沉淀溶解平衡及應(yīng)用

關(guān)于沉淀溶解平衡及應(yīng)用第1頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解難溶物在水的溶解情況，認(rèn)識(shí)沉淀溶解平衡的

建立過程。

2.理解溶度積的概念，能用溶度積規(guī)則判斷沉淀的產(chǎn)

生、溶解。重點(diǎn)、難點(diǎn)：理解沉淀溶解平衡原理；利用溶度積的簡單計(jì)算第2頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三湖張家界溶洞

陜西商洛地區(qū)柞水縣柞水溶洞

"牙好,胃口就好"美‘麗’人生,從‘齒'開始Ca5(PO4)3OH(s)

5Ca2+＋3PO43-＋OH-第3頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三糖吃多了易患齲齒，請(qǐng)大家完成教科書P89頁交流與討論。問題1：第4頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三齲齒和含氟牙膏（1）鈣、磷在骨骼牙齒中的存在形式Ca5(PO4)3OH羥基磷灰石（2）存在的溶解平衡Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-

(aq)第5頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三（3）吃糖為何會(huì)出現(xiàn)齲齒？沉淀溶解平衡理論（4）含氟牙膏的使用5Ca2++3PO43-

+F-=Ca5(PO4)3F使用含氟牙膏，可以使難溶物轉(zhuǎn)化為更難溶物質(zhì)。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蝕,使牙齒更堅(jiān)固注：氟過量會(huì)導(dǎo)致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量較高的地區(qū)的人，不宜使用含氟牙膏Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-

(aq)提示:糖在酶的作用下產(chǎn)生了一種有機(jī)弱酸第6頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三2.請(qǐng)按如下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（1）將少量PbI2(難溶于水)固體加入盛有一定量水的50mL燒杯中，用玻璃棒充分?jǐn)嚢瑁o置一段時(shí)間。

（2）取上層清液2mL，加入試管中，逐滴加入AgNO3溶液，振蕩，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?，F(xiàn)象：溶液中出現(xiàn)黃色渾濁現(xiàn)象。結(jié)論：說明澄清溶液里存在I-離子，即說明碘化鉛在水中有少量的溶解。1.氯化銀、硫酸鋇屬于難溶物,它們?cè)谒惺欠裢耆荒苋芙?第7頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三活動(dòng)與探究白色沉淀黃色沉淀Ag++Cl－

=AgCl↓Ag++I－=AgI↓第8頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三1.生成沉淀的離子反應(yīng)能發(fā)生的原因？生成物的溶解度很小AgCl溶解度雖然很小，但并不是絕對(duì)不溶，生成AgCl沉淀也有極少量的溶解。2.沉淀是絕對(duì)不溶于水嗎？交流與討論

難溶≠不溶第9頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三

溶解AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)

沉淀以AgCl為例，分析沉淀溶解平衡的建立Ag+Cl-一定T時(shí):水分子作用下V溶解V沉淀Vt第10頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三溶解和沉淀過程第11頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三1.沉淀溶解平衡的概念我們知道，沉淀在水中的溶解過程實(shí)際上是一個(gè)可逆過程，即存在沉淀和溶解兩個(gè)互為可逆的過程。因此，在一定條件下會(huì)建立化學(xué)平衡。請(qǐng)你嘗試給沉淀溶解平衡下定義。由于沉淀溶解平衡屬于化學(xué)平衡，所以也可以用研究化學(xué)平衡的方法來研究沉淀溶解平衡。一定溫度下，當(dāng)沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時(shí)，形成了電解質(zhì)的飽和溶液，達(dá)到平衡狀態(tài)，我們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡.定義:一、沉淀溶解平衡第12頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三2.表示方法：

