沉淀溶解平衡(ppt)

1、沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡聯(lián)想聯(lián)想 質(zhì)疑質(zhì)疑（1）加熱硬水）加熱硬水Ca(HCO3)2和和Mg(HCO3)2會轉(zhuǎn)化為會轉(zhuǎn)化為CaCO3和和Mg(OH)2,你知道它們是怎樣生成的嗎？你知道它們是怎樣生成的嗎？（2）處理污水時，向其中加入）處理污水時，向其中加入FeS固體固體,以除去以除去Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子，發(fā)生了那些化學反應(yīng)？等重金屬離子，發(fā)生了那些化學反應(yīng)？CaCO3、FeS、Mg(OH)2等堿和鹽是難溶電解質(zhì)，盡管難溶等堿和鹽是難溶電解質(zhì)，盡管難溶電解質(zhì)難溶于水，但在水中也會建立一動態(tài)平衡。電解質(zhì)難溶于水，但在水中也會建立一動態(tài)平衡。觀察觀察 思考思考取有取有PbI2沉淀

2、的飽和溶液中上層清液，即沉淀的飽和溶液中上層清液，即PbI2的飽和溶液滴的飽和溶液滴加幾滴加幾滴KI溶液，觀察現(xiàn)象。你能解釋觀察到的現(xiàn)象嗎？溶液，觀察現(xiàn)象。你能解釋觀察到的現(xiàn)象嗎？一、沉淀溶解平衡與溶度積一、沉淀溶解平衡與溶度積第第1課時課時2、溶度積常數(shù)或溶度積、溶度積常數(shù)或溶度積(Ksp )：難溶固體在溶液中達到沉淀溶解平衡狀態(tài)時，難溶固體在溶液中達到沉淀溶解平衡狀態(tài)時，離子濃度保離子濃度保持不變（或一定）。其離子濃度的方次的乘積為一個常數(shù)持不變（或一定）。其離子濃度的方次的乘積為一個常數(shù)這個常數(shù)稱之為這個常數(shù)稱之為溶度積常數(shù)簡稱為溶度積，用溶度積常數(shù)簡稱為溶度積，用Ksp表示。表示。 P

3、bI2(s) Pb2+ + 2I- 25時，時， Ksp = Pb2+I-2 = 7.110-9 mol3 L-31、沉淀溶解平衡：、沉淀溶解平衡： 盡管盡管PbI2固體難溶于水，但仍有部分固體難溶于水，但仍有部分Pb2+和和I-離開固體表面進離開固體表面進入溶液，同時進入溶液的入溶液，同時進入溶液的Pb2+和和I-又會在固體表面沉淀下來，又會在固體表面沉淀下來，當這兩個過程速率相等時，當這兩個過程速率相等時， Pb2+和和I-的沉淀與的沉淀與PbI2固體的溶解固體的溶解達到平衡狀態(tài)即達到達到平衡狀態(tài)即達到沉淀溶解平衡狀態(tài)沉淀溶解平衡狀態(tài).PbI2固體在水中的沉固體在水中的沉淀溶解平衡可表示為

4、：淀溶解平衡可表示為：PbI2 (s) Pb2+ + 2I- 3、溶度積、溶度積(Ksp )的性質(zhì)的性質(zhì) 溶度積溶度積(Ksp )的大小與難溶電解質(zhì)性質(zhì)和溫度有關(guān)，與沉淀的的大小與難溶電解質(zhì)性質(zhì)和溫度有關(guān)，與沉淀的量無關(guān)量無關(guān).離子濃度的改變可使平衡發(fā)生移動離子濃度的改變可使平衡發(fā)生移動,而不能改變?nèi)芏确e而不能改變?nèi)芏确e.不同的難溶電解質(zhì)在相同溫度下不同的難溶電解質(zhì)在相同溫度下Ksp不同。不同。幾種難熔電解質(zhì)在幾種難熔電解質(zhì)在25時的溶解平衡和溶度積：時的溶解平衡和溶度積： AgCl(s) Ag+ + Cl- Ksp= Ag+Cl- = 1.810-10mol2 L-2AgBr(s) Ag+

