沉淀溶解平衡原理的应用

第四单元难溶电解质的沉淀溶解平衡2015年1月8日星期二第18周二、沉淀溶解平衡原理的应用专题3溶液中的离子反应知识回顾：沉淀的溶解与生成离子的浓度商Qc和离子积Ksp的关系：(1)QcKsp时,平衡向移动,沉淀。(2)Qc=Ksp时,处于状态。(3)QcKsp时,平衡向移动,沉淀。生成沉淀增加沉淀溶解平衡沉淀溶解减少沉淀溶解平衡是一个动态平衡，当条件发生改变时，平衡也会相应地发生移动。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。Ba2+＋SO42-=BaSO4↓BaSO4和Mg(OH)2的沉淀溶解平衡分别为：BaSO4(s)Ba2++SO42-Ksp=1.1×10-10Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-Ksp=5.6×10-12交流与讨论2.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。Mg2+＋2OH-=Mg(OH)2↓共同特点:QcKsp，平衡向生成沉淀方向移动。二、沉淀溶解平衡原理的应用1.沉淀的生成（1）原则：生成沉淀的反应能发生(QcKsp)，且进行得越完全越好。注意：一般认为，残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L－1，就认为反应完全了。（2）意义：在物质的检验、除杂、提纯及工厂废水的处理等方面有重要意义。练习1：在1L含1.0×10-3mol·L-1的Ba2+溶液中，加入含0.01molNa2SO4溶液(假设溶液体积不变)能否有效除去Ba2+?已知：Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。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。Ba2+＋SO42-=BaSO4↓0.01mol0.001mol反应后溶液中，剩余c(SO42-)=0.009mol·L-1，则：溶液中，c(Ba2+)==1.22×10-8mol·L-1009.0101.110因为c(Ba2+)10-5mol/L，所以能有效除去Ba2+。练习2：下列各组离子在水溶液中能大量共存的是（）A.Ca2+、CO32-、Cl-B.Cu2+、Fe3+、SO42-C.Ca2+、SO42-、Cl-D.Mg2+、OH-、Cl-E.Ca2+、Mg2+、Cl-BE（3）沉淀生成的方法：①加沉淀剂法：如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂Cu2＋+S2－=CuS↓Hg2＋+S2－=HgS↓Cu2＋+H2S=CuS↓+2H+若要将：Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+沉淀SO42-CO32-OH-Cl-已知：Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=2.6×10-39例：常温下，某一含有Fe3+的溶液，若溶液的pH值为2，求：溶液中c(Fe3+)=？pH=2解：c(H+)=1×10-2mol·L-1c(OH-)=1×10-12mol·L-1c(Fe3+)=2.6×10-3mol·L-1pH=3c(Fe3+)=2.6×10-6mol·L-1pH=4c(Fe3+)=2.6×10-9mol·L-1说明：当溶液中剩余的c(Fe3+)≤10-5mol·L-1时，认为离子已沉淀完全。②调PH值法：如：CuSO4溶液中含有少量的Fe3+杂质，通过调节溶液的pH值在3～4能除去Fe3+。氢氧化物沉淀开始时的pH值沉淀完全时的pH值Cu(OH)24.676.67Fe(OH)31.482.81信息：由于Cu2+和Fe3+的水解，溶液的pH≈1。思考：如何调节溶液的pH=3～4？加入：CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3（3）沉淀生成的方法：CuSO4(aq)(含Fe3+)Cu(OH)2或Cu(OH)2CO3调节溶液pH＝3～4Cu2+Fe(OH)3↓(除去Fe3+)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3与H+不断反应，不断促进Fe3+的水解。pH=3c(Fe3+)=2.6×10-6mol·L-1pH=4c(Fe3+)=2.6×10-9mol·L-1而此时，Cu2+未沉淀(pH=4.67才开始沉淀)，因而调节溶液pH=3～4能有效除去Fe3+。除杂原理分析：溶洞CaCO3Ca2++CO32-2HCO3-+H2O+CO2溶洞的形成：CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2含碳酸钙的岩石就这样被溶解了！Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O溶洞也就这样慢慢形成了！