《沉淀溶解平衡》PPT課件.ppt

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1 固體溶解和結晶所建立的平衡有何特點 提示動 等 定 變等特點 2 Mg OH 2為什么難溶于水而易溶于鹽酸 第三節(jié)沉淀溶解平衡 1 了解沉淀溶解平衡的定義及影響因素2 掌握沉淀轉化的條件及其產物3 了解溶度積及其有關計算 篤學一沉淀溶解平衡與溶度積1 溶解平衡 1 概念 在一定溫度下 當與的速率相等時 即達到溶解平衡 2 表達式 以PbI2為例 PbI2 s Pb2 aq 2I aq 3 生成難溶電解質的離子反應的限度習慣上將溶解度小于的電解質稱為難溶電解質 對于常量的化學反應來說 相當量的離子相互反應生成難溶電解質 可以認為反應完全了 化學上通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于mol L 1時 沉淀就達完全 沉淀溶解 離子生成沉淀 0 01g 1 10 5 2 溶度積 1 表達式對于下列沉淀溶解平衡 MmAn s mMn aq nAm aq Ksp 2 溶度積的影響因素Ksp只與難溶電解質的性質和溫度有關 3 溶度積的意義 溶度積反映了難溶電解質在水中的溶解能力 當化學式所表示的組成中陰 陽離子個數比相同時 Ksp數值越大的難溶電解質在水中的能力越 Mn m Am n 溶解 強 篤學二沉淀溶解平衡的應用1 溶度積規(guī)則 1 Q Ksp時 溶液中的離子 直至沉淀溶解與離子生成沉淀達到狀態(tài) 2 Q Ksp時 沉淀溶解與離子生成沉淀處于狀態(tài) 3 Q Ksp時 若體系中有足量的固體存在 則固體 直至沉淀溶解與離子生成沉淀達到狀態(tài) 2 沉淀的生成 1 欲使某物質析出沉淀必須使其濃度商溶度積 填 大于 小于 或 等于 這就要增大 使反應向生成沉淀的方向進行 2 控制溶液的 可使某些難溶的弱酸鹽和氫氧化物沉淀或溶解 生成沉淀 平衡 平衡 溶解 平衡 大于 離子濃度 pH 3 沉淀的溶解要使沉淀溶解 必須該難溶鹽飽和溶液中某一離子的濃度 4 沉淀的轉化 1 在含有沉淀的溶液中 加入適當試劑 與某一離子結合成為的物質 2 沉淀轉化的實質是沉淀溶解平衡的 降低 更難溶 移動 慎思1 Ksp越小 對應物質的溶解度則越小 此說法正確嗎 提示不正確 慎思2 請思考所有難溶電解質的Ksp都一定會隨溫度的升高而變大嗎 并說明原因 提示不一定 Ksp升高表示難溶電解質的溶解能力增強 只有那些隨溫度升高溶解度增大的難溶電解質的Ksp才變大 如Ca OH 2就不是 慎思3 試利用平衡移動原理解釋下列事實 1 CaCO3難溶于稀硫酸 卻能溶于醋酸中 2 分別用等體積的蒸餾水和0 010mol L 1硫酸洗滌BaSO4沉淀 用水洗滌造成BaSO4的損失量大于用稀硫酸洗滌的損失量 3 醫(yī)學上常用BaSO4作為 鋇餐 而不用BaCO3 1 沉淀溶解平衡與各類平衡的比較 難溶電解質在水中的沉淀溶解平衡和化學平衡 電離平衡一樣 合乎平衡的基本特征 滿足平衡的基本變化規(guī)律 2 溶度積的應用 1 利用Ksp判斷沉淀的溶解與生成定義難溶電解質溶液中有關離子濃度冪的乘積為Q 通過比較Ksp和Q的相對大小 可以判斷難溶電解質在給定條件下能否溶解 2 