沉淀溶解平衡的应用——沉淀的生成溶解与转化(第2课时

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、沉淀溶解平衡,1、概念：,注意：,饱和溶液而且溶液中有未溶解的固体。,2、表示方法：,3、意义：,AgCl（S） Ag,+,(aq)+Cl,-,(aq),复习,4、沉淀溶解平衡的特征：,等、动、定、变,5、影响沉淀溶解平衡的因素,：,a.内因 b.外因,稀释,加入有相同离子物质,加入可反应的物质,1,溶液,未达饱和,，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，,沉淀溶解,直至饱和。,Q,c,K,sp，,Q,c,K,sp，,Q,c,K,sp，,溶液处于,过饱和,状态,平衡向,生成沉淀,方向移动，生成沉淀。,溶液,饱和,，沉淀与,溶解,达到平衡。,若用Qc表示电解质溶液,某一时刻,的,离子积,：,Qc=c(M,n+,),m, c(A,m-,),n,二.溶度积规则:,2,沉淀的生成、溶解与转化,沉淀溶解平衡的应用,3,交流与讨论:请运用沉淀溶解平衡的原理解释下列事实,将你的想法与同学交流讨论.,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.,2.将溶液的pH调节到34,可除去硫酸铜溶液中的铁离子.,3.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.,4,交流与讨论:请运用沉淀溶解平衡的原理解释下列事实,将你的想法与同学交流讨论.,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.,因Ba,2,SO,4,2,=BaSO,4,，使Ba,2,以沉淀形式最终排出体外，而阻止了Ba,2,进入人体血液，引起蛋白质变性而中毒，故可解毒。,能否用碳酸钠溶液，为什么？,5,【思考】：为什么医学上常用BaSO,4,作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO,3,作为内服造影剂“钡餐”？,BaSO,4,和BaCO,3,的沉淀溶解平衡分别为：,BaSO,4,Ba,2+,+ SO,4,2-,K,sp,=1.110,-10,BaCO,3,Ba,2+,+ CO,3,2-,K,sp,=5.110,-9,由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO,3,胃,酸会与CO,3,2-,反应生成CO,2,和水，使CO,3,2-,离子浓度降低，使,Q,c, K,SP,。,一、沉淀的生成,那些方法可以得到沉淀？,请思考,加入沉淀剂、蒸发浓缩液体等,7,、加沉淀剂,：如沉淀Cu,2+,、Hg,2+,等，以Na,2,S、H,2,S做沉淀剂,Cu,2,+S,2,=CuS Hg,2,+S,2,HgS,例：将410,-3,mol,L,-1,的AgNO,3,溶液与,410,-3,mol,L,-1,的NaCl溶液,等体积混合能否有沉淀析出？ K,sp,(AgCl)= 1.810,-10,分析：只有当,Q,c, K,sp,时，离子才能生成沉淀,8,硫酸钠溶液中含有铁离子 ，应如何除去？,交流与讨论:,硫酸铜溶液中含有的铁离子呢？,调pH,9,如果溶液中Fe,3+,和Cu,2+,的浓度均为0.01mol,/L, 使Fe,3+,完全沉淀而使Cu,2+,不沉淀的,pH,条件是什么?,已知：K,sp,(Fe(OH),3,)=4.0,10,-39,K,sp,(Cu(OH),2,)=5.6,10,-20,注：一般浓度小于,10,-5,mol/L,时,就认为该微粒不存在了，即沉淀完全。,10,pOH = 11.13 , pH = 2.87,解:,Fe(OH),3,Fe,3+,+ 3OH,-,K,sp,= Fe,3+,OH,-,3,= 4.0 10,-39,Fe,3+,沉淀完全时,的OH,-,为:,11,Cu,2,开始沉淀,的pH值为:,pOH = 8.6, pH =5.4,因此, 只要控制pH值在2.87 5.4之间即可使Fe,3+,完全沉淀而使Cu,2+,不沉淀。