练习3：在含有Mg(OH)2沉淀的饱和溶液中加入NH4Cl固体后，则Mg(OH)2沉淀()A.减少B.增多C.不变D.无法判断2.沉淀的溶解•实质：沉淀溶解平衡的移动•常用方法：加酸、碱、盐等A吃糖后不刷牙容易形成蛀牙。信息：1、牙齿表面的牙釉质起着保护牙齿的作用，其主要成分为Ca5(PO4)3OH（羟基磷灰石），羟基磷灰石是一种难溶物质，Ksp=2.5×10-59；2、残留在牙齿上的糖发酵会产生H+；龋齿的形成：Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+＋3PO43-＋OH-羟基磷灰石，Ksp=2.5×10-59。CH3CHOHCOOHCH3CHOHCOO-＋H+糖发酵生成的有机酸能中和OH-，使平衡向正反应方向移动，加速牙齿的腐蚀。氟化物防治龋齿的化学原理：氟磷灰石，Ksp=2.8×10-61。5Ca2++3PO43-+F-=Ca5(PO4)3FCa5(PO4)3F比Ca5(PO4)3OH更难溶，更坚固。3.沉淀的转化课本第90页实验1：取一支试管,向其中滴加2ml氯化钠溶液，然后向其中逐滴加入硝酸银溶液。实验2：向实验1的试管里滴加碘化钾溶液。实验3：向实验2的试管中滴加硫化钠溶液。活动与探究实验现象离子方程式实验1产生白色沉淀Ag++Cl-=AgCl↓实验2白色沉淀→黄色沉淀AgCl+I-AgI+Cl-实验3黄色沉淀→黑色沉淀2AgI+S2-Ag2S+2I-AgClAg++Cl-AgIAg++I-Na2S=S2-+2Na+KI=I-+K+AgI＋Ag2S＋AgCl+I-AgI+Cl-2AgI+S2-Ag2S+2I-已知：AgCl、AgI、Ag2S的溶解度分别为：1.5×10-4g，2.1×10-7g，1.3×10-16g，你能从中得到什么结论？结论：溶解度大的难溶物能转化为溶解度小的难溶物。沉淀转化方向：AgCl→AgI→Ag2S3.沉淀的转化（1）实质：（2）转化规律：溶解度大的沉淀Ksp大的沉淀溶解度小的沉淀Ksp小的沉淀化学反应的规律：(1)易溶物质→难溶物质→更难溶物质(2)易电离物质→难电离物质→更难电离物质沉淀溶解平衡的移动CuSO4+H2S=H2SO4+CuS↓难电离Ksp(CuS)=1.27×10-36能发生锅炉水垢中含有CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3交流与讨论CaSO4Ca2+＋SO42-Na2CO3CO32-＋2Na+＋CaCO3(s)CaSO4+CO32-CaCO3＋SO42-BaSO4Ba2+＋SO42-Na2CO3CO32-＋2Na+＋BaCO3(s)BaSO4+CO32-BaCO3＋SO42-难溶强酸盐转化为难溶弱酸盐，用酸溶解，使阳离子进入溶液。Ksp(BaSO4)=1.07×10-10Ksp(BaCO3)=2.58×10-9难溶更难溶在饱和的Na2CO3溶液中，CO32-较大，BaSO4溶解在水中的Ba2＋能CO32-与结合形成沉淀。待达到平衡后，移走上层溶液再加入饱和溶液，重复处理多次即可使大部分BaSO4转化为BaCO3。加入盐酸，Ba2＋即转入到溶液中。如何使重晶石中的Ba2＋进入到溶液中1.在0.1mol·L-1KCl、KBr、KI混合溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，最先产生的沉淀是()A．AgClB．AgBrC．AgID．三种沉淀同时产生【课堂练习】C2.不能使Mg(OH)2沉淀溶解的是（）A．盐酸B．硫酸C．氢氧化钠溶液D．氯化铵溶液C3.把Ca(OH)2投入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)，下列说法正确的是（）A.恒温下向溶液中加CaO，溶液的pH增大B.给溶液加热，溶液的pH增大C.向溶液中加入Na2CO3溶液，固体质量增加D.向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变C4.下列说法正确的是（）A.在一定温度下AgCl水溶液中，Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数。B.AgCl的Ksp=1.8×10-10，在任何含AgCl固体的溶液中，c(Ag+)=c(Cl-)且Ag+与Cl-浓度的乘积等于1.8×10-10mol·L-1。C.温度一定时，当溶液中Ag+和Cl-浓度的乘积等于Ksp值时，此溶液为AgCl的饱和溶液。D.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp值变大。C5.已知AgCl的Ksp=1.8×10-10，相同温度下,将AgCl固体分别投入到下列试剂中达到饱和，则Ag+浓度大小顺序是。①50mL水②10mL0.1mol·L-1NaCl溶液③20mL0.1mol·L-1的MgCl2溶液④40mL0.1mol·L-1的AgNO3溶液④①②③Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)再见！