利用Ksp計算難溶物質的溶解度一定溫度下飽和溶液的濃度 也就是該溶質在此溫度下的溶解度 如果溶質MaXb的溶解度為S 并以mol L 1為單位 那么 例1 有關AgCl沉淀的溶解平衡的說法中 不正確的是 A AgCl沉淀生成和溶解不斷進行 但速率相等B AgCl難溶于水 溶液中沒有Ag 和Cl C 升高溫度 AgCl沉淀的溶解度增大D 向AgCl沉淀中加入NaCl固體 AgCl沉淀的溶解度降低解析AgCl固體在溶液中達到溶解平衡后 溶解與沉淀速率相等 但不為0 A項正確 AgCl難溶于水 但溶解的部分可電離出Ag 和Cl B項錯誤 一般來說 升高溫度有利于固體物質的溶解 C項正確 向AgCl沉淀中加入NaCl固體 增大了Cl 濃度 促使溶解平衡向左移動 降低了AgCl的溶解度 D項正確 答案B 影響沉淀溶解平衡的因素1 內因 難溶電解質的性質 2 外因 1 濃度 加水稀釋 沉淀溶解平衡向溶解方向移動 但是Ksp不變 2 溫度 多數難溶電解質溶解吸熱 所以升溫會使沉淀溶解平衡向溶解方向移動 Ksp變大 3 同離子效應 沉淀溶解平衡體系中 加入相同的離子 沉淀溶解平衡逆向移動 但是Ksp不變 4 其他 沉淀溶解平衡體系中 加入可與某些離子反應生成更難溶物質或者氣體的離子 沉淀溶解平衡向溶解方向移動 但是Ksp不變 體驗1 下列說法中正確的是 A 只有易溶電解質在溶液中才存在溶解平衡B 難溶電解質在溶液中只存在溶解平衡 不存在電離平衡C 溶解平衡只能通過電解質溶解于水時建立D 溶解平衡時 電解質表面上的離子或分子脫離電解質的速率與溶液中的離子或分子回到電解質表面的速率相等解析認真理解溶解平衡的內涵是解題的關鍵 溶解平衡發(fā)生在固體表面 是在一定條件下離子向溶劑中擴散和溶劑中離子向固體表面析出建立的平衡 溶解平衡時以上兩種速率相等 答案D 解析因加入BaCl2溶液 使Ba2 濃度增大 SO42 濃度減小 A錯 Ba2 SO42 Ksp 但 Ba2 SO42 B錯 C正確 D錯 答案C 1 沉淀的生成在難溶電解質的溶液中 如果有關離子濃度系數冪的乘積 以Q表示 大于該難溶物的Ksp 就會生成沉淀 為使沉淀更完全 必須創(chuàng)造條件 促進平衡向生成沉淀的方向移動 如 加沉淀劑使Q Ksp 從而析出沉淀 在AgNO3溶液中加入適量K2CrO4溶液 當溶液中 Ag 2 CrO42 Ksp時 就會產生Ag2CrO4沉淀 這里K2CrO4是沉淀劑 據此 可加入沉淀劑而析出沉淀 是分離 除雜常用的方法 如以Na2S H2S等作沉淀劑 使某些金屬離子如Cu2 Hg2 等生成極難溶的硫化物CuS HgS等沉淀 2 沉淀的溶解根據溶度積規(guī)則 當Q Ksp時 沉淀溶解平衡就向溶解的方向進行 因此 使沉淀溶解的總原則是 設法使構成該晶體的離子的濃度減小 使之滿足Q Ksp 常用的方法有 1 酸堿溶解法 加入酸或堿與溶解平衡體系中的相應離子反應 降低離子濃度 使平衡向溶解方向移動 如難溶于水的BaCO3可溶于酸中 2 發(fā)生氧化還原反應使沉淀溶解 有些金屬硫化物如CuS HgS等 其溶度積特別小 在其飽和溶液中c S2 特別小 不溶于非氧化性強酸 只溶于氧化性酸 如硝酸 王水等 S2 被氧化以減小其濃度 而達到沉淀溶解的目的 此法適用于那些具有明顯氧化性或還原性的難溶物 3 