沉淀溶解平衡的计算与应用

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,*,专题3 溶液中的离子反应,沉淀溶解平衡的计算与应用,1,Q,c, K,sp,平衡状态 (饱和),Q,c, K,sp,析出沉淀(过饱和),Q,c, K,sp,沉淀溶解(不饱和),溶度积规则的应用,A,n,B,m,(s) nA,m+,(aq) + mB,n-,(aq),Q,c,= C( A,m+,),n,C( B,n,-,),m,Q,c,称为离子积，其表达式中离子浓度是任意的。,2,题1、下列情况下，有无,CaCO,3,沉淀生成？,（1）,往盛有1.0 L纯水中加入0.1 mL浓度为0.01 mol /L 的CaCl,2,和,Na,2,CO,3,；,（2）,改变,CaCl,2,和,Na,2,CO,3,的浓度为1.0 mol /L 呢？,C(,Ca,2+,),= C(CO,3,2-,),= 0.1,10,-3, 0.01/1.0 = 10,-6,mol /L,Qc,=,C(,Ca,2+,)C(,CO,3,2-,),= 10,-12,K,sp,CaCO,3,因此无,CaCO,3,沉淀生成。,因此有,CaCO,3,沉淀生成。,一、沉淀的生成（,Qc Ksp,）,3,题2,、,向1.0 10,-3,mol,L,-1,的K,2,CrO,4,溶液中滴加AgNO,3,溶液,求开,始有Ag,2,CrO,4,沉淀生成时的C(Ag,+,)=?,CrO,4,2-,沉淀完全时, C(Ag,+,)=?,解: Ag,2,CrO,4,2Ag,+,+ CrO,4,2-,Ksp,=C,2,(Ag,+,),C(CrO,4,2-,),提示：CrO,4,2-,沉淀完全时的浓度为小于,1.0 10,-5,mol,L,-1,二、沉淀的完全（,小于1.0 10,-5,mol,L,-1,）,4,三、沉淀的溶解方法,1、生成弱电解质（水、弱酸、弱碱）,2、发生氧化还原反应,5,3、生成配合物,4、转化成更难溶解的物质,6,氧化剂,H,2,SO,4,含铁废铜,CuSO,4,（含Fe,3+,）,Cu(OH),2,Cu,2,(OH),2,CO,3,调节溶液,PH=3-4,Fe(OH),3,(除去Fe,3+,),Cu,2+,四、控制pH以实现分步沉淀,题3：在1molL,-1,CuSO,4,溶液中含有少量的Fe,3+,杂质，pH值控制 在什么范 围才能除去Fe,3+,? （使c(Fe,3+,) 10,-5,molL,-1,）,已知：Fe(OH),3,的 K,sp,= 2.6,10,-39,，,Cu(OH),2,的K,SP,= 5.610,-20,Fe (OH),3,Fe,3+,+ 3OH,K,sp,= c(Fe,3+,) c,3,(OH,) = 2.6,10,-39,7,得到：pOH = 11.2 , pH = 2.8 所以要使,Fe,3+,沉淀完全必须,pH 2.8,Cu(OH),2,Cu,2+,+ 2OH,K,sp,= c(Cu,2+,) c,2,(OH,) = 5.6,10,-20,得到：pOH = 9.6 ,要使Cu,2+,开始沉淀需 pH = 4.4,因此控制 pH：2.8 4.4,2.82,c,(,Fe,3+,)10,-5,Fe,3+,沉淀完全,Cu,2+,开始沉淀,pH,4.4,8,四、沉淀的转化,实验操作,1.取一支试管，向其中滴加2mL硝酸银溶液，然后向其中逐滴加入氯化钠溶液。,2.向上述试管中滴加碘化钾溶液。,3.向实验2的试管中滴加硫化钠溶液。,实验现象,离子方程式,1,2,3,9,AgCl,Ag,+,+ Cl,-,+,KI = I,-,+ K,+,AgI,2AgI,2Ag,+,+ 2I,-,Na,2,S = S,2-,+ 2Na,+,+,Ag,2,S,转化分析：,10,溶解度大的转化为溶解度小的,可溶物质转化为难溶物质,Ksp大的转化为Ksp小的,总之向着某离子浓度减小的方向进行,11,转化规律：,当两种难溶物溶解能力差别较大时, 溶解能力相对较强的物质一,般能转化为溶解能力相对较弱的物质。,11,化学与生产,重晶石（主要成分是BaSO,4,）是制备钡化合物的重要原料，BaSO,4,不溶于酸，但可以用饱和Na,2,CO,3,溶液处理转化为易溶于酸的BaCO,3,Na,2,CO,3,CO,3,2,-,+,2Na,+,BaSO,4,Ba,2+,+,SO,4,2,-,BaSO,4,+,CO,3,2,-,BaCO,3,+,SO,4,2,-,1、 BaSO,4,的ksp比,BaCO,3,小，为什么可以转化？,2、饱和,Na,2,CO,3,溶液的作用是什么？,3、如何操作才能保证绝大多数,BaSO,4,转化为BaCO,3,？,待达到平衡后，移走上层清液，再加入,饱和Na,2,CO,3,溶液，重复多次直至沉淀转化完全。,当两种难溶物溶解能力差别不大时, 溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。,12,化学与生活,当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。,石灰石,岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的,溶洞,。你知道它是如何形成的吗,？,CaCO,3,Ca,2+,+ CO,3,2-,+,H,2,O+CO,2,2HCO,3,-,13,BaCO,3,Ba,2+,+ CO,3,2-,+,2H,+,H,2,O + CO,2,化学与生活,医院中进行钡餐透视时，用BaSO,4,做内服造影剂，为什么不用BaCO,3,做内服造影剂？,而H,+,和SO,4,2-,不反应，不影响BaSO,4,的沉淀溶解平衡，Ba,2+,浓度保持在安全浓度标准下，所以用BaSO,4,作“钡餐”。,14,我们学到了什么？,沉淀溶解平衡的应用,1、沉淀的生成,2、沉淀的溶解,3、沉淀的转化,4、沉淀的分离,K,SP和,沉,淀,溶,解,平,衡,的,移,动,解决沉淀溶解平衡问题的一般思路,1、龋齿的形成和防治,2、工业处理重晶石,3、锅炉除水垢等。,15,