5、+ Br- Ksp= Ag+Br- = 5.010-13mol2 L-2AgI(s) Ag+ + I- Ksp= Ag+Br- = 8.310-17mol2 L-2Mg(OH)2(s) Mg2+2OH- Ksp= Mg2+OH- 2 = 5.610-12mol3 L-3相同類型的難溶電解質(zhì)的相同類型的難溶電解質(zhì)的Ksp越小，越小，溶解度越小，越難溶。溶解度越小，越難溶。如如: Ksp (AgCl) Ksp (AgBr) Ksp (AgI)溶解度溶解度:AgCl) Ksp (AgBr) Ksp (AgI)4.4.有關(guān)計算有關(guān)計算(1).利用溶度積計算某種離子的濃度利用溶度積計算某種離子的濃度例例

6、1:25時，時， Ksp (PbI2)= 7.110-9 mol3 L-3求求PbI2的飽和溶的飽和溶液中的液中的Pb2+和和I-.練練1:25時，時， Ksp (AgBr)= 5.010-10 mol2 L-2求求AgBr的飽和的飽和溶液中的溶液中的Ag+和和Br-.練練2:25時，時， Ksp (Mg(OH)2)= 5.610-12mol3 L-3求求Mg(OH)2 的的飽和溶液中的飽和溶液中的Mg2+和和OH-.(2).(2).溶度積溶度積KspKsp與難溶電解質(zhì)的與難溶電解質(zhì)的溶解度溶解度的有關(guān)換算的有關(guān)換算例例3:25時時Ksp (AgIO3)= 3.110-8 mol2 L-2、

7、Ksp (Ag2CrO3)= 1.110-12 mol3 L-3,比較比較AgIO3、 Ag2CrO3的飽和溶液中溶解度的飽和溶液中溶解度的大小的大小.例例2:25時時Ksp (PbI2)= 7.110-9 mol3 L-3求求PbI2的飽和溶液中的飽和溶液中PbI2的溶解度的溶解度.（溶解度溶解度s指指100g水中溶解溶質(zhì)的克數(shù)或水中溶解溶質(zhì)的克數(shù)或g/L）。）。練習練習1:25時，時， Ksp (Mg(OH)2)= 5.610-12mol3 L-3求求Mg(OH)2 的飽和溶液中的溶解度的飽和溶液中的溶解度.練習練習2:25時時Ksp (Mg(OH)2)= 5.610-12mol3 L-3

8、 、 Ksp (AgCl)= 1.810-10mol2 L-2,通過計算通過計算比較比較Mg(OH)2 、AgCl的飽和溶液中溶的飽和溶液中溶解度的大小解度的大小.例例4:已知常溫下，已知常溫下，Mg(OH)2在水中的溶解度為在水中的溶解度為6.38 10-3g/L,求求Mg(OH)2飽和溶液中的溶度積飽和溶液中的溶度積Ksp。(2)求求Mg(OH)2飽和溶液中的飽和溶液中的pH和和OH-(3)求求Mg(OH)2在在0.001mol/L的的NaOH溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。(4)求求Mg(OH)2在在0.001mol/L的的MgCl2溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。作業(yè)作業(yè)1.25時，時

9、， Ksp (Mg(OH)2)= 5.610-12mol3 L-3求求Mg(OH)2 的飽的飽和溶液中的和溶液中的Mg2+和和OH-和和溶解度溶解度.2. 25時時Ksp (Fe(OH)2)= 4.910-17mol3 L-3， Ksp (Al(OH)3)= 1.310-33mol4 L-4,比較比較Fe(OH)2、 Al(OH)3飽和溶液中溶解度飽和溶液中溶解度的大小的大小.3.(1)已知常溫下，已知常溫下，AgI在水中的溶解度為在水中的溶解度為2.1 10-6g/L,求求AgI飽和溶液中的溶度積飽和溶液中的溶度積Ksp。(2)求求AgI在在0.001mol/L的的KI溶液中的溶解度。溶液中

10、的溶解度。(3)求求AgI在在0.001mol/L的的AgNO3溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用1 1、沉淀的溶解與生成、沉淀的溶解與生成離子的濃度商離子的濃度商Qc和離子積和離子積Ksp的關(guān)系：的關(guān)系：(1).當當 Qc Ksp時是過飽和溶液，時是過飽和溶液，離子生成沉淀離子生成沉淀即反應(yīng)向生成即反應(yīng)向生成沉淀方向進行，直到平衡狀態(tài)（飽和為止）。沉淀方向進行，直到平衡狀態(tài)（飽和為止）。(2).當當 Qc = Ksp時是飽和溶液，已達到時是飽和溶液，已達到沉淀溶解平衡狀態(tài)。沉淀溶解平衡狀態(tài)。(3).當當 Qc Ksp時是不飽和溶液，時是不飽和溶液，沉

