沉淀溶解平衡

沉淀溶解平衡原理及应用一定温度下，固体物质的溶解度s(g)思考：难溶就是不溶吗？你还记得吗？思考：得到什么启示？不规则规则v(溶解)=v(结晶)悬挂在饱和CuSO4溶液中溶解平衡：在某饱和溶液中，溶质溶解速率等于结晶速率，溶液中溶质不再变化的状态。固体质量没有改变一昼夜后如何证明难溶电解质在水中能极少量地溶解？课本87页，阅读，实验活动与探究结论：PbI2固体在水中有少量的溶解思考：PbI2固体在水中溶解饱和后，溶解是不是就停止了，请你从平衡的角度加以分析。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。思考：PbI2固体在水中溶解饱和后，溶解是不是就停止了，请你从平衡的角度加以分析。沉淀溶解平衡：一定温度下，当溶解速率和沉淀速率相等时，达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。形成电解质的饱和溶液。沉淀溶解平衡有哪些特征呢？（等、动、定、变）PbI2(s)Pb2+(aq)+2I－(aq)内因：难溶电解质本身的性质外因：①浓度：②温度：影响沉淀溶解平衡的因素：③同离子在一定温度下，Mg(OH)2的悬浊液中存在如下平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)+2OH－(aq)，向该饱和溶液中分别加入少量MgCl2(s)、浓氨水、NH4Cl(s)时，平衡怎样移动？Mg(OH)2固体的质量有什么变化？若加入固体Mg(OH)2，溶液中Mg2＋的浓度有什么变化？若加入水，溶液中Mg2＋的浓度有什么变化？讨论：对于平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)吸热若改变条件，对其有何影响改变条件平衡移动方向平衡时c（Ag+）平衡时c（Cl-）升温加水加AgCl（s）加NaCl（s）加AgNO3(s)加NaI（s）→↑↑→不变不变不移动不变不变←↓↑←↑↓→↓↑写出PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)动一动：Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)的平衡常数表达式溶度积常数Ksp（简称溶度积）Ksp=c(Pb2+)·c2(I－)在一定条件下，难溶性物质的饱和溶液中，存在溶解平衡，其平衡常数叫做溶度积常数或简称溶度积．思考：Ksp的大小受哪些因素的影响？难溶电解质的性质、温度反映了难溶物的溶解能力。在相同温度下，对于同类型难溶物而言，Ksp越小，其在水中的溶解能力也越小，溶解度越小，越难溶。如:Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)Ksp(AgI)溶解度:AgClAgBrAgIKsp表达了什么意义？写出难溶物BaSO4、Ag2CrO4、Fe(OH)3在水中的沉淀溶解平衡的关系式和溶度积表达式。反馈与应用设某难溶电解质AmBn的溶解度为smol·L－1，写出溶度积与溶解度的关系。讨论：下列情况表示的化学含义分别是什么？当:QcKsp；Qc＝Ksp；QcKsp。MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm—(aq)过饱和，析出沉淀饱和，平衡状态未饱和溶度积规则设某一时刻，离子浓度幂的乘积为Qc(离子积）Qc＝cm(Mn＋)·cn(Am-)溶度积的计算例1.已知室温下PbI2的溶度积为7.1×10-9，在c(I-)=0.1mol·L-1的溶液中,Pb2+的浓度最大可达到多少?Ksp＝c(Pb2+)·c2(I-)（1）已知溶度积求离子浓度：PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)解：c(Pb2+)=Ksp/c2(I-)=7.1×10-9/0.12=7.1×10-7mol·L-1即：该溶液里允许Pb2+的最大浓度为7.1×10-7mol·L-1例2.已知298K时ＡgCl的Ksp=1.8×10-10，求其溶解度S（2）已知溶度积求溶解度：解：Ksp=c(Ag+).c(Cl-)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)设AgCl的溶解度为S，在1L饱和溶液中，c(Ag+)=X，c(Cl-)=XKsp=c(Ag+)·c(Cl-)=X2=1.8×10-10c[AgCl]=c(Ag+)=1.34×10-5mol·L-1S[AgCl]=1.34×10-5mol·L-1×1L×143.5g·mol-1×100g÷1000g=1.9×10-4g例3.已知AgCl298K时在水中溶解度为1.92×10-4g，计算其Ksp。解：M(AgCl)=143.5g·mol-1n(AgCl)=1.92×10-4g×1000g÷100g÷143.5g·mol-1=1.34×10-5molc(AgCl)=1.34×10-5mol/1L=1.34×10-5mol·L-1Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=(1.34×10-5)2=1.8×10-10（3）已知溶解度求溶度积例4.已知298K时，MgCO3的Ksp=6.82×10-6，溶液中c(Mg2+)=0.0001mol·L-1，c(CO32-)=0.0001mol·L-1，此时Mg2+和CO32-能否共存？（4）利用溶度积判断离子共存：解：c(Mg2+).c(CO32-)=(0.0001)2=1×10-8MgCO3(s)Mg2+(aq)+CO32-(aq)1×10-86.82×10-6所以，此时Mg2+和CO32-能共存练习：将等体积4×10-3mol/L的AgNO3溶液和4×10-3mol/L的K2CrO4溶液混合，是否析出Ag2CrO4沉淀？[已知Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12]1、25℃下，向饱和AgCl溶液中加水，正确的说法（）A.AgCl溶解度增大；B.AgCl溶解度、Ksp均不变；C.AgCl的Ksp增大D.AgCl溶解度、Ksp均减小B2、一定温度下，石灰乳悬浊液中存在平衡：Ca(OH)2Ca2++2OH-，当加入少量生石灰时，说法正确的是（）A.Ca2+数目减少B.c(Ca2+)增大C.pH增大D.溶质的质量分数增大A练习：取5ml0.002mol·L-1BaCl2与等体积的0.02mol·L-1Na2SO4的混合，是否有沉淀产生?