难溶电解质的沉淀溶解平衡(共24张PPT)

(共24张PPT)
难溶电解质的沉淀溶解平衡
溶解度
（1）定义：
在一定温度下，某固态物质在100 g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在该溶剂里的溶解度。
（2）难溶、可溶、易溶界定：
20 ℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：
1.沉淀溶解平衡状态
(1)概念:
沉淀溶解平衡状态,指在一定温度下,当难溶电解质溶于水形成　　　　　　　　时,　　　　　　　　______速率和　　　　　　　　速率相等的状态。
例如,在一定温度下,当AgCl溶于水形成　　　　　溶液时,AgCl溶于水形成Ag+和Cl-的速率　　　　　溶液中的Ag+和Cl-结合生成AgCl的速率的状态,属于沉淀溶解平衡状态。
(2)沉淀溶解平衡的建立:
①v(溶解)　　　　　v(沉淀),固体溶解
②v(溶解)　　　　　v(沉淀),溶解平衡
③v(溶解)　　　　　v(沉淀),析出晶体
(3)特点:
2.沉淀溶解平衡常数——溶度积
(1)溶度积(Ksp):
在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中,有关离子浓度　　 　。
(2)Ksp的表达式:
对于沉淀溶解平衡:MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq),
Ksp=　 。
注意:固体物质不列入平衡常数。
(3)Ksp的意义:
①Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力,当化学式所表示的阴、阳离子个数比相同时(物质类型相同),Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力相对越强。如由Ksp数值可知,在水中的溶解能力:AgCl>AgBr>AgI。
②可以用Ksp来计算饱和溶液中某种离子的浓度。
(4)Ksp的影响因素:
在一定温度下,Ksp是一个常数,只与难溶电解质的性质、　　有关,而与沉淀的量无关,并且溶液中的离子浓度的变化只能使平衡移动,并不改变溶度积。
3.判断沉淀生成与否的原则——溶度积规则
(1)离子积(Qc):
某难溶电解质的溶液中,任一情况下有关离子浓度幂的乘积叫离子积(Qc),如Mg(OH)2溶液中Qc=　　　　　　　　。
(2)溶度积规则:
Qc　　Ksp——溶液不饱和,无沉淀析出。若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直到溶液　　　　。
Qc　　Ksp——溶液饱和,沉淀与溶解处于　　　　状态。
Qc　　Ksp——溶液过饱和,有沉淀析出,直到溶液达到新的平衡。
注意:涉及Q的计算时,易忽视等体积混合后离子的浓度均减半而使计算出错。故离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。
已知Ksp,AgCl＝1.8 10-10， Ksp,Ag2CrO4＝1.9 10-12，试求AgCl和Ag2CrO4的溶
解度（用g/L表示）
解：设AgCl的浓度为c1（mol／L),则：
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
平衡 c1 c1
①Ksp=c12 ;S1=1.34×10-5mol/L×143.5g/mol÷10
S1=1.92×10-4 g/L
② Ksp=4c23 ;S2=7.8×10-5mol/L×332g/mol ÷10
S2=2.59×10-3 g/L
在水中：AgCl溶解度小于Ag2CrO4的溶解度
解：设Ag2CrO4的浓度为c2（mol／L),则：
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq)
平衡态 2c2 c2
易错辨析判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变(　　)
(2)沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解(　　)
(3)沉淀溶解平衡也属于动态平衡,即v(溶解)=v(沉淀)≠0(　　)
(4)外界条件改变,溶解平衡一定发生移动(　　)