3.意義：不表示

電離平衡

表示：一方面：少量的Ag+

和Cl-脫離AgCl表面進(jìn)入水中，另一方面：溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面的陰、陽離子的吸引回到AgCl的表面AgCl（S）Ag+(aq)+Cl-(aq)化學(xué)平衡溶解平衡當(dāng)溶解速率與析出速率相等時(shí),達(dá)溶解平衡,所得溶液為飽和溶液.溶液中只有離子沒有氯化銀“分子”,電離100%!不存在電離平衡!第13頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三疑問:化學(xué)平衡狀態(tài)有“動(dòng)、定、變”等特征，溶解平衡怎樣呢?溶解平衡特征：（1）動(dòng)態(tài)平衡：溶解與析出過程均在進(jìn)行(逆)，只是速率相等；（2）離子濃度恒定：相同溫度下，離子濃度不再改變；（3）條件改變平衡隨之改變：外界條件可能使平衡移動(dòng)。4.特征逆、動(dòng)、等、定、變第14頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三5.影響因素內(nèi)因：難溶物本身的性質(zhì)外因：①濃度：加水稀釋，平衡向溶解方向移動(dòng)②溫度：絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過程。③同離子效應(yīng)：④其他第15頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三不移動(dòng)不變不變不變不變討論：對(duì)于平衡AgCl（S）Ag+(aq)+Cl-(aq)

若改變條件，對(duì)其有何影響（有AgCl固體剩余）正反應(yīng)正反應(yīng)正反應(yīng)正反應(yīng)逆反應(yīng)逆反應(yīng)增大增大增大增大增大增大減小減小減小減小第16頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三練習(xí)請(qǐng)運(yùn)用化學(xué)平衡的特征分析下列說法是否正確。（1）當(dāng)沉淀溶解達(dá)到最大程度時(shí)，沉淀溶解過程及離子結(jié)合成沉淀的過程均會(huì)停止。()（2）當(dāng)沉淀溶解平衡建立時(shí)，溶液中離子的濃度不再發(fā)生變化。()（3）對(duì)于平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)來說，其平衡常數(shù)可用：K=c(Ag+)·c(Cl-)表示()請(qǐng)完成學(xué)案：例1、第17頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三二、溶度積常數(shù)（簡稱溶度積）1、定義在一定條件下，難溶性電解質(zhì)形成飽和溶液，達(dá)到溶解平衡，其溶解平衡常數(shù)叫做溶度積常數(shù)或簡稱溶度積．２.表達(dá)式:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)例：寫出下列難溶電解質(zhì)的溶解平衡關(guān)系式和溶度積表達(dá)式。AgBr(aq)Ag+(aq)+Br-(aq)Ksp=c(Ag+).c(Br-)Fe(OH)3(aq)Fe3+(aq)

+3OH-(aq)Ksp=c(Fe3+).c3(OH-)第18頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三３、意義：Ksp的大小反映了物質(zhì)在水中的溶解能力。(同類型的難容電解質(zhì)）Ksp越大，其溶解能力越強(qiáng)。

４、特點(diǎn)：和其他平衡常數(shù)一樣，Ksp

與溫度有關(guān)，一定溫度下，Ksp是常數(shù)。第19頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三完成難溶物CaCO3、Ag2CrO4、Mg(OH)2在水中的沉淀溶解平衡的關(guān)系式和溶度積。

閱讀課本P88表3-14通過對(duì)比不同難溶電解質(zhì)的溶度積與溶解度數(shù)值，你能得出什么結(jié)論？請(qǐng)完成學(xué)案：例題3第20頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三5、溶度積的應(yīng)用例1.已知室溫下PbI2的溶度積為7.1×10-9，求飽和溶液中Pb2+和I-的濃度;在c(I-)=0.1mol·L-1的溶液中,Pb2+的濃度最大可達(dá)到多少?Ksp

＝c

(Pb2+)·

c2(I-)=7.1×10-9（1）已知溶度積求離子濃度：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：該溶液里允許Pb2+的最大濃度為7.1×10-7mol·L-1c(Pb2+)＝

c(I-)=1.92×10－3mol·L-1c(Pb2+)=1.21×10－3mol·L-1c(I-)=?第21頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三例2.已知298K時(shí)ＡgCl

