沉淀溶解平衡及应用.ppt.doc

第一课时沉淀溶解平衡原理学习目标:i=1.了解难溶物在水的溶解情况，认识沉淀溶解平衡的 建立过程。-2理解溶度积的概念，能用溶度积规则判断沉淀的产生、溶解。重点、难点：理解沉淀溶解平衡原理；利用溶度积的简单计算Ca5(PO4)3OH(s)-nw-5Ca2+3PO43 +糖吃多了易患餉齿，请大家完成 教科书P89页交流与讨论。僵齿和含氟牙膏(1)钙、磷在骨骼牙齿中的存在形式Ca5(PO4)3OH(2 )存在的溶解平衡Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq) + 3PO43(aq) + OH (aq)5Ca2+(aq) + 3PO43_(aq) + OH" (aq)(4)含氟牙膏的使用5Ca2+ + 3PO43 +F = fCaPOXF :使用含氟牙膏，可以使难溶物转化为更难溶物质。 氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀，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1. 氯化银、硫酸顿属于难溶物，它们在水中是否完全不能 溶解？2. 请按如下步骤进行实验。(1) 将少量Pbb(难溶于水)固体加入盛有一定量水的 50 mL烧杯中，用玻璃棒充分搅拌，静置一段时间。(2) 取上层清液2 mL,加入试管中，逐滴加入AgNOs 溶液，振荡，观察实验现象。现彖：溶液中出现黄色浑浊现象。T 说明澄清溶液里存在I离子，即说 明淚化鉛在水中有少量的溶解。实验过程现象解释与结论NaCl溶液+AgNO3溶液白色沉淀Ag+ + Cl- =AgCl；取上层清液适 量，滴加少量KI溶液黄色沉淀* Ag+ + 1= Agl；活动与探究交流与讨论1. 生成沉淀的离子反应能发生的原因？ 生成物的溶解度很小2. 沉淀是绝对不溶于水吗？AgCl溶解度虽然很小，但并不是绝对不溶, 生成AgCl沉淀也有极少量的溶解。难溶工不溶以AgCI为例，分析沉淀溶解平衡的建立水分子作用下I I E * K I定厂时:溶解Agcl(s)sV溶解Ag+(aq) + Cl(aq)沉淀溶解和沉淀过程一、沉淀溶解平衡1沉淀嫁解平衡的概念-我们知道，沉淀在水中的溶解过程实际上是一个 可逆过程，即存在沉淀和溶解两个互为可逆的过 程。因此，在一定条件下会建立化学平衡。请你 尝试给沉淀溶解平衡下定义。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，形成了电解质的饱和溶液，达到平衡 状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡.由于沉淀溶解平衡属于化学平衡，所以也可 以用研究化学平衡的方法来研究沉淀溶解平衡。2.表示方法:AgC I ( S ) = Ag+ (aq) +CI - (aq)溶解平衡当溶解速率与析出速率 相等时，达溶解平衡，所 得溶液为饱和溶液.化学平衡溶液中只有离子没有氯化银 “分子”，电离100%!不存 在3意义：不表示电离平衡表示：一方面：少量的Ag+和Cl-脱离AgCI表面进入 水中，另一方面：溶液中的Ag+和cr受AgCI表面的阴、阳 离子的吸引回到AgCI的表面4特征逆、动、等、定、变疑问:化学平衡状态有“动、定、变”等特缶 溶解平衡怎样呢？溶解平衡特征：(1) 动态平衡：溶解与析出过程均在进行(逆)，只是速率相等;(2) 离子浓度恒定：相同温度下，离子浓度不再改变;条件改变平衡随之改变：外界条件可能使平衡移动。5影响素内因：难溶物本身的性质外因：浓度：加水稀释，平衡向溶解方向 移动 温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程。 同离子效应： 其他讨论：对于平衡AgCI (S) wAg+ (aq) +CI"(aq)若改变条件，对其有何影响（有AgCI固体剩余）改变条件平衡移动方向平衡时平衡时c (Ag+)c (CI-)升温正反应增大增大加水正反应不变不变加AgCI (s)不移动不变不变加NaCI (s)逆反应减小增大加Nal (s)正反应减小增大加 AgN03 (s)逆反应增大减小加 NH3h2o正反应减小增大请运用化学平衡的特征分析下列说法是否正确O(1) 当沉淀溶解达到最大程度时，沉淀溶解过程及 离子结合成沉淀的过程均会停止。(X)(2) 当沉淀溶解平衡建立时，溶液中离子的浓度不 再发生变化。