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难溶电解质的溶解平衡,难溶电解质的溶解平衡,一、沉淀溶解平衡 1、固体物质的溶解性 2、沉淀溶解平衡 3、影响沉淀溶解平衡的因素 二、溶度积 1、判断沉淀溶解方向 2、分步沉淀选择合适的沉淀剂 三、沉淀反应的应用 1、沉淀的生成： QcKsp 2、沉淀的溶解： QcKsp 3、沉淀的转化,三、沉淀反应的应用,1、沉淀的生成： QcKsp 实质：平衡向生成沉淀的方向移动（分离或除去某些离子） （1）加入沉淀剂 如：沉淀Cu2+、Hg2+ 、Ag+等，以Na2S、H2S作沉淀剂 （2）调节溶液的pH 如：工业原料NH4Cl中混有FeCl3，使其溶解于水加氨水调 pH值至78，使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。,Hg2 + S2= HgS Cu2 + H2S= CuS+2H+,Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4,除去某溶液中的SO42-，你选择加入钡盐还是钙盐？为什么？,三、沉淀反应的应用,（3）氧化还原法 如：在粗制CuSO4.5H2O晶体中常含有杂质Fe2+，在提纯时，为了除去Fe2+，常用什么方法？(溶液中Fe2+ 、Cu2+、Fe3+完全沉淀为氢氧化物，需要的pH分别为9.6、6.4、3.7),为了除去Fe2+，常加少量的H2O2，使Fe2+氧化为Fe3+，然后再加少量碱至溶液pH=4，可以达到除去亚铁离子而不损失硫酸铜的目的。,多种方法综合处理,三、沉淀反应的应用,1、沉淀的生成： QcKsp 多种方法综合运用 1、工业制备氯化铜时，将浓盐酸用蒸汽加热至80 左右，慢慢加入粗CuO粉末（含杂质Fe2O3 ， FeO），充分搅拌，使之溶解，得一强酸性的混合溶液，现欲从该混合溶液中制备纯净的CuCl2溶液，采用以下步骤：参考数据如下,二、溶度积,1、沉淀的生成： QcKsp 多种方法综合运用 （1）第一步除去Fe2+，能否直接调整pH=9.0将Fe2+沉淀除去？理由是_。 （2）有人用强氧化剂NaClO将Fe2+氧化为Fe3+： 加入NaClO后，溶液的pH的变化是_ A.一定增大 B.一定减小 C.可能增大 D.可能减小 你认为用NaClO作氧化剂是否妥当？理由是？ （3）现在下列几种常用的氧化剂，可用于除去混合溶液中的Fe2+的有_ A.浓HNO3 B.KMnO4 C.Cl2 D.O2 E.H2O2,不能；因Fe2+沉淀的pH最大，Fe2+沉淀完全时，Cu2+也沉淀,A,不妥当；引入了新杂质Na+,CDE,二、溶度积,1、沉淀的生成： QcKsp 多种方法综合运用 （4）除去溶液中的Fe3+的方法是调整溶液的pH=3.2，现有下列试剂，均可将强酸性的溶液的pH调到3.2，最适宜选用的有_ A.NaOH B.氨水 C.Cu2(OH)2CO3 D.Na2CO3 E.CuO F.Cu(OH)2） （5）若提供的药品有：Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu，试结合题给表格作参照，简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤： （6）将除去Fe3+和Fe2+后所得溶液小心加热浓缩，再冷却结晶，即可得CuCl2xH2O。如果要将CuCl2xH2O处理为无水氯化铜，如何操作：_,CEF,通入足量Cl2，使Fe2+转化为Fe3+；加入CuO，调节溶液pH 约为4（或3.2pH4.7），使Fe3沉淀完全,在干燥的HCl气流保护下加热,三、沉淀反应的应用,2、金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/molL1)如图所示。 (1)pH3时溶液中铜元素的 主要存在形式是_。 (2)若要除去CuCl2溶液中的 少量Fe3，应该控制溶液的 pH_。 A6,Cu2,B,三、沉淀反应的应用,1、金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/molL1)如图所示。 (3)在Ni(NO3)2溶液中含有 少量的Co2杂质，_ (“能”、“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(NH3)42，该反应的离子方程式_。,不能,Co2和Ni2沉淀时的pH范围相差太小,Cu(OH)24NH3H2O=Cu(NH3)422OH4H2O,三、沉淀反应的应用,2、沉淀的溶解： QcKsp 实质：移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解。 (1)、酸溶解法： 如：固态CaCO3溶于盐酸中：,HCO3-,H+,加入H+,H2CO3,(2)、盐溶解法 如：在有固态Mg(OH)2存在的饱和溶液中，存在着如下平衡： 向该饱和溶液中分别加入盐酸、NaAc 、NH4Cl时，固体Mg(OH)2的质量有什么变化？,三、沉淀反应的应用,NH3 H2O,加入NH4+,三、沉淀反应的应用,1已知：25 时，KspMg(OH)25.6110-12，Ksp(MgF2)7.4210-11。下列说法正确的是( ) A25 时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2+)大 B25 时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2+)增大 C25 时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 molL1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 molL1 NH4Cl溶液中的Ksp小 D25 时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后， Mg(OH)2不可能转化为MgF2,B,三、沉淀反应的应用,(3)、配位溶解法 如：在有固态AgCl存在的饱和溶液中，存在着如下平衡：,Ag(NH3)2+,2NH3 H2O,Cu(OH)2(s)+4NH3 H2O Cu(NH3)42+(aq) + 4H2O+2OH-,三、沉淀反应的应用,(4) 、氧化还原法 如：不溶于盐酸的AgS、CuS、HgS等硫化物加热条件下可溶于硝酸中。