的Ksp=1.8×10-10，求其溶解度S（2）已知溶度積求溶解度：解：Ksp=c(Ag+).c(Cl-)ＡgClAg++Cl-設(shè)AgCl的溶解度為S，在1L飽和溶液中，

c(Ag+)=X，c(Cl-)=X

Ksp[AgCl]=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第22頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三小結(jié)：已知溶度積求溶解度：Ksp離子濃度溶質(zhì)濃度溶質(zhì)質(zhì)量1L作1000g折算溶解度/g第23頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三例3.已知AgCl298K時(shí)在水中溶解度為

1.92×10-4g，計(jì)算其Ksp。解：M(AgCl)=143.5g·mol-1

n(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）已知溶解度求溶度積第24頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三例4.已知298K時(shí)，MgCO3的Ksp=6.82×10-6，溶液中c(Mg2+)=0.0001mol·L-1，c(CO32-)=0.0001mol·L-1，此時(shí)Mg2+和CO32-能否共存？（4）利用溶度積判斷離子共存：解：c(Mg2+).c(CO32-)=(0.0001)2=1×10-8MgCO3Mg2++CO32-1×10-8<6.82×10-6所以，此時(shí)Mg2+和CO32-能共存第25頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三容度積規(guī)則：(Qc稱為濃度商）1.當(dāng)Qc＜Ksp時(shí)，溶液為不飽和狀態(tài)，加入相應(yīng)的固體，固體的質(zhì)量將減小2.當(dāng)Qc＝Ksp時(shí)，溶液為飽和狀態(tài)，加入相應(yīng)的固體，固體的質(zhì)量將不變3.當(dāng)Qc＞Ksp時(shí)，溶液為過飽和狀態(tài)，加入相應(yīng)的固體，固體的質(zhì)量將增大請(qǐng)完成學(xué)案：例題5第26頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三小結(jié)固體電解質(zhì)水溶解平衡平衡移動(dòng)判斷溶度積Ksp勒夏特列原理概念表達(dá)式影響因素應(yīng)用作業(yè)《化學(xué)反應(yīng)原理》93頁練習(xí)與實(shí)踐：1、2、3第27頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三沉淀溶解平衡的應(yīng)用第28頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解沉淀溶解平衡在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用：沉淀的生成和分步沉淀，沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化第29頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三沉淀的生成問題1：鋇離子是有毒的重金屬離子，如果誤食可溶性鋇鹽，應(yīng)采取什么措施？可以用碳酸鈉或硫酸鈉洗胃嗎？

應(yīng)想辦法使鋇離子沉淀生成的沉淀既不溶于水也不溶于酸，因此，應(yīng)選用硫酸鈉將鋇離子沉淀。第30頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三一、沉淀的生成2.欲使某物質(zhì)沉淀析出的條件:離子積＞Kspa、加沉淀劑：如沉淀Ba2+、Cu2+、Hg2+等，以Na2SO4、Na2S、H2S做沉淀劑Cu2++S2-=CuS↓Hg2++S2-＝HgS↓Ba2++SO42-=BaSO4↓3.方法

1.意義：在物質(zhì)的檢驗(yàn)、提純及工廠廢水的處

理等方面有重要意義。第31頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三工業(yè)廢水的處理工業(yè)廢水硫化物等重金屬離子（如Cu2+、Hg2+等）轉(zhuǎn)化成沉淀第32頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三b、調(diào)PH值例1：工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵，加氨水調(diào)pH至3—4（請(qǐng)寫出離子方程式）Fe3++3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+例2.如何除去酸性硫酸銅溶液中的Fe3+向該溶液中加入CuO或Cu(OH)2調(diào)溶液的pH至3.7以上，小于5.2第33頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三

c、同離子效應(yīng)法例：硫酸鋇在硫酸中的溶解度比在純水中小。BaSO4(S)Ba2+

(aq)