(3) 对于平WAgCl =A+(aq) + Cl-(aq)来说，其平衡常数可用：K =c(Ag+) -c(C门表示(丿二、溶度积常数（简称溶度积）1、定义在一定条件下，难溶性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.2表达式：A/s)mAn+ (aq) +nBm_ (aq)例：写出下列难溶电解质的溶解平衡关系式 和溶度积表达式。AgBr Ag+ (aq) + Br (aq) Ksp = c(Ag+) c(Br)Ksp = c(Fe3+). c3(OH )Fe(OH)3 (aq)?e3+ (aq) + 3OH (aq)3、意义:Ksp的大小反映了物质在水中的溶解能力o （同类型的难容电解质）Ksp越大，其溶解 能力越强。4、特点：Wlh和其他平衡常数一样，Ksp与温度 有关，一定温度下，心是常数。问题解决完成难溶物CaCO3> Ag2CrO4>Mg(OH)2在水中的沉淀溶解平衡的关系 式和溶度积。阅渎篠痒P88耒歹存通过对比不同难溶电解质的溶度稅与 溶解度数值，你能得岀什么结论？5、溶度稅的应用(f)乙屜溥炭张蕊馬&潭衣:例1已知室温下卩见的溶度积为7.1X10-9,求 饱和溶液中Pb2+和F的浓產;在c(f)=0lmolL-i 的溶液中，Pb2+的浓度最大可达到多少？解：Pbl2(s)壬亠 Pb2+(aq) + 2I_ (aq)瓦)=c (Pb2+) - c2(r)= 7.1 X10 9c (Pb2+) = c(l) = 192x103molL9<c(Pb2+)=1.21 XIOmolL1 c (l)= ?c (Pb2+) = Ksp/c2(I ) =7.1x10 9/0.12 =7.1xl07molL1即：该溶液里允许Pb2+的最大浓度为7.1 X lOmol L1已知傳决钦疝傳解炭;例2 已知298K时ACl的瓦卩=1.8x10 10, 求其溶解度S解： AgClAg+ + crKsp = c(Ag+) C(cr)设AgCl的溶解度为S,在IL饱和溶液中,c(Ag+)=X, c(Cl ) = XKspAgCl= c(Ag +) c(Cl-)= X 2 = 1.8 X IO10cAgCl= c(Ag + ) =1.34 X lOmol-L1S AgCl= 134x10 5mobL4 xlLxl43.5g*mol1xlOOg-rlOOOg = 1.9xl04g小结：已知傳麦険疝傳解浚;巴知傳解凌朮溶茨张例3已知A&C1298K时在水中溶解度为1.92X10屯，计算其心。解:M(AgCl) = 143.5 g mol1n(AgCl)=1.92 X10 4gxl000g-rl00g-rl43.5 g mol" =1.34 X10-5 molc(AgCl)= 1.34 xlO 5 moVlL= 1.34 xlO 5 mol-L1Ksp=c(Ag+) -c(Cr)= (1.34 X10 5 )2 = 1.8 X10 10利用傳决钦利撕馬&昙寿：例4 已知298K时，MgCO3的 Ksp = 6.82X 106,溶液中c(Mg2+)=0.0001mol-L1, c(CO32) = O.OOOlmol L1,此时M#和CO32 能否共存？解 z MgCO3 Mg2+ + CO32c(Mg2+) c(CO32-) = (0.0001)2=1x10 81X10=8 V 6.82 X10-6所以，t WMg2+ CO32-能共存请完成学案：例题5容度积规则:（Qc称为浓度商）1 当QcVKsp时，溶液为不饱和状态， 加入相应的固体，固体的质量将减小 2,当Qc = Ksp时，溶液为饱和状态，加 入相应的固体，固体的质量将不变3当Qc>Ksp时，溶液为过饱和状态， 加入相应的固体，固体的质量将增大小结固体电解质作业溶解平衡溶度积KSP勒夏特 列原理概念表达式影响因素应用平衡移动判断化学反应原理93页练习与实践:1、2、3学习目标：-了解沉淀溶解平衡在生产生 活中的应用：沉淀的生成和分步沉淀，沉淀的溶解和转化A沉淀的生成顿离子是有毒的重金属离子，如果误食可溶性顿盐，应采取什么措施?应想办法便狈离子沉淀可以用碳酸钠或硫酸钠洗胃吗?、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欲使某物质沉淀析出的条件:离子积Ksp3 方法、加沉淀剂:如沉淀Ba2+、C0、昭+等,rTAWNa2S04> Na2S、堺做沉淀剂Hg2+s2-=HgS |Ba2+S042- =BaS04 Cu2+S2- =CuS !