11、淀溶解沉淀溶解即反應(yīng)向沉淀溶解即反應(yīng)向沉淀溶解的方向進行，直到平衡狀態(tài)（飽和為止）。的方向進行，直到平衡狀態(tài)（飽和為止）。 以上規(guī)則稱為溶度積規(guī)則。沉淀的生成和溶解這兩個相反以上規(guī)則稱為溶度積規(guī)則。沉淀的生成和溶解這兩個相反的過程它們相互轉(zhuǎn)化的條件是離子濃度的大小，控制離子濃的過程它們相互轉(zhuǎn)化的條件是離子濃度的大小，控制離子濃度的大小，可以使反應(yīng)向所需要的方向轉(zhuǎn)化。度的大小，可以使反應(yīng)向所需要的方向轉(zhuǎn)化。（1 1）沉淀的溶解）沉淀的溶解第第2課時課時思考：為什么醫(yī)學上常用思考：為什么醫(yī)學上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑作為內(nèi)服造影劑“鋇餐鋇餐”，而不，而不用用BaCO3作為內(nèi)服造影劑作為內(nèi)服造影

12、劑“鋇餐鋇餐”? BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為：的沉淀溶解平衡分別為： BaSO4 Ba2+ + SO42- Ksp=1.110-10mol2 L-2 BaCO3 Ba2+ + CO32- Ksp=5.110-9mol2 L-2 由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(pH0.9-1.5)，如果服下，如果服下BaCO3,胃胃酸會與酸會與CO32-反應(yīng)生成反應(yīng)生成CO2和水，使和水，使CO32-離子濃度降低，使離子濃度降低，使Qc Ksp時，離子才能生成沉淀。時，離子才能生成沉淀?；旌虾螅夯旌虾螅篈g+=2 10-3mol L-1,Cl-= 2 10-3mol L-1

13、 Qc=Ag+Cl-=2 10-3mol L-1 2 10-3mol L-1 =4.0 10-6mol2 L-2 1.810-10mol2 L-2 QcKsp,所以有所以有AgCl沉淀析出。沉淀析出。練習：將練習：將410-3mol L-1的的Pb(NO3)2溶液與溶液與410-3mol L-1的的KI溶液溶液等體積混合能否有沉淀析出？等體積混合能否有沉淀析出？Ksp(PbI2)= 7.110-9mol3 L-3解：解：Qc=pb2+I-2 =2 10-3mol L-1 ( 2 10-3mol L-1)2 =810-9 Ksp(PbI2) 所以有所以有PbI2沉淀析出。沉淀析出。例例2. 在在

14、1L含含1.010-3mol L-1 的的SO42-溶液中，注入溶液中，注入0.01mol BaCl2溶液（假設(shè)溶液體積不變）能否有效除去溶液（假設(shè)溶液體積不變）能否有效除去SO42-?已知已知:Ksp(BaSO4)= 410-10 mol2 L-2解：解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成生成BaSO4沉沉淀后，淀后，Ba2+過量，剩余的即過量，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) 因為，剩余的即因為，剩余的即SO42-=1.

15、210-8mol/L1.010-5mol/L 所以，所以， SO42-已沉淀完全，即有效除去了已沉淀完全，即有效除去了SO42-。注意：注意：當剩余離子即平衡離子濃度當剩余離子即平衡離子濃度10-5mol/L時，認為離子時，認為離子已沉淀完全或離子已有效除去。已沉淀完全或離子已有效除去。例例. 用用5%的的Na2SO4溶液能否有效除去誤食的溶液能否有效除去誤食的Ba2+?已知已知:Ksp(BaSO4)=1.110-10mol2 L-2解：解：5% 的的Na2SO4溶液中的溶液中的SO42-0.352mol/L, Ba2+=(1.110-10mol2 L-2)/ (0.352mol/L) =2.