+SO42-(aq)硫酸中硫酸根濃度大，使平衡左移有利于沉淀生成。d、氧化還原法第34頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三糖吃多了易患齲齒，請(qǐng)大家完成教科書P89頁交流與討論。問題1：第35頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三齲齒和含氟牙膏（1）鈣、磷在骨骼牙齒中的存在形式Ca5(PO4)3OH羥基磷灰石（2）存在的溶解平衡Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-

(aq)第36頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三（3）吃糖為何會(huì)出現(xiàn)齲齒？沉淀溶解平衡理論（4）含氟牙膏的使用5Ca2++3PO43-

+F-=Ca5(PO4)3F使用含氟牙膏，可以使難溶物轉(zhuǎn)化為更難溶物質(zhì)。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蝕,使牙齒更堅(jiān)固注：氟過量會(huì)導(dǎo)致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量較高的地區(qū)的人，不宜使用含氟牙膏Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-

(aq)提示:糖在酶的作用下產(chǎn)生了一種有機(jī)弱酸第37頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三二、沉淀的轉(zhuǎn)化1.實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動(dòng)

①一般溶解能力相對(duì)較強(qiáng)的物質(zhì)易轉(zhuǎn)化為溶解能力相對(duì)較弱的物質(zhì),即Ksp大的沉淀可以向Ksp小的沉淀轉(zhuǎn)化。

②．兩種同類難溶強(qiáng)電解質(zhì)的Ksp相差不大時(shí)，通過控制離子濃度，Ksp小的沉淀也可以向Ksp大的沉淀轉(zhuǎn)化。2.沉淀轉(zhuǎn)化的類型第38頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三總之，沉淀──溶解平衡是暫時(shí)的、有條件的，只要改變條件，沉淀和溶解這對(duì)矛盾可以相互轉(zhuǎn)化。③將難溶物轉(zhuǎn)化為能夠易于處理的沉淀。適用于不易被酸或堿所溶解、不易形成離子、也無明顯氧化性、還原性的難溶鹽。第39頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三實(shí)驗(yàn)一：取一支試管，向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的試管中加入幾的AgNO3(0.1mol/L)溶液，觀察現(xiàn)象并記錄。實(shí)驗(yàn)二：將所得懸濁液分成兩份，向其中一份懸濁液中滴加KI溶液對(duì)比，觀察滴加KI溶液前后沉淀顏色的變化并紀(jì)錄。實(shí)驗(yàn)三：向?qū)嶒?yàn)2的試管中滴加硫化鈉溶液。

有人認(rèn)為，鹽與鹽在溶液中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的條件之一是兩種鹽均為可溶性鹽，請(qǐng)你利用下面的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一結(jié)論是否正確，并利用沉淀溶解平衡的相關(guān)知識(shí)和所提供的信息對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋。P84第40頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三產(chǎn)生白色沉淀Ag++Cl-=AgCl↓沉淀由白色轉(zhuǎn)化為淺黃色沉淀由淺黃色轉(zhuǎn)化為黑色

AgCl+I-AgI+Cl_2AgI+S2-Ag2S↓+2I-結(jié)論：實(shí)驗(yàn)告訴我們不同的沉淀之間在一定的條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的！沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)

沉淀轉(zhuǎn)化的條件：

一般而言,難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化成更加難溶的物質(zhì)說明硫化銀的溶解度小于碘化銀，碘化銀的溶解度小于氯化銀第41頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三Na2S==S2-+2Na+

AgCl

Ag++Cl-

Ksp差值越大，沉淀轉(zhuǎn)化越徹底。即生成的沉淀Ksp越小，轉(zhuǎn)化越徹底。沉淀轉(zhuǎn)化方向：AgCl→AgI→Ag2S

AgI

Ag++I-KI==I-+K+AgIAg++I-Ag2S

Ag++S2-第42頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三3.沉淀的轉(zhuǎn)化應(yīng)用：

a.氟化物防治齲齒

b.工業(yè)處理重晶石

c.鍋爐中水垢的除去第43頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三在分析化學(xué)中常常先將難溶強(qiáng)酸鹽轉(zhuǎn)化為難溶弱酸鹽然后用酸溶解,使陽離子進(jìn)入溶液。例如重晶石是制備鋇的重要原料，但BaSO4不溶于酸，用飽和碳酸鈉溶液處理即可轉(zhuǎn)化為易溶于酸的碳酸鋇。請(qǐng)你分析其原理。BaSO4(s)+CO32-BaCO3(s)