,3Ag2S+8HNO3 = 6AgNO3 + 3S + 2NO + 4H2O,2AgNO3+H2S = Ag2S+2HNO3,三、沉淀反应的应用,2、沉淀的溶解： QcKsp,（1）.酸溶解法：强酸是常用的溶解难溶电解质的试剂。如可溶解难溶氢氧化物（如Al(OH)3）、难溶碳酸盐(如CaCO3)、某些难溶硫化物（如FeS）等。,（2）.盐溶解法：某些盐溶液也可用来溶解沉淀。（如Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液中）,（3）.配位溶解法：如Cu(OH)2可溶于NH3 H2O溶液中，AgCl也可溶于NH3 H2O溶液中。,AgCl(s)+2NH3 H2O Ag(NH3)2+(aq) + 2H2O+2Cl-,Cu(OH)2(s)+4NH3 H2O Cu(NH3)42+(aq) + 4H2O+2OH-,（4）.氧化还原法：如：不溶于盐酸的AgS、CuS、HgS等硫化物可溶于硝酸中。,3Ag2S+8HNO3 = 6AgNO3 + 3S + 2NO + 4H2O,三、沉淀反应的应用,1、某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是( ) AKspFe(OH)3KspCu(OH)2 B加适量NH4Cl固体可使溶液 由a点变到b点 Cc、d两点代表的溶液中 c(H)与c(OH)乘积相等 DFe(OH)3、Cu(OH)2分别在 b、c两点代表的溶液中达到饱和,B,三、沉淀反应的应用,有白色沉淀 析出,白色沉淀转变 为黄色,黄色沉淀转变 为黑色,三、沉淀反应的应用,向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液,生成白色沉淀,向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液，静置,白色沉淀转变为红褐色,三、沉淀反应的应用,AgCl(s) Ag+(aq) +Cl-(aq),+,KI = I- + K+,AgI（s）,2AgI(s) 2Ag+ (aq)+2I-(aq),Na2S = S2- + 2Na+,+,Ag2S（s）,三、沉淀反应的应用,3、沉淀的转化 已知下列数据，根据实验现象，能得到什么结论？ 结论：沉淀一般可从溶解度小的向溶解度更小的方向转化，两者差别越大，转化越容易。,三、沉淀反应的应用,实质：沉淀溶解平衡的移动。沉淀一般可从溶解度小的向溶解度更小的方向转化，两者差别越大，转化越容易 如在BaSO4溶液中加入过量的Na2CO3，通过增大c(CO32-)、移走上层溶液等使BaSO4转化为BaCO3,注意：并不是Ksp相对较小的沉淀转化为Ksp相对较大的沉淀就完全不能进行 。,三、沉淀反应的应用,4、室温下BaCO3、BaSO4的Ksp分别为5.110-9mol2 L-2、1.110-10mol2 L-2现欲使BaCO3固体转化为BaSO4时，所加Na2SO4溶液的浓度至少为（ ） A.7.1410-5mol/L B.3.310-5mol/L C.1.5410-6mol/L D.5.110-9mol/L,C,法1：BaCO3(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq),法2：BaCO3(s) + SO42- BaSO4(s) + CO32-(aq),三、沉淀反应的应用,1、已知CuSO4溶液分别与Na2CO3、Na2S溶液反应的情况如下： (1)CuSO4+Na2CO3 主要：Cu2+ + CO32- + H2O = Cu(OH)2+ CO2 次要：Cu2+ + CO32-= CuCO3 (2)CuSO4+ Na2S 主要：Cu2+ S2= CuS 次要：Cu2+ + S2+ 2H2O= Cu(OH)2+ H2S 下列几种物质溶解能力由大到小的顺序是( ) ACu(OH)2CuCO3CuS BCuSCuCO3Cu(OH)2 CCuSCu(OH)2CuCO3 DCuCO3Cu(OH)2CuS,D,三、沉淀反应的应用,1、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Cu2、Pb2、Hg2杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的_(填选项)。 ANaOH BFeS CNa2S,B,三、沉淀反应的应用,2、在实际生产中，通常将难溶于强酸的BaSO4制成易溶于盐酸的碳酸钡，已知25时Ksp(BaCO3)5.1109，Ksp(BaSO4)1.11010。今有0.15 L 1.5 mol/L的Na2CO3溶液可以使多少克BaSO4固体转化掉？,初始 (mol/L) 1.5 0 平衡 (mol/L) 1.5x x,三、沉淀反应的应用,生产应用、解释自然现象 锅炉除水垢 可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。,水垢成分：CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4,用饱和Na2CO3 溶液浸泡数天,疏松的水垢CaCO3 Mg(OH)2,除去水垢,用盐酸,写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式,三、沉淀反应的应用,应用 一些自然现象的解释 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。 如：各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)，便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。,沉淀的生成、溶解、转化的实质：沉淀溶解平衡的移动,
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