沉淀溶解平衡计算解读ppt课件

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,*,1、沉淀溶解平衡定义：一定温度下，当,沉淀溶解的速率,和,沉淀生成的速率,相等,时，形成电解质的,饱和,溶液，达到,平衡,状态，这种平衡称为沉淀溶解平衡。,2、溶度积常数（,K,sp,）,在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时，离子浓度保持不变。,其离子浓度的化学计量数次方的乘积为一个常数,，称之为溶度积常数，简称溶度积，用,K,sp,表示。,影响Ksp的因素:,Ksp,值的大小只与,难溶电解质本身的性质和温度,有关，与浓度无关。,Ksp的意义:,Ksp,反映了难溶电解质在水中的,溶解能力,。,同类型,的难溶电解质，在同温度下，,Ksp,越大，溶解度越大；,不同类型,的难溶电解质，应通过计算才能进行比较。,1、沉淀溶解平衡定义：一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成,1,3、沉淀的溶解与生成,利用Q与K判断沉淀的生成与溶解,Q=K,sp,时难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态，溶液是饱和溶液。,QK,sp,溶液中将析出沉淀，直到溶液中的Q=K,sp,为止。,QK,sp,溶液为不饱和溶液，将足量的难溶电解质固体放入，固体将溶解，直到溶液中Q=K,sp,时，溶液达到饱和。,以上规则称为溶度积规则。沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互,转化的条件是离子浓度的大小，控制离子浓度的大小，可以使反应向所需,要的方向转化。,3、沉淀的溶解与生成Q=Ksp时难溶电解质达到沉淀溶解,2,有关计算,(1).,利用溶度积计算某种离子的浓度,例1:25时，,K,sp,(PbI,2,),=7.110,-9,mol,3,L,-3,求,PbI,2,的饱和溶液中的,Pb,2+,和I,-,.,练1:25时，,K,sp,(AgBr),=5.010,-10,mol,2,L,-2,求,AgBr的饱和溶液中的,Ag,+,和Br,-,.,练2:25时，,K,sp,(Mg(OH),2,),=,5.610,-12,mol,3,L,-3,求,Mg(OH),2,的饱和溶液中的,Mg,2+,和OH,-,.,已知沉淀溶解平衡，求饱和溶液中的离子浓度。,有关计算(1).利用溶度积计算某种离子的浓度例1:25时，,3,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,mol,2,L,-2,BaCO,3,Ba,2+,+CO,3,2-,K,sp,=5.110,-9,mol,2,L,-2,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,时，离子才能生成沉淀。,混合后：Ag,+,=2 10,-3,mol,L,-1,Cl,-,=,2 10,-3,mol,L,-1,Q,c,=Ag,+,Cl,-,=,2 10,-3,mol,L,-1,2 10,-3,mol,L,-1,=4.0,10,-6,mol,2,L,-2,1.8,10,-10,mol,2,L,-2,Q,c,K,sp,所以有AgCl沉淀析出。,练习：将410,-3,mol,L,-1,的Pb(NO,3,),2,溶液与,410,-3,mol,L,-1,的KI溶液,等体积混合能否有沉淀析出？,K,sp,(PbI,2,)=7.110,-9,mol,3,L,-3,解：Q,c,=pb,2+,I,-,2,=,2 10,-3,mol,L,-1,(,2 10,-3,mol,L,-1,),2,=8,10,-9,Ksp(PbI,2,)所以有PbI,2,沉淀析出。,已知离子浓度，判断是否形成沉淀,(2)沉淀的生成例1：将410-3molL-1的AgNO,6,例2.在1L含1.010,-3,mol,L,-1,的SO,4,2-,溶液中，注入0.01mol,BaCl,2,溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去SO,4,2-,?已知:,K,sp,(BaSO,4,)=1.110,-10,mol,2,L,-2,解：c(Ba,2+,)=0.01mol/L,c(SO,4,2-,)=0.001mol/L,生成BaSO,4,沉,淀后，Ba,2+,过量，剩余的即Ba,2+,=0.01-0.001=0.009mol/L.,SO,4,2-,=K,sp,/Ba,2+,=1.110,-10,/9.010,-3,=1.210,-8,(mol/L),因为，剩余的即SO,4,2-,=1.210,-8,mol/L1.010,-5,mol/L,所以，SO,4,2-,已沉淀完全，即有效除去了SO,4,2-,。,注意：,当剩余离子即平衡离子浓度10,-5,mol/L时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。,已知某一离子浓度，求形成沉淀所需另一离子浓度。,例2.在1L含1.010-3molL-1 的SO42-,7,例.用5%的Na,2,SO,4,溶液能否有效除去误食的Ba,2+,?