工业废水【硫化物等重金属离子（如CP、Hg2+等）转化成沉淀b、调PH值例仁工业原料氯化钱中混有氯化铁，加氨水 调pH至34 (请写出离子方程式)Fe3+ + 3NH3*H20=Fe (OH) 3 ! +3NH4+例2.如何除去酸性硫酸铜溶液中的Fe3+开始沉淀时pH完全沉淀时pHFe(OHh2.73.7Cu(OH)25.26.4向该溶液中加入CuO或Cu(OH)2调溶液的pH至3.7以上，小于5.2C、同离子效应法例：硫酸领在硫酸中的溶解度比在纯水中小。BaS04 (S)、 Ba2+ (aq) + S042 (aq)硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。d、氧化还原法糖吃多了易患餉齿，请大家完成 教科书P89页交流与讨论。僵齿和含氟牙膏(1)钙、磷在骨骼牙齿中的存在形式Ca5(PO4)3OH(2 )存在的溶解平衡Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq) + 3PO43(aq) + OH (aq)5Ca2+(aq) + 3PO43_(aq) + OH" (aq)(4)含氟牙膏的使用5Ca2+ + 3PO43 +F = fCaPOXF :使用含氟牙膏，可以使难溶物转化为更难溶物质。 氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀，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，不宜使用含氟牙膏二、沉淀的转化1实质是沉淀溶解平衡的移动2 沉淀转化的类型 一般溶解能力相对较强的物质易转化为 溶解能力相对较弱的物质，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。 将难溶物转化为能够易于处理的沉淀。适用于不易被酸或碱所溶解、不易形成离子、也无明显氧化性、还原性的难溶盐。总之，沉淀一溶解平衡是暂时的、有条件的，只 要改变条件，沉淀和溶解这对矛盾可以相互转化。话动与掃拜P84有人认为，盐与盐在溶液中发生复分解反应的条件 之一是两种盐均为可溶性盐，请你利用下面的实验验证 这一结论是否正确，并利用沉淀溶解平衡的相关知识和 所提供的信息对实验现象进行解释。实验一：取一支试管，向盛有2mL 0. Imol/LNaCI溶液的 试管中加入几的AgNO3 (0. lmol/L)溶液，观察现象并记 录。实验二：将所得悬浊液分成两份，向其中一份悬浊液 中滴加KI溶液对比，观察滴加KI溶液前后沉淀颜色的 变化并纪录。实验三：向实验2的试管中滴加硫化钠溶液。实验现象化学方程式实验1产生白色沉淀Ag+cr= AgCl I实验2沉淀由白色转 化为浅黄色AgCl+rAgl+Cl-实验3沉淀由浅黄色 转化为黑色2AgI+S2-= Ag2S I +2T说明硕化银的溶解度小于锲化银，碘化银的溶解度小于氯化银结论：实验告诉我们不同的沉淀之间在一定的条件下 是可以相互转化的！沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动 沉淀转化的条件:一般而言,难溶电解质转化成更加难溶的物质Ag*+ Cl AglI+ += r + K+ Na2S = S2 + 2Na+l: IAglAg2SK堕差值越大，沉淀转化越彻底。即生成的沉淀瓦卩越小，转化越彻底。沉淀转化方向：AgCl Agl -> Ag2S3沉淀的转化应用:a.氟化物防治齬齿 b.工业处理重晶石c锅炉中水垢的除去问题2：在分析化学中常常先将难溶强酸盐转化为难溶弱酸盐然后用酸溶解，使阳离子进入溶液。例如重晶石是制备顿的重要原料，MBaSO4不溶于 酸，用饱和碳酸钠溶液处理即可转化为易溶于 酸的碳酸顿。请你分析其原理。BaSO4Ba+ SO42+Na2CO3 = CQ" + 2Na+11总反应离子方程茨：BaCO3BaSO4 (s)+ CO32BaCO3 (s) + SO42饱和Na2（X）3溶液BaS04移走上层溶加（重复操作）BaS04 BaCO3H+BaCO Ba2+问题3：锅炉的水垢中除了CaCOs和Mg(OHL外， 还有CaS04使得水垢结实，用酸很难快速除去， 要快速除去水垢，可以用饱和NCOs溶液处理, 使之转化为易溶于酸的CaCO3,而快速除去。Ca2+ + +0032- +S042-2Na+CaS04Na?C03CaC()3 (sCaS04 + C032-)兰 CaC03 +S042-三、分步沉淀n铀空了沉淀剂 丿.