+SO42-Na2CO3==CO32-+2Na+BaSO4

Ba2++SO42-BaCO3

Ba2++CO32-總反應(yīng)離子方程式：問題2：第44頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三①飽和Na2CO3溶液②移走上層溶液H+（重復(fù)①②操作）BaSO4、BaCO3Ba2+BaSO4……BaCO3第45頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三CaSO4

Ca2+

+SO42-

+CaCO3(s)CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-Na2CO3CO32-

+2Na+問題3：鍋爐的水垢中除了CaCO3和Mg(OH)2外，還有CaSO4使得水垢結(jié)實(shí)，用酸很難快速除去，要快速除去水垢，可以用飽和Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為易溶于酸的CaCO3,而快速除去。第46頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三三、分步沉淀幾種離子沉淀劑①達(dá)到溶度積①………沉淀劑②達(dá)到溶度積②沉淀劑①沉淀劑②可同可不同注意：第47頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三分步沉淀如何除去混在NaCl溶液中的銅離子？如何除去硫酸銅溶液中的鐵離子？提示：雖然加堿，兩種離子均會(huì)沉淀，但溶解度小的會(huì)優(yōu)先沉淀。根據(jù)溶解度的差異考慮沉淀的先后順序?？梢酝ㄟ^控制pH的方法，使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，而將銅離子保留下來。第48頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三例1:已知AgI的Ksp=8.5×10-17,AgCl的Ksp=1.8×10-10.在含有0.01mol/LNaI和0.01mol/LNaCl的溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，先析出什么沉淀？例2.如何除去酸性氯化鎂溶液中的Cu2+

、Fe3+

、Fe2+

，且分別得到Cu(OH)2

、Fe(OH)3。第49頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三1.沉淀的溶解實(shí)質(zhì)是設(shè)法不斷移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)例：CaCO3易溶于H2CO3,易溶于HCla.酸（堿）溶解法四、沉淀的溶解例：Al(OH)3既溶于HCl，又溶于NaOHb.難溶于水的電解質(zhì)溶于某些鹽溶液例：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液2.欲使某物質(zhì)溶解，必要條件：各離子濃度乘積＜Ksp3.方法第50頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三CaCO3Ca2++CO32-2HCO3-+H2O+CO2溶洞的形成：第51頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三c、其它沉淀溶解的方法利用氧化還原反應(yīng)使沉淀溶解CuS、HgS等不能溶于非氧化性的強(qiáng)酸，如鹽酸，只能溶于氧化性的強(qiáng)酸，如硝酸，甚至是王水，其間發(fā)生了氧化還原反應(yīng)生成配位化合物使沉淀溶解銀氨溶液的制取就是典型的例子。利用生成穩(wěn)定的可溶配位化合物[Ag(NH3)]2OH來溶解沉淀AgOHS+NO+H2OHNO3

CuSCu2++S2-第52頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三總結(jié)沉淀的生成沉淀的轉(zhuǎn)化分步沉淀沉淀的溶解第53頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三例1.將4×10-3mol·L-1的AgNO3溶液與4×10-3mol·L-1的NaCl溶液等體積混合能否有沉淀析出？［Ksp(AgCl)=1.8×10-10］解：c(Ag+)=2×10-3mol·L-1

c(Cl-)=2×10-3

c(Ag+)·c(Cl-)=2×10-3×

2×10-3

=4.0×10-6

>

Ksp=1.8×10-10所以有AgCl沉淀析出。第54頁，講稿共61頁，2023年5月2日，星期三例2.取5ml0.002mol·L-1BaCl2與等體積的0.02mol·L-1Na2SO4的混合，計(jì)算Ba2+是否沉淀完全[即c(Ba2+)<10-5mol·L-1]？