2+=0.01-0.001=0.009mol/L.SO42-=Ksp/Ba2+=1.110-10/9.010-3=1.210-8(mol/L)因为，剩余的即SO42-=1.210-8mol/L1.010-5mol/L所以，SO42-已沉淀完全，即有效除去了SO42-。,注意：当剩余离子即平衡离子浓度10-5mol/L时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。,(2)沉淀的生成,-,24,例.用5%的Na2SO4溶液能否有效除去误食的Ba2+?已知:Ksp(BaSO4)=1.110-10mol2L-2,解：5%的Na2SO4溶液中的SO42-0.352mol/L,Ba2+=(1.110-10mol2L-2)/(0.352mol/L)=2.910-10molL-1因为剩余的Ba2+10-5mol/L所以有效除去了误食的Ba2+。,(2)沉淀的生成,-,25,例：取5ml0.002molL-1BaCl2与等体积的0.02molL-1Na2SO4的混合，计算Ba2+是否沉淀完全即c(Ba2+)10-5molL-1？BaSO4的Ksp=1.110-10.）,解：SO42-+Ba2+BaSO4,Ksp0.009c(Ba2+)=1.110-10c(Ba2+)=1.210-8(molL-1)Ksp(CuS),CuS的溶解度远小于ZnS的溶解度。,当向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液时，ZnS溶解产生的S2-与CuSO4溶液中的Cu2+足以满足QcKsp(CuS)的条件，S2-与Cu2+结合产生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。CuS沉淀的生成，使得S2-的浓度降低，导致S2-与Zn2+的QcKsp(ZnS),使得ZnS不断的溶解，结果是ZnS沉淀逐渐转化成为CuS沉淀。,(1)ZnS沉淀转化为CuS沉淀的定性解释,-,37,ZnS沉淀转化为CuS沉淀的总反应：,ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+,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。如：在AgCl(s)中加入NaI溶液可转化为AgI(s)沉淀。在CaSO4(s)加入Na2CO3溶液可转化为CaCO3(s)沉淀。,-,38,AgCl+Br-AgBr+Cl-,K差值越大，沉淀转化越彻底。即生成的沉淀Ksp越小，转化越彻底。,沉淀转化方向：AgClAgBrAgI,-,39,CaCO3Ca2+CO32-,2HCO3-,溶洞的形成：,-,40,小结,沉淀的生成(QcKsp)、沉淀的溶解(QcKsp(CuS),所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀,练习:已知Ksp(MnS)=2.510-13Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2通过计算说明MnS沉淀中滴加0.01mol/L的Pb(NO3)2溶液是否有PbS沉淀析出。,(2).ZnS沉淀为什么转化为CuS沉淀的定量计算,-,42,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Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。,Ksp(FeS)=6.310-18mol2L-2Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2,练习：写出FeS(s)与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。,FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq),FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+(aq),FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+(aq),-,43,Cu2+MnS(s)=CuS(s)+Mn2+Cu2+H2S=CuS+2H+Cu2+S2-=CuSCu2+HS-=CuS+H+,用MnS、H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S作沉淀剂都能除去工业废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。,-,44,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(Mg(OH)2),所以有Mg(OH)2沉淀析出。即加热后，MgCO3沉淀转化为Mg(OH)2。,因此硬水加热后的水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3和MgCO3.,洗涤水垢的方法：除出水垢中的CaCO3和Mg(OH)2用食醋，CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+CO2+H2OMg(OH)2+2CH3COOH=(CH3COO)2Mg+2H2O,-,51,课堂练习,1、下列说法中正确的是（）A.不溶于水的物质溶解度为0B.绝对不溶解的物质是不存在的C.某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0D.物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水2、下列各组离子，在水溶液中能以较高浓度大量共存的是（）IClONO3HKNH4HCO3OHSO42SO32-ClOHFe3+Cu2+SO42ClHKAl（OH）4HSO3Ca2NaSO42-CO32-ABCD,B,B,-,52,课堂练习,3、试利用平衡移动原理解释下列事实：(1)FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中(2)CaCO3难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中(3)分别用等体积的蒸馏水和0.010mol/L硫酸洗涤BaSO4沉淀，用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量,-,53,强化练习,1、已知25，AgI的饱和溶液中Ag+为1.2210-8molL1，AgCl的饱和溶液中Ag+为1.2510-5molL1。若在5mL含有KCl和KI各为0.01molL1的溶液中，加入8mL0.01molL1AgNO3溶液，这时溶液中所含溶质的离子浓度由大到小的次序是：。,答案：K+NO3-Cl-Ag+I-,-,54,2、过量AgCl溶解在下列各种物质中，问哪种溶液中c(Ag+)最小()A.100mL水B.1000mL水C.100mL0.2molL-1KCl溶液D.1000mL0.5molL-1KNO3溶液,C,-,55,1.在1L溶液中，其中含有0.0001mol的NaCl和0.01mol的K2CrO4,逐滴加入AgNO3溶液时，设溶液的体积不变，通过计算说明谁先沉淀？Ksp(AgCl)=1.810-10mol2L-2Ksp(Ag2CrO4)=1.110-12mol3L-32.某工业废水中含有中Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子，常用FeS(s)作为沉淀剂除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。