柯罔于达到溶度积仓沉淀剂 达到溶度积注意：沉淀剂 沉淀剂 可同可不同分步沉淀如何除去混在NaCl溶液中的铜离子?如何除去硫酸铜溶液中的铁离子？提示=虽然加磧，两种离子均会沉淀，但溶器黠驀黑淀。根据溶解差异考可以通过控制pH的方法，使铁离子转化为氢 氧化铁沉淀，而将銅离子保留下来。例 1 :已知Agl 的=8. 5X10-17, AgCI 的Ksp=1.8X1O-10. 在含有0. 01mol/L Na I 和0.01mol/L NaCI 的溶液中, 逐滴加入AgNOs溶液，先析出什么沉淀？例2 如何除去酸性氯化镁溶液中的Ci>2+、Fe3+、 Fe2+ ,且分别得到Cu(OH)2、Fe(OH)3o物质开始沉淀时pH完全沉淀时pHFe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Cu(OH)25.26.4Mg(OHb9.1沉淀的溶解1 沉淀的溶解实质是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欲使某物质溶解，必要条件：各离子浓度乘积VKsp3 方法a. 酸(碱)溶解法例：CaCOs易溶于H2CO3,易溶于HCI例：AI(0H)3既溶于HCI,又溶于NaOHb. 难溶于水的电解质溶于某些盐溶液例：Mg (OH) 2溶于NHI溶液溶洞的形成：CaCO3 Ca2+ CO32- i+H2O+CO22HCO3-C、其它沉淀溶解的方法利用氧化还原反应使沉淀溶解CuS、HgS等不能溶于非氧化性的强酸，如盐酸, 只能溶于氧化性的强酸，如硝酸，甚至是王水, 其间发生了氧化还原反应CuSw士C112+ + S2-S + NO + H2OHNO3A生成配位化合物使沉淀溶解银氨溶液的制取就是典型的例子。利用生成稳定 的可溶配位化合物Ag (NH3) 2OH来溶解沉淀AgOH-沉淀的生成 沉淀的转化 分步沉淀-沉淀的溶解例1 将4 X lOmol-L1的AgNOs溶液与 4 X lOmol-L1的NaCl溶液等体积混合能 否有沉淀析出？ IXp(AgCl)= 1.8 X10-10解:c(Ag+)=2 X 103mol*L_1c(Cl-)= 2 X10-3c(Ag+) c(Cl )= 2 X10-3 X 2 X10 3=4.0 X IO" > Ksp=l8 X IO10所以有AgCl沉淀析出。例2取5ml O.OOlmol-L1 BaCl2与等体积的 0.02mol L1 Na2SO4的混合，计算Ba2+是否沉淀完全即 c(Ba2+)vlO 5molL * ? BaSO4的 sp=l.l X IO10)解 / SO42 + Ba2+ = BaSO4 Iscv-过量0.009moLL_1Ksp 0.009 xc(Ba2+) = 1.1 X10 10 c(Ba2+) = 1.2 X 10_8(mobL_1) < 10-5 mol*L_1 所以Ba2+已沉淀完全。Fe3+例3 在1 molL-iCuSO4溶液中含有少量的二 杂质，pH值控制在什么范围才能除去Fe3+? 使c(Fe?+) W lO mol-L1= 2.6X10 3%解：Fe(OH)3的瓦卩 Cu(OH)2 的心二 5.6 X10 20Fe (OH)3 Fe3+ + 3OH 心=c(Fe3+) c3(OH ) = 2.6 X IO 39C6HJH3 2.6x1039士 C(R3+)K6XO39二 105H 6.4X1012 (mol L1)pH H 2.8pH V 200Cu(OH) Cu2+ + 2OH-Ksp = c(Cu 2+) c2(OH ) = 5,6 X10 20c(otr)=k6xlQ-20V c(Cu2+)/5.6xW-20=2.4 x IO10 (mol ！/)pH = 4.4控制 pH： 2.8 4.4M入什么试剂最好昵?CuO、Cu(OH)2 或 Cu2(OH)2CO3教科书P92页除去硫酸铜溶液中混有的 少量铁离子的流程图1 过量AgCl溶解在下列各种物质中，问哪种.、二sli溶液中c(Ag+)最小A. lOOmL水(C)B. lOOOmL水C. 100mL0.2mol L XKC1 溶液1000mL0.5mol L xKNO3溶液2.将5mL 1 x lOmol-L1 的AgNO3溶液和 15mL 4xlO-5mol-L1 的 K2OO4 溶菠混合时, 有无砖红色Ag2(>O4沉淀生成？(已知该MTAg2CrO4 的 心=9 x 1012)