,Cu(OH),2,Cu,2+,+ 2OH,-,K,sp,= ,Cu,2,+,OH,-,2,= 5.6 10,-20,12,可向溶液中加入氢氧化铜或碱式碳酸铜,调节溶液的pH至34,铁离子就会转化为氢氧化铁沉淀除去。,2.87,5.4,pH,Fe,3+,沉淀完全,Cu,2+,开始沉淀,如何控制pH值？（讨论）,13,氧化还原法,根据上表，CuCl,2,中混有少量Fe,2+,如何除去？,氢氧化物,开始沉淀时的pH值（0.1mol/L）,沉淀完全时的,pH值(10,-5,mol/L),Fe(OH),2,6.34,8.34,Cu(OH),2,4.67,6.67,Fe(OH),3,1.48,2.81,14,先把Fe,2+,氧化成Fe,3+，,加入氢氧化铜或碱式碳酸铜或氧化铜,然后调PH至3到4使Fe,3+,转化为Fe(OH),3,沉淀，过滤除去沉淀。,氧化剂：氯气，双氧水，氧气,要求:不引入杂质,15,例题：,25时，,BaSO,4,在水中的溶解度是1.0510,-5,molL-1,问在0.01 molL,-1,Na,2,SO,4,溶液中BaSO,4,的溶解度是多少?,沉淀BaCl,2,溶液中的Ba,2+,，加入Na,2,SO,4,溶液，从沉淀效果看是加恰好完全反应的量，还是稍过量？为什么？,思考,16,在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的作用叫做同离子效应。,同离子效应法,利用同离子效应，加入,适当过量,的沉淀剂,可以使沉淀更趋完全,达到我们所要求的目的.,17,例:已知AgI的K,sp,=8.510,-,17,AgCl的K,sp,=1.810,-,10,.在含有0.01mol/LNaI和0.01mol/LNaCl的溶液中，逐滴加入,AgNO,3,溶液，先析出什么沉淀？,18,分步沉淀,溶液中含有几种离子，加入某沉淀剂均可生成沉淀，沉淀生成的先后顺序按,离子积大于溶度积的先后顺序沉淀，,叫作分步沉淀。,对同一类型的沉淀，且被沉淀离子的起始浓度基本一致，按,Ksp,由小到大的顺序沉淀,对不同类型的沉淀，或被沉淀离子的起始浓度不同，不能只根据Ksp大小判断沉淀顺序，应根据溶度积规则求出各离子沉淀所需沉淀剂的最小浓度，然后按照所需沉淀剂浓度由小到大顺序沉淀,19,工业废水的处理,工业废水,重金属离子（如Cu,2+,、Hg,2+,等）转化成沉淀,20,根据溶度积原理,沉淀溶解的必要条件是溶液中离子积小于溶度积 K,sp,因此,创造一定条件,降低溶液中的离子浓度,使离子积小于其溶度积,就可使沉淀溶解，,即,Q,C, K,SP,（AgI）,有,AgI,析出,33,已知AgCl、 AgI和Ag,2,S的,K,SP,为 1.810,-10,mol,2,L,-2,、,8.310,-17,mol,2,L,-2,、,1.610,-49,mol,3,L,-3,，,分析沉淀转化的方向。,规律探究,34,AgCl,Ag,+,+ Cl,-,+,KI = I,-,+ K,+,AgI,2AgI,2Ag,+,+ 2I,-,Na,2,S = S,2-,+ 2Na,+,+,Ag,2,S,35,例：,将足量的ZnS粉末加入到10mL0.001mol,L,-1,的CuSO,4,溶液中，是否有CuS沉淀生成？请通过计算后回答。已知:,K,sp,(ZnS)=1.610,-24,Ksp(CuS) =1.310,-36,解：在ZnS沉淀溶解平衡体系中产生的硫离子浓度为：,S,2-,=Zn,2+,=(K,sp,),1/2,=(1.610,-24,),1/2,=1.2610,-12,mol,L,- 1,Q,c,(CuS) =C(Cu,2+,) C(S,2-,),=,1.010,- 3,mol ,L,-1,1.2610,-12,mol ,L,-1,=1.26,10,-15,因为：Q,c,(CuS) K,sp,(CuS),所以,ZnS沉淀会转化为CuS沉淀。,有关,一种沉淀为什么转化为另一种沉淀的,定量计算,:,36,小结：沉淀的转化,1.沉淀转化的实质:,沉淀溶解平衡的移动,。,一般情况下，溶解度相对,较大,的物质易转化为溶解度相对,较小,的物质,即,K,sp大的沉淀可以向,K,sp小的沉淀转化。