16、910-10mol L-1 因為剩余的因為剩余的Ba2+Ksp 有沉淀析出有沉淀析出)3.將將10ml 410-4mol L-1的的MgSO4溶液與溶液與10ml 210-4mol L-1的的NaOH溶液溶液混合能否有混合能否有Mg(OH)2沉淀析出？沉淀析出？ Ksp(Mg(OH)2)= 5.610-12mol3 L-3 （Qc=2 10-12mol3 L-3 Ksp(CuS),CuS的溶解的溶解度遠小于度遠小于ZnS的溶解度。的溶解度。 當當向向ZnS沉淀上滴加沉淀上滴加CuSO4溶液時，溶液時， ZnS溶解產(chǎn)生的溶解產(chǎn)生的S2-與與 CuSO4溶液中的溶液中的Cu2+足以滿足足以滿足Qc

17、Ksp(CuS)的條件，的條件， S2-與與Cu2+結(jié)合產(chǎn)生結(jié)合產(chǎn)生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。沉淀并建立沉淀溶解平衡。 CuS沉淀的生沉淀的生成，使得成，使得S2-的濃度降低，導致的濃度降低，導致S2-與與Zn2+的的Qc Ksp(CuS),所以所以ZnS沉淀會轉(zhuǎn)化為沉淀會轉(zhuǎn)化為CuS沉淀沉淀練習練習:已知已知Ksp(MnS)=2.510-13 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2通過計算說明通過計算說明MnS沉淀中滴加沉淀中滴加0.01mol/L的的Pb(NO3)2溶液是否有溶液是否有PbS沉淀析出。沉淀析出。(2).ZnS沉淀為什么轉(zhuǎn)化為沉淀為什么轉(zhuǎn)化為CuS沉淀的定量計算

18、沉淀的定量計算 利用沉淀轉(zhuǎn)化原理，在工業(yè)廢水的處理過程中，常用利用沉淀轉(zhuǎn)化原理，在工業(yè)廢水的處理過程中，常用FeS(s)MnS(s)等難溶物作為沉淀劑除去廢水中的等難溶物作為沉淀劑除去廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。等重金屬離子。 Ksp(FeS)=6.310-18mol2L-2 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2 Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2練習：寫出練習：寫出FeS(s)與廢水中的與廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反應(yīng)離子方程的反應(yīng)離子方程式。式。 FeS(s) + Cu2+(aq)

19、 = CuS(s) + Fe2+FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+ Cu2+ + MnS(s) = CuS(s)+Mn2+ Cu2+ + H2S = CuS +2H+ Cu2+ + S2- = CuS Cu2+ + HS- = CuS +H+ 用用MnS、H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S作沉淀劑都能除去工作沉淀劑都能除去工業(yè)廢水中的業(yè)廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。等重金屬離子。水垢中的水垢中的Mg(OH)Mg(OH)2 2是怎樣生成的是怎樣生成的? ?硬水硬水:是含有

20、較多是含有較多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和和SO42-的水的水.加熱時：加熱時： Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3 +CO2 + H2O Mg2+ + 2HCO3- = MgCO3 +CO2 + H2O MgCO3+ H2O = Mg(OH)2 +CO2 為什么在水垢中鎂主要以為什么在水垢中鎂主要以Mg(OH)2沉淀沉淀形式存在，而形式存在，而不是以不是以MgCO3沉淀沉淀的形式存在？比較它們飽和時的形式存在？比較它們飽和時Mg2+的大小。的大小。136323106 . 2108 . 6)(LmolMgCOKspMgMgCO的飽和溶液中：在143123222101 . 1

21、4106 . 54)()(LmolOHMgKspMgOHMg飽和溶液中：在MgCO3沉淀溶解平衡：沉淀溶解平衡：MgCO3(s) Mg2+ + CO32-LmolMgCOKspCO/106 . 2108 . 6)(36323CO32-水解平衡：水解平衡：CO32- + H2O HCO3- + OH-4111421079. 1105 . 510awhKKK1434106 . 6106 . 21079. 1LmolCKOHh924322102 . 1)106 . 6(106 . 2OHMgQc 因為因為Qc Ksp(Mg(OH)2),所以有所以有Mg(OH)2沉淀析出。沉淀析出。即加熱后，即加熱后，MgCO3沉淀轉(zhuǎn)化為沉淀轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2。 因此硬水加熱后的水垢的主要成分是因此硬水加熱后的水垢的主要成分是CaCO3和和Mg(OH)2而不是而不是CaCO3 和和MgCO3.洗滌水垢的方法：除出水垢中的洗滌水垢的方法：除出水垢中的CaCO3和和Mg(OH)2用食醋，用食醋， CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca +CO2 +H2