第三节 沉淀溶解平衡(精品)

,自主探究,精要解读,实验探究,活页规范训练,单击此处编辑母版文本样式,1,固体溶解和结晶所建立的平衡有何特点？,提示,动、等、定、变等特点。,2,Mg(OH),2,为什么难溶于水而易溶于盐酸？,第三节沉淀溶解平衡,1,了解沉淀溶解平衡的定义及影响因素,2,掌握沉淀转化的条件及其产物,3,了解溶度积及其有关计算,笃学一,沉淀溶解平衡与溶度积,1.,溶解平衡,(1),概念：在一定温度下，当,与,的速率相等时，即达到溶解平衡。,(2),表达式,(,以,PbI,2,为例,),PbI,2,(s),Pb,2,(,aq,),2I,(,aq,),(3),生成难溶电解质的离子反应的限度,习惯上将溶解度小于,的电解质称为难溶电解质。对于常量的化学反应来说，相当量的离子相互反应生成难溶电解质，可以认为反应完全了。化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于,mol,L,1,时，沉淀就达完全。,沉淀溶解,离子生成沉淀,0.01g,110,5,2,溶度积,(1),表达式,对于下列沉淀溶解平衡：,M,m,A,n,(s,),m,M,n,(,aq,),n,A,m,(,aq,),K,sp,。,(2),溶度积的影响因素,K,sp,只与难溶电解质的性质和温度有关。,(3),溶度积的意义,溶度积反映了难溶电解质在水中的溶解能力。,当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，,K,sp,数值越大的难溶电解质在水中的,能力越,。,M,n,m,A,m,n,溶解,强,笃学二,沉淀溶解平衡的应用,1.,溶度积规则,(1),Q,K,sp,时，溶液中的离子,，直至沉淀溶解与离子生成沉淀达到,状态。,(2),Q,K,sp,时，沉淀溶解与离子生成沉淀处于,状态。,(3),Q,SO,4,2,，,B,错；,C,正确；,D,错。,答案,C,1,沉淀的生成,在难溶电解质的溶液中，如果有关离子浓度系数幂的乘积,(,以,Q,表示,),大于该难溶物的,K,sp,，就会生成沉淀，为使沉淀更完全，必须创造条件，促进平衡向生成沉淀的方向移动。如：加沉淀剂使,Q,K,sp,，从而析出沉淀。,在,AgNO,3,溶液中加入适量,K,2,CrO,4,溶液，当溶液中,Ag,2,CrO,4,2,K,sp,时，就会产生,Ag,2,CrO,4,沉淀。这里,K,2,CrO,4,是沉淀剂。,据此，可加入沉淀剂而析出沉淀，是分离、除杂常用的方法。如以,Na,2,S,、,H,2,S,等作沉淀剂，使某些金属离子如,Cu,2,、,Hg,2,等生成极难溶的硫化物,CuS,、,HgS,等沉淀。,2,沉淀的溶解,根据溶度积规则，当,Q,K,sp,时，沉淀溶解平衡就向溶解的方向进行。因此，使沉淀溶解的总原则是：设法使构成该晶体的离子的浓度减小，使之满足,Q,K,sp,。常用的方法有：,(1),酸碱溶解法。加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离子反应，降低离子浓度，使平衡向溶解方向移动。如难溶于水的,BaCO,3,可溶于酸中。,(2),发生氧化还原反应使沉淀溶解。有些金属硫化物如,CuS,、,HgS,等，其溶度积特别小，在其饱和溶液中,c,(S,2,),特别小，不溶于非氧化性强酸，只溶于氧化性酸,(,如硝酸、王水等,),，,S,2,被氧化以减小其浓度，而达到沉淀溶解的目的。此法适用于那些具有明显氧化性或还原性的难溶物。,(3),生成络合物使沉淀溶解,向沉淀溶解平衡体系中加入适当的络合剂，使溶剂中某种离子生成稳定的络合物，以减小其离子浓度，从而使沉淀溶解。如溶解,AgCl,可加入氨水以生成,Ag(NH,3,),2,而使,AgCl,溶解。,3,沉淀的转化,沉淀转化实质就是沉淀溶解平衡的移动，一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。,(1),沉淀转化包括两个过程：一是沉淀的溶解，二是沉淀的生成。,第一个过程必须满足,Q,K,sp,。,例如：,K,sp,(AgCl,),1.810,10,mol,2,L,2,，,K,sp,(AgI,),9.310,17,mol,2,L,2,，因此，可实现从,AgCl,到,AgI,的转化。,(2),应用,锅炉除水垢，锅炉中的水垢含有,CaSO,4,，较难清除，可用,Na,2,CO,3,溶液处理，使,CaSO,4,转化为疏松可溶于酸的,CaCO,3,沉淀，这样锅垢就易于清除。,对一些自然现象的解释。在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。,工业上处理重晶石。在重晶石中存在平衡：,BaSO,4,(s),Ba,2,(,aq,),SO,4,2,(,aq,),，在溶液中加入过量,Na,2,CO,3,，难溶的,BaSO,4,就转化成较易溶的,BaCO,3,，然后用盐酸处理得到了易溶的钡盐。,氟化物防治龋齿。,答案,A,沉淀剂的选择和使用,1,利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生；其次希望沉淀生成反应进行得越完全越好。如要除去溶液中的,Mg,2,，应使用,NaOH,等使之转化为溶解度较小的,Mg(OH),2,。,2,不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于,1,10,5,mol,L,1,时，沉淀就达完全。由,K,sp,的表达式可知，要使除去的离子在溶液中残留的浓度尽可能地小，要加入过量的沉淀剂。,【,体验,3,】,要使工业废水中的重金属,Pb,2,离子沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知,Pb,2,离子与这些离子形成的化合物的溶解度如下：,由上述数据可知，选用沉淀剂最好为,(,),。,A,硫化物,B,硫酸盐,C,碳酸盐,D,以上沉淀剂均可,解析,PbS,的溶解度最小，沉淀最彻底，故选,A,。,答案,A,化合物,PbSO,4,PbCO,3,PbS,溶解度,/g,1.03,10,4,1.81,10,7,1.84,10,14,实验探究十六沉淀溶解平衡在物质分离和除杂中的应用,【,案例,】,金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的,pH,，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同,pH,下的溶解度,(,S,/,mol,L,1,),如图所示。,难溶金属氢氧化物,S,pH,图,(1)pH,3,时溶液中铜元素的主要存在形式是,_,。,(2),若要除去,CuCl,2,溶液中的少量,Fe,3,，应该控制溶液的,pH(,),。,A,6,(3),在,Ni(NO,3,),2,溶液中含有少量的,Co,2,杂质，,_(,填,“,能,”,或,“,不能,”,),通过调节溶液,pH,的方法来除去，理由是,_,。,(4),要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水生成,Cu(NH,3,),4,2,，写出反应的离子方程式：,_,。,(5),已知一些难溶物的溶度积常数如下表：,为除去某工业废水中含有的,Cu,2,、,Pb,2,、,Hg,2,杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的,(,),。,A,NaOH,B,FeS,C,Na,2,S,物质,FeS,MnS,CuS,PbS,HgS,ZnS,K,sp,6.3,10,18,2.5,10,13,1.3,10,35,3.4,10,28,6.4,10,33,1.6,10,24,答案,(1)Cu,2,(2)B,(3),不能,Co,2,和,Ni,2,沉淀的,pH,范围相差太小,(4)Cu(OH),2,4NH,3,H,2,O=Cu(NH,3,),4,2,2OH,4H,2,O,(5)B,单击此处进入 活页规范训练,