(5)难溶电解质的Ksp越小,则其溶解度越小(　　)
(6)溶度积常数Ksp与温度变化成正比(　　)
(7)升高温度,某沉淀溶解平衡逆向移动,说明它的溶解度是减小的,Ksp也变小 ( )
(8)向0.1 mol·L-1的AgNO3溶液中加入过量的盐酸,完全反应后溶液中无Ag+ (　　)
(9)AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)、AgCl Ag++Cl-分别表示AgCl的溶解平衡、电离方程式(　　)
4 沉淀溶解平衡的影响因素
（2）外因：以AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)　ΔH>0为例
如:将AgCl分别加入盛有①5 mL水;②6 mL 0.5 mol·L-1 NaCl溶液;③10 mL 0.2 mol·L-1 CaCl2溶液;④50 mL 0.1 mol·L-1 盐酸的烧杯中,均有固体剩余,各溶液中c(Ag+)从大到小的排列顺序为_________。
（1）内因：电解质本身的性质
①绝对不溶的电解质是没有的
②同是难溶电解质，溶解度差别可能很大
③易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡
298 K时硫酸钡的溶解度为1.04×10-5 mol·L-1，如果在0.010 mol·L-1的硫酸钠溶液中,BaSO4的溶解度是多少？
解：①先求Ksp BaSO4 Ba2+ + SO42-
1.04×10-5 1.04×10-5
　 Ksp= c(Ba2+) · c(SO42-) =1.04×10-5×1.04×10-5 =1.08×10-10
②求S Na2SO4 === 2Na+ + SO42- BaSO4 Ba2+ + SO42-
0.01 0.01 初 0 .01
平衡 S S+0.01≈0.01
Ksp= c(Ba2+) · c(SO42-)=S×0.01
　　S=Ksp/0.01=1.08×10-10/0.01 =1.08×10-8 mol·L-1
　　S<<0.01,即前面的近似是合理的。
答：溶解度是1.08×10-8 mol·L-1。
沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
问题1.某废水中c(Ba +)=0.01mol/L，根据所学知识，用什么药品能对Ba +进行有效沉降
碳酸盐和硫酸盐
问题2.①当Ba2+开始沉淀时，CO32-和SO42-的浓度分别是多少 ②当Ba +完全沉淀时，即c(Ba +)≤1.0x10-5mol/L，CO32- 和SO42·的浓度分别是多少 Ksp(BaSO4)=1.0x10-10 ，Ksp(BaCOз)=2.5x10-9
Ba2+对土壤有污染，进入人体后容易造成蛋白变性，影响酶的活性，从而导致人体中毒
1.沉淀的生成
[小结]
1.用什么沉淀离子
选择合适的沉淀剂
Fe3+、Fe2+、Mg2+、Al3+ Fe(OH)3、Fe(OH)2、Mg(OH)2 、Al(OH)3
Cu2+、Ag+、Pb2+、Hg2+ CuS、Ag2S、PbS、HgS 溶解度很小
S2-
OH-
调pH
2.怎样才能形成沉淀一一满足Q> Ksp关系
3.怎样沉淀效果更好一一溶解度越____沉淀效果越好
AgCl的Ksp=1.80×10-10,将0.001 mol/L NaCl和0.001 mol/L AgNO3 溶液等体积混合,是否有AgCl 沉淀生成
解：两溶液等体积混合后, Ag+ 和Cl-浓度都减小到原浓度的1/2。
c(Ag+)=c(Cl-)=1/2×0.001=0.000 5(mol/L)
在混合溶液中,则Qc =c(Ag+) · c(Cl-)=(0.000 5)2=2.5 ×10-7
因为Qc＞Ksp,所以有AgCl 沉淀生成。
在1L含1.0×10-3mol·L-1 的SO42-溶液中，注入0.01mol BaCl2溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去SO42- 已知:Ksp(BaSO4)= 1.1×10-10
解：c(Ba2+)=0.01mol/L, c(SO42-)=0.001mol/L,
生成BaSO4沉淀后，Ba2+过量，
过量的c[Ba2+]=0.01-0.001=0.009(mol/L).
