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第二課時(shí)沉淀溶解平衡的應(yīng)用沉淀溶解平衡的應(yīng)用沉淀的生成沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀的溶解Q
>KspQ
<Ksp沉淀的溶解
為什么醫(yī)學(xué)上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”,而不用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”?
BaSO4(s)
Ba2++SO42-BaCO3(s)
Ba2++CO32-
+2H+CO2+H2Oc(Ba2+)增大導(dǎo)致人體中毒。不能用BaCO3作“鋇餐”。SO42-是強(qiáng)酸酸根,不與H+結(jié)合,胃酸中的H+對(duì)BaSO4的溶解平衡沒(méi)有影響,Ba2+濃度保持在安全濃度范圍內(nèi),因此用BaSO4作“鋇餐”。Q
=c(Ba2+)c(CO32-)↓<Ksp沉淀的溶解如:
CaCO3
、FeS、Al(OH)3、Mg(OH)2、Cu(OH)2等①
酸溶解法:沉淀溶解的方法③鹽溶液溶解法:②配位溶解法:如——AgCl溶于氨水AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O如:Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液Mg(OH)2+2NH4+
=Mg2++2NH3·H2OMg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)NH4++OH-==NH3·H2O,c(OH-)減小,Q<Ksp[Mg(OH)2],致使沉淀溶解平衡右移,Mg(OH)2溶解沉淀的生成思考:如果誤食可溶性鋇鹽,造成鋇中毒,應(yīng)盡快用___________給患者洗胃?c(Ba2+)Ksp(BaSO4)c(SO42—)=1.1×10-100.35==3.110-10mol/L已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2·L-2可充分將Ba2+轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀。計(jì)算:5.0%的Na2SO4溶液(c≈0.35mol/L)能否使鋇離子濃度降到10-5mol/L以下?Na2SO4溶液沉淀的轉(zhuǎn)化【實(shí)驗(yàn)3-4】步驟現(xiàn)象產(chǎn)生AgCl白色沉淀AgCl白色沉淀轉(zhuǎn)化為AgI黃色沉淀AgI黃色沉淀轉(zhuǎn)化為Ag2S黑色沉淀Ag++Cl-=AgCl↓結(jié)論注意:Ag+少量AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)AgI(s)
Ag+(aq)
+I-(aq)Na2S=S2-
+2Na+KI=I-
+K+AgI+Ag2S
+溶解度/g:1.5×10-42.1×10-71.3×10-16沉淀轉(zhuǎn)化方向:AgCl(白)→AgI(黃)→Ag2S(黑)實(shí)質(zhì):沉淀溶解平衡的移動(dòng)沉淀轉(zhuǎn)化的定性分析通常,一種沉淀可以轉(zhuǎn)化為更難溶的沉淀;兩種難溶物的溶解能力差別越大,這種轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)就越大。Q(AgI)>Ksp(AgI)Q(AgCl)<Ksp(AgCl)Q(Ag2S)>Ksp(Ag2S)Q(AgI)<Ksp(AgI)判斷正誤:1.向AgCl沉淀中加入KI溶液,沉淀顏色轉(zhuǎn)變成黃色沉淀,是由于Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)√2.向盛有2mL
0.1mol·L-1AgNO3溶液的試管中滴加2滴0.1mol·L-1NaCl溶液,產(chǎn)生白色沉淀;振蕩后再滴加4滴0.1mol·L-1KI溶液,生成黃色沉淀。因此Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)×Ag++I-=AgI↓溶液中有大量Ag+Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2?L-2
,Ksp(AgI)=8.3×10-17mol2·L-2沉淀轉(zhuǎn)化的定量分析平衡常數(shù)K
c(Cl—)c(I
—)=c(Ag+)c(Ag+)Ksp(AgCl)Ksp(AgI)==4.6107組成類型相同的難溶電解質(zhì),Ksp較大的難溶電解質(zhì)容易轉(zhuǎn)化為Ksp較小的難溶電解質(zhì)。>105AgCl
Ag++Cl-
I-
AgI+c(Ag+)≈10-5mol?L-1滿足Q>Kspc(I—)近似>10-12
mol?L-1Ksp相差不大的難溶電解質(zhì),Ksp較小的難溶電解質(zhì)在一定條件下(滿足Q>Ksp)可以轉(zhuǎn)化為Ksp較大的難溶電解質(zhì)。
Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2·L-2,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9mol2·L-2平衡常數(shù)Kc(SO42—)c(CO32
—)=c(Ba2+)c(Ba2+)Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)==4.410—210—5~105沉淀轉(zhuǎn)化的定量分析BaSO4
Ba2++SO42—CO32
—
BaCO3+c(Ba2+)≈10-5mol?L-1滿足Q>Kspc(CO32—)近似>10-4
mol?L-1Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2?L-2
,Ksp(AgI)=8.3×10-17mol2·L-2平衡常數(shù)K
c(I—)c(Cl
—)=c(Ag+)c(Ag+)Ksp(AgI)Ksp(AgCl)=<10-5AgI
Ag++I-
Cl-
AgCl+c(Ag+)≈10-8mol?L-1滿足Q>Kspc(Cl—)近似>102
mol?L-1Ksp相差很大的難溶電解質(zhì),Ksp較小的難溶電解質(zhì)很難轉(zhuǎn)化為Ksp較大的難溶電解質(zhì)。很難實(shí)現(xiàn)
如何除去工業(yè)廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子呢?
Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20mol3·L-3Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2要使生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生;沉淀反應(yīng)完成后,剩余離子的濃度盡量小?!舅伎寂c討論】常利用生成沉淀來(lái)分離或除去某些離子。你選擇將重金屬離子轉(zhuǎn)化為什么沉淀?
為什么?(2)如何使沉淀反應(yīng)完成后,溶液中剩余離子的濃度能夠盡量小?增大所用沉淀劑的濃度硫化物,
生成的CuS、HgS等極難溶,使廢水中Cu2+、Hg2+濃度很低Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2·L-2Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2·L-2①直接沉淀法:以Na2S、H2S做沉淀劑Cu2++S2-
=CuS↓黑色Hg2++S2-=HgS↓Cu2++H2S=CuS↓+2H+
如何除去工業(yè)廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子呢?②沉淀轉(zhuǎn)化法:以FeS(s)、MnS(s)等難溶物作沉淀劑FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+(aq)Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2Ksp(MnS)=2.5×10-13mol2·L-2Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2·L-2Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2·L-2思考:哪種方法好?水垢的生成與去除水垢含有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4等1)水垢的生成:硬水中含有Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、CaSO4等鹽CaCO3Mg(OH)2MgCO3Ksp(MgCO3)=6.8×10-6mol2·L-2Ksp(Mg(OH)2)=5.6×10-12mol3·L-3Ca(HCO3)2===CaCO3↓+H2O+CO2↑Mg(HCO3)2===MgCO3↓+H2O+CO2↑△△Mg(OH)2比MgCO3更難溶c(Mg2+)≈10-3mol·L-1c(Mg2+)≈10-4mol·L-1CO32—水解產(chǎn)生OH—MgCO3+H2O====Mg(OH)2+CO2↑△水垢的生成與去除水垢含有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4等1)水垢的去除:Mg(OH)2+2CH3COOH
=(CH3COO)2Mg+2H2OCaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑稀鹽酸能除去CaSO4嗎?【思考】用Na2CO3溶液浸泡一段時(shí)間再輔以“酸洗”沉淀轉(zhuǎn)化:CaSO4
→
CaCO3
4)氟化物
預(yù)防齲齒:牙齒表面釉質(zhì)層主要成分——難溶羥基磷灰石
氟離子與羥基磷灰石反應(yīng),生成溶解度更小的氟磷灰石Ca5(PO4)3(OH)3)自然界中
礦物的轉(zhuǎn)化:原生銅的硫化物CuSO4溶液銅藍(lán)(CuS)
沉淀溶解平衡的應(yīng)用沉淀的生成沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀的溶解調(diào)節(jié)pH法加沉淀劑法①
酸溶解法③鹽溶液溶解法②配位溶解法實(shí)質(zhì):沉淀溶解平衡的移動(dòng)規(guī)律:溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。
如何除去CuSO4溶液中含有少量的Fe3+雜質(zhì)?氫氧化物沉淀開(kāi)始時(shí)的pH值(0.1mol/L)沉淀完全時(shí)的pH值(10-5mol/L)Cu(OH)24.676.67Fe(OH)31.482.81信息:由于Cu2+和Fe3+的水解,溶液的pH≈1。要求:不引入雜質(zhì)加過(guò)量CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3思路:調(diào)節(jié)溶液的pH值在[2.81~4.67)
。Q≥Ksp[Fe(OH)3],F(xiàn)e3+完全沉淀Q<Ksp[Cu(OH)2],Cu2+不沉淀Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+如何除去CuSO4中混有少量Fe2+雜質(zhì)?氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)的pH值(0.1mol/L)沉淀完全時(shí)的pH值
(<10-5mol/L)Fe(O
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