,两种同类难溶强电解质的Ksp相差不大时，通过,控制离子浓度,，Ksp小的沉淀也可以向Ksp大的沉淀转化。,2.沉淀转化的类型：,37,沉淀的转化应用：,a.氟化物防治龋齿,b. 锅炉除水垢,c.工业处理重晶石,38,情景1,我们的目标是,没有蛀牙！,39,中华口腔医学会公布的最新数据表明，龋病在我国依然是一个严峻的问题，据步完全统计，我国儿童乳牙龋病的患病率达到66%，成人恒牙龋病的患病率达到61%，老年人的龋病患病率为75%。,你知道吗？,40,阅读书本第89页“问题解决”思考：,1.牙齿表面的矿物质存在怎样的溶解平衡？,2.为什么人们常说,“,吃糖不刷牙容易引起蛀牙（龋齿）,”,？试用平衡移动的观点分析其科学性。,41,（1）钙、,磷,在骨骼牙齿中的存在形式,Ca,5,(PO,4,),3,OH,羟基磷灰石,（2）存在的溶解平衡,Ca,5,(PO,4,),3,OH(s),5Ca,2+,(aq) + 3PO,4,3,-,(aq) + OH,-,(aq),42,Ca,5,(PO,4,),3,(OH),（S）,5Ca,2+,+ 3PO,4,3-,OH,提示:糖在酶的作用下产生了乳酸,H,+,CH,3,CHCOOH,OH,CH,3,CHCOO,-,+,OH,+,H,2,O,（3）吃糖为何会出现龋齿？,43,为什么含氟牙膏的使用能有效防治龋齿？,44,总反应：,Ca,5,(PO,4,),3,(OH),Ca,5,(PO,4,),3,FOH,K,SP,Ca,5,(PO,4,),3,(OH)=1.8,10,-21,K,SP,Ca,5,(PO,4,),3,F =8.3,10,-37,Ca,5,(PO,4,),3,(OH),（S）,OH,-,+,5Ca,2+,+ 3PO,4,3-,情景1再现,NaF = Na,+,+,F,-,Ca,5,(PO,4,),3,F,使用含氟牙膏，可以使难溶物转化为更难溶物质。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀,使牙齿更坚固,注：,氟过量会导致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量,较高的地区的人，不宜使用含氟牙膏,45,水垢成分CaCO,3,Mg(OH),2,CaSO,4,用饱和Na,2,CO,3,溶液浸泡数天,用盐酸或,饱和氯化铵,除去水垢,已知,K,SP,(CaCO,3,) =5.010,-9,K,SP,(CaSO,4,) =7.110,-5,情景2,K,SP,(MgCO,3,)= 6.710,-6,K,SP,Mg(OH),2,=5.610,-12,46,结合P91“交流与讨论”思考：,1加入饱和Na,2,CO,3,溶液后，水垢的成分发生了什么变化？说明理由；,2在除水垢的过程中NH,4,Cl溶液的作用是什么？请说明其中的化学原理。,47,CaSO,4,Ca,2+,+,SO,4,2,-,+,CaCO,3,(s),CaSO,4,+,CO,3,2,-,CaCO,3,+,SO,4,2,-,Na,2,CO,3,CO,3,2,-,+,2Na,+,更易溶于酸,48,你知道吗？,重晶石（主要成分BaSO,4,）是制备可溶性钡盐的重要原料，但BaSO,4,既不溶于水也不溶于酸。那么，工业上是如何解决这个难题的呢？,情景3,重晶石,已知,K,SP,(BaCO,3,)= 2.610,-9,K,SP,(BaSO,4,)= 1.110,-10,49,BaSO,4（S）,Ba,2+,SO,4,2,BaSO,4,CO,3,2-,BaCO,3,SO,4,2,CO,3,2,-,BaCO,3,问题解决,饱和碳酸钠溶液,K = C(SO,4,2-,)/C(CO,3,2-,),= K,SP,(BaSO,4,),/,K,SP,(BaCO,3,),= 1/24,取走上层清液,50,重晶石粉末,（BaSO,4,）,用盐酸,制可溶性钡盐,疏松的,BaCO,3,已知,K,SP,(BaCO,3,)=2.610,-9,K,SP,(BaSO,4,)=1.110,-10,饱和Na,2,CO,3,溶液,浸,泡，移走上层清液,重复,多次,情景3,51,52,