溶液中残留的c[SO42-]=Ksp/c[Ba2+]
= 1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8(mol/L)
因为，残留的c[SO42-]=1.2×10-8mol/L<1.0×10-5mol/L
所以， SO42-已沉淀完全，即有效除去了SO42-。
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。
思考交流：已知硫化亚铁、硫化铜、硫化锌的溶度积分别为：
3.7×10－19
8.5×10－45
1.2×10－23
向等浓度FeCl2、CuSO4、ZnSO4中滴加0.01mol/LNa2S溶液时Fe2＋、Zn2 ＋ 、Cu2＋沉淀的先后顺序是：
Cu2＋、Zn2+、Fe2＋
25℃时，Ksp(CaSO4)＝7.2×10－5。实验测得“除钙”前后溶液中c(Ca2＋)分别为2.8 g·L－1和0.8 g·L－1，则1 L溶液至少需加入MgSO4固体的质量为_________g(保留一位小数)。
6.4
2.沉淀的溶解
问题3：废水中沉降的BaCO3溶解后能生产可溶性钡盐，实现变废为宝，用什么溶解BaCO
盐酸、硝酸等
问题4.溶解BaCO3时，移去体系中的哪种离子 用什么试剂移去
BaCO (s) Ba +(aq)+C032-(aq)
通入HCI，H+与CO32-结合生成CO 和H O，降低了CO32.的浓度，
使BaCO3的沉溶平衡向溶解方向移动
【小结】1.沉淀溶解的本质是不断移去体系中的离子，促使沉淀溶解平衡向溶解方向移动，
2.移去体系中离子的方式是把离子转化成气体和弱电解质，使离子浓度减小。
第一步:写出沉溶平衡
第二步:写出试剂和离子间的反应
第三步:下结论
2、沉淀的溶解
[对点练习]
1.写出溶解Mg(OH)2的措施和原理
Mg(OH) (s) Mg2+(aq)+20H-(aq)
通入HCI，H+与OH-结合生成H2O，降低OH-的浓度
使Mg(OH) 的沉溶平衡向溶解方向移动
2.BaSO4常用作消化系统X射线透视时的内服造影剂，解释BaSO4不溶于胃酸(主要成分是HCI)的原因。
BaSO4(s) Ba +(aq)+SO42·(aq)，HCI不能降低溶液中Ba +和SO42-的浓度
3、沉淀的转化
问题5.什么情况下沉淀间能进行转化 实验探究1.AgCI能否转化成AgI
实验步骤 实验现象 结论
①向盛有2 mL 0.1mol/L NaCI溶液的试管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液，观察并记录现象。 ②振荡试管，滴加4滴0.1mol/L KI溶液，观察并记录现象。
因此AgCI能转化成AgI(溶解度小的沉淀能转化成溶解度更小的沉淀)
①产生白色沉淀
②白色沉淀变成黄色
AgCl能转化成AgI
3、沉淀的转化
问题5.什么情况下沉淀间能进行转化
实验探究2.ZnS能否转化成MnS
因此ZnS不能转化成MnS(溶解度小的沉淀难以转化成溶解度大的沉淀)
3、沉淀的转化
问题5.什么情况下沉淀间能进行转化
3.查阅资料知工业上用饱和Na CO3溶液浸取BaSO4制备BaCO3。已知25℃时， Ksp(BaSO4)=1.0x10-10 ，Ksp(BaCO3)=2.5x10-9。以上材料说明了什么 请结合计算进行说明。
三、沉淀的转化
[小结]沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动，一般来说，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现，两者差别越大，转化越容易，两者溶解度相差不大时转化也能通过控制离子浓度实现。
应用
①锅炉除垢:用纯碱将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②矿物转化:CuSO4溶液遇ZnS(闪锌矿)转化为CuS(铜蓝),离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
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1.已知25 ℃时,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,向100 mL该条件下的CaSO4饱和溶液中,加入400 mL 0.01 mol·L-1的Na2SO4溶液,针对此过程的下列叙述正确的是(　　)
A.溶液中析出CaSO4沉淀,最终溶液中c(S)较原来大
B.溶液中无沉淀析出,溶液中c(Ca2+)、c(S)都变小
C.溶液中析出CaSO4沉淀,溶液中c(Ca2+)、c(S)都变小
D.溶液中无沉淀析出,但最终溶液中c(S)较原来大