已知:,K,sp,(BaSO,4,)=1.110,-10,mol,2,L,-2,解：5%的Na,2,SO,4,溶液中的SO,4,2-,0.352mol/L,Ba,2+,=(1.110,-10,mol,2,L,-2,)/(0.352mol/L),=2.9,10,-10,mol,L,-1,因为剩余的,Ba,2+,K,sp,(CuS),CuS的溶解度远小于ZnS的溶解度。,当向ZnS沉淀上滴加CuSO,4,溶液时，ZnS溶解产生的S,2-,与 CuSO,4,溶液中的Cu,2+,足以满足Q,c,Ksp(CuS)的条件，S,2-,与Cu,2+,结合产生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。CuS沉淀的生成，使得S,2-,的浓度降低，导致S,2-,与Zn,2+,的Q,c,K,sp,(CuS),所以,ZnS沉淀会转化为CuS沉淀,练习:已知,K,sp,(MnS)=2.510,-13,Ksp(PbS)=3.410,-28,mol,2,L,-2,通过计算说明MnS沉淀中滴加0.01mol/L的Pb(NO,3,),2,溶液是否有PbS沉淀析出。,(2).ZnS沉淀为什么转化为CuS沉淀的定量计算,例：在ZnS沉淀加入10mL0.001mol/L的CuSO,12,利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用FeS(s)、MnS(s)等难溶物作为沉淀剂除去废水中的Cu,2+,、Hg,2+,、Pb,2+,等重金属离子。,Ksp(FeS)=6.310,-18,mol,2,L,-2,Ksp(CuS)=1.310,-36,mol,2,L,-2,Ksp(HgS)=6.410,-53,mol,2,L,-2,Ksp(PbS)=3.410,-28,mol,2,L,-2,练习：写出FeS(s)与废水中的Cu,2+,、Hg,2+,、Pb,2+,的反应离子方程式。,FeS(s)+Cu,2+,(aq)=CuS(s)+Fe,2+,FeS(s)+Pb,2+,(aq)=PbS(s)+Fe,2+,FeS(s)+Hg,2+,(aq)=HgS(s)+Fe,2+,利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用,13,Cu,2+,+MnS(s)=CuS(s)+Mn,2+,Cu,2+,+H,2,S=CuS,+2H,+,Cu,2+,+S,2-,=CuS,Cu,2+,+HS,-,=CuS,+H,+,用MnS、H,2,S、Na,2,S、NaHS、(NH,4,),2,S作沉淀剂都能除去工,业废水中的Cu,2+,、Hg,2+,、Pb,2+,等重金属离子。,Cu2+MnS(s)=CuS(s)+Mn2+,14,水垢中的,Mg(OH),2,是怎样生成的?,硬水:是含有较多,Ca,2+,、Mg,2+,、HCO,3,-,、,Cl,-,和SO,4,2-,的水.,加热时：,Ca,2+,+2HCO,3,-,=CaCO,3,+CO,2,+H,2,O,Mg,2+,+2HCO,3,-,=MgCO,3,+CO,2,+H,2,O,MgCO,3,+H,2,O=Mg(OH),2,+CO,2,为什么在水垢中镁主要以,Mg(OH),2,沉淀,形式存在，而,不是以MgCO,3,沉淀,的形式存在？比较它们饱和时Mg,2+,的大小。,水垢中的Mg(OH)2是怎样生成的?硬水:是含有较多Ca2+,15,MgCO,3,沉淀溶解平衡：MgCO,3,(s)Mg,2+,+CO,3,2-,CO,3,2-,水解平衡：CO,3,2-,+H,2,O HCO,3,-,+OH,-,因为Q,c,K,sp,(Mg(OH),2,),所以有Mg(OH),2,沉淀析出。即加热后，MgCO,3,沉淀转化为Mg(OH),2,。,因此硬水加热后的水垢的主要成分是CaCO,3,和Mg(OH),2,而不是CaCO,3,和MgCO,3,.,洗涤水垢的方法：除出水垢中的CaCO,3,和Mg(OH),2,用食醋，CaCO,3,+2CH,3,COOH=(CH,3,COO),2,Ca+CO,2,+H,2,O,Mg(OH),2,+2CH,3,COOH=(CH,3,COO),2,Mg+2H,2,O,MgCO3沉淀溶解平衡：MgCO3(s),16,1.,在1L溶液中，其中含有0.0001mol的NaCl和0.01mol的K,2,CrO,4,逐滴加入AgNO,3,溶液时，设溶液的体积不变，通过计算说明谁先沉淀？Ksp(AgCl)=1.810,-10,mol,2,L,-2,K,sp,(Ag,2,CrO,4,)=1.110,-12,mol,3,L,-3,2.某,工业废水中含有中Cu,2+,、Hg,2+,、Pb,2+,等重金属离子，常用FeS(s)作为沉淀剂除去废水中的Cu,2+,、Hg,2+,、Pb,2+,等重金属离子。,(1).写出反应的离子方程式。,(2).若假设工业废水中含有中Cu,2+,、Hg,2+,、Pb,2+,的浓度均为1,.010,-5,mol,L,-1,，试通过计算加入,FeS(s)有无CuS、HgS、PbS沉淀析出，若有沉淀析出，沉淀析出的先后顺序怎样？,K,sp,(FeS)=6.3,10,-18,mol,2,L,-2,K,sp,(CuS)=,1.3,10,-36,mol,2,L,-2,K,sp,(HgS)=6.4,10,-53,mol,2,L,-2,K,sp,(PbS)=,3.4,10,-28,mol,2,L,-2,3.写出硬水中的Ca,2+,、Mg,2+,、HCO,3,2-,在加热的条件下转化成为CaCO,3,和Mg(OH),2,的化学方程式。,4.写出用食醋除出水垢的化学方程式。,1.在1L溶液中，其中含有0.0001mol的NaCl和0.,17,