若有,计算Ba2+是否沉淀完全[即c(Ba2+)1×10-5mol·L-1](该温度下BaSO4的Ksp=1.1×10-10.）(2)BaSO4SO42-+Ba2+Ksp＝0.009mol/L·c(Ba2+)=1.1×10-10c(Ba2+)=1.2×10-8mol·L-11×10-5mol·L-1Ba2+已沉淀完全。SO42-过量0.009mol/L解(1)Qc=c(Ba2+)c(SO42-)=0.002/2×0.02/2=1×10-5Ksp，故有沉淀产生。25℃，氯化银的Ksp=1.8×10-10。现将足量氯化银分别加入：①100mL蒸馏水中；②100mL0.1mol•L-1盐酸中；③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液中；④100mL0.1mol•L-1氯化镁溶液中；充分搅拌后，相同温度下，银离子浓度由大到小的顺序是________________（填写序号）。在0.1mol•L-1氯化铝溶液中，银离子的浓度最大可达到________mol•L-1①②④③6×10-10沉淀溶解平衡的应用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。交流与讨论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1.沉淀的生成硫酸钡Ksp小，硫酸根将有毒的钡离子转化成既不溶于水也不溶于酸的无毒的硫酸钡而解毒。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。Mg(OH)2Ksp小，易形成沉淀析出残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol/L时，沉淀就达完全问题:①某酸性CuSO4溶液中混有Fe3+，已知Cu2+、Fe3+的浓度均为0.01mol/L，Ksp[Cu(OH)2]=1.0×10-20，Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38，通过计算说明要除去Fe3+应调节溶液的pH范围为多少？（当c(Fe3+)≤1×10-5mol/L时，认为已除尽）②请你选择合适的试剂调节溶液的pH值3.将溶液的pH调节到3～4，可除去硫酸铜溶液中的铁离子。CuSO4(aq)(含Fe3+)Cu(OH)2或Cu(OH)2CO3调节溶液pH＝3～4Cu2+Fe(OH)3↓(除去Fe3+)升高pH，水解平衡右移，Ksp小的氢氧化铁优先析出25℃时，s[Cu(OH)2]＝1.73×10-6g＞s[Fe(OH)3]＝3.0×10-9gpH＞5，Cu2+才转化为Cu(OH)2疑问1：在除去Cu2+中Fe3+时为什么要加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3?1)能结合H+，提高pH;2)不会引入杂质；3)分离方便变式练习：①若酸性CuSO4溶液中混有Fe2+，应如何除去Fe2+？已知：物质Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀pH5.07.51.4沉淀完全pH13143.7②选择合适的试剂，并简述处理方法。(提示：可供选择的氧化剂有：稀HNO3、H2O2、NaClO)Cu2+Fe(OH)3Fe2+Cu2+Cu2+Fe3+H2O2CuO调pH•用溶度积规则解释以下事实：2.沉淀的溶解思考：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”?CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)+CO2+H2O2HCO3-(来自大气）(难电离）CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2(溶解)沉淀溶解的实质是什么？平衡移动（1）Mg(OH)2溶于盐酸：（2）含AgCl(s)的溶液中通入足量NH3使AgCl溶解：（3）Ag2S溶于稀HNO3Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2OAgCl+2NH3=［Ag(NH3)2］Cl3Ag2S+8HNO3=6AgNO3+3S+2NO+4H2O生成强电解质配位溶解法氧化还原溶解法小结:沉淀的溶解方法怎样解释这些现象，从中可得出什么结论？实验硝酸银中依次加入氯化钠、碘化钠和硫化钠沉淀颜色从白色相继变成黄色和黑色3.沉淀的转化AgClAg+＋Cl-KII-＋K+＋AgI碘化银比氯化银溶解度小AgCl转化为AgI2AgI2Ag+＋2I-Na2SS2-＋2Na+＋Ag2S硫化银比碘化银溶解度更小AgI转化为Ag2S结论溶解能力相对较强物质易转化为溶解能力相对较弱物质难溶更难溶锅炉中水垢中含有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-在饱和的Na2CO3溶液中，CO32-浓度较大，BaSO4溶解在水中的Ba2＋能与CO32-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)牙齿表面由一层硬的组成为Ca5(PO4)3OH(羟基磷酸钙)的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：请你分析为何吃糖容易蛀牙？Ca5(PO4)3OH5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)Ksp=2.5×10-59生活应用Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+＋3PO43-＋OH-羟基磷灰石CH3CHOHCOOHCH3CHOHCOO-＋H+Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+＋3PO43-＋OH-羟基磷灰石5Ca2+＋3PO43-＋F-Ca5(PO4)3F(s)氟磷灰石氟磷灰石比羟基磷灰石更难溶。(2)已知Ca5(PO4)3F的Ksp=2.8×10-61，解释使用含氟牙膏（含氟离子）能防止龋齿的原因。Ca5(PO4)3(OH)5Ca2++3PO43-+OH-牙釉质存在溶解平衡：F-Ca5(PO4)3F（更硬）糖发酵有机酸H+溶解平衡右移健康小贴士：氟过量会导致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量较高地区的人，不宜使用含氟牙膏。1、有关难溶盐的溶度积