生成絡合物使沉淀溶解向沉淀溶解平衡體系中加入適當的絡合劑 使溶劑中某種離子生成穩(wěn)定的絡合物 以減小其離子濃度 從而使沉淀溶解 如溶解AgCl可加入氨水以生成 Ag NH3 2 而使AgCl溶解 3 沉淀的轉化沉淀轉化實質就是沉淀溶解平衡的移動 一般說來 溶解度小的沉淀轉化成溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn) 1 沉淀轉化包括兩個過程 一是沉淀的溶解 二是沉淀的生成 第一個過程必須滿足QKsp 例如 Ksp AgCl 1 8 10 10mol2 L 2 Ksp AgI 9 3 10 17mol2 L 2 因此 可實現(xiàn)從AgCl到AgI的轉化 2 應用 鍋爐除水垢 鍋爐中的水垢含有CaSO4 較難清除 可用Na2CO3溶液處理 使CaSO4轉化為疏松可溶于酸的CaCO3沉淀 這樣鍋垢就易于清除 對一些自然現(xiàn)象的解釋 在自然界也發(fā)生著溶解度小的礦物轉化為溶解度更小的礦物的現(xiàn)象 工業(yè)上處理重晶石 在重晶石中存在平衡 BaSO4 s Ba2 aq SO42 aq 在溶液中加入過量Na2CO3 難溶的BaSO4就轉化成較易溶的BaCO3 然后用鹽酸處理得到了易溶的鋇鹽 氟化物防治齲齒 答案A 沉淀劑的選擇和使用1 利用生成沉淀分離或除去某種離子 首先要使生成沉淀的反應能夠發(fā)生 其次希望沉淀生成反應進行得越完全越好 如要除去溶液中的Mg2 應使用NaOH等使之轉化為溶解度較小的Mg OH 2 2 不可能使要除去的離子全部通過沉淀除去 一般認為殘留在溶液中的離子濃度小于1 10 5mol L 1時 沉淀就達完全 由Ksp的表達式可知 要使除去的離子在溶液中殘留的濃度盡可能地小 要加入過量的沉淀劑 體驗3 要使工業(yè)廢水中的重金屬Pb2 離子沉淀 可用硫酸鹽 碳酸鹽 硫化物等作沉淀劑 已知Pb2 離子與這些離子形成的化合物的溶解度如下 由上述數據可知 選用沉淀劑最好為 A 硫化物B 硫酸鹽C 碳酸鹽D 以上沉淀劑均可解析PbS的溶解度最小 沉淀最徹底 故選A 答案A 實驗探究十六沉淀溶解平衡在物質分離和除雜中的應用 案例 金屬氫氧化物在酸中溶解度不同 因此可以利用這一性質 控制溶液的pH 達到分離金屬離子的目的 難溶金屬的氫氧化物在不同pH下的溶解度 S mol L 1 如圖所示 難溶金屬氫氧化物S pH圖 1 pH 3時溶液中銅元素的主要存在形式是 2 若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3 應該控制溶液的pH A 6 3 在Ni NO3 2溶液中含有少量的Co2 雜質 填 能 或 不能 通過調節(jié)溶液pH的方法來除去 理由是 4 要使氫氧化銅沉淀溶解 除了加入酸之外 還可以加入氨水生成 Cu NH3 4 2 寫出反應的離子方程式 5 已知一些難溶物的溶度積常數如下表 為除去某工業(yè)廢水中含有的Cu2 Pb2 Hg2 雜質 最適宜向此工業(yè)廢水中加入過量的 A NaOHB FeSC Na2S 答案 1 Cu2 2 B 3 不能Co2 和Ni2 沉淀的pH范圍相差太小 4 Cu OH 2 4NH3 H2O Cu NH3 4 2 2OH 4H2O 5 B 單擊此處進入活頁規(guī)范訓練