《沉淀溶解平衡》PPT課件.ppt

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1 固體溶解和結(jié)晶所建立的平衡有何特點(diǎn) 提示動(dòng) 等 定 變等特點(diǎn) 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(zhuǎn)化的條件及其產(chǎn)物3 了解溶度積及其有關(guān)計(jì)算 篤學(xué)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(dāng)與的速率相等時(shí) 即達(dá)到溶解平衡 2 表達(dá)式 以PbI2為例 PbI2 s Pb2 aq 2I aq 3 生成難溶電解質(zhì)的離子反應(yīng)的限度習(xí)慣上將溶解度小于的電解質(zhì)稱(chēng)為難溶電解質(zhì) 對(duì)于常量的化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō) 相當(dāng)量的離子相互反應(yīng)生成難溶電解質(zhì) 可以認(rèn)為反應(yīng)完全了 化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于mol L 1時(shí) 沉淀就達(dá)完全 沉淀溶解 離子生成沉淀 0 01g 1 10 5 2 溶度積 1 表達(dá)式對(duì)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(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān) 3 溶度積的意義 溶度積反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力 當(dāng)化學(xué)式所表示的組成中陰 陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同時(shí) Ksp數(shù)值越大的難溶電解質(zhì)在水中的能力越 Mn m Am n 溶解 強(qiáng) 篤學(xué)二沉淀溶解平衡的應(yīng)用1 溶度積規(guī)則 1 Q Ksp時(shí) 溶液中的離子 直至沉淀溶解與離子生成沉淀達(dá)到狀態(tài) 2 Q Ksp時(shí) 沉淀溶解與離子生成沉淀處于狀態(tài) 3 Q Ksp時(shí) 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(dá)到狀態(tài) 2 沉淀的生成 1 欲使某物質(zhì)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(yīng)向生成沉淀的方向進(jìn)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(zhuǎn)化 1 在含有沉淀的溶液中 加入適當(dāng)試劑 與某一離子結(jié)合成為的物質(zhì) 2 沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的 降低 更難溶 移動(dòng) 慎思1 Ksp越小 對(duì)應(yīng)物質(zhì)的溶解度則越小 此說(shuō)法正確嗎 提示不正確 慎思2 請(qǐng)思考所有難溶電解質(zhì)的Ksp都一定會(huì)隨溫度的升高而變大嗎 并說(shuō)明原因 提示不一定 Ksp升高表示難溶電解質(zhì)的溶解能力增強(qiáng) 只有那些隨溫度升高溶解度增大的難溶電解質(zhì)的Ksp才變大 如Ca OH 2就不是 慎思3 試?yán)闷胶庖苿?dòng)原理解釋下列事實(shí) 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(xué)上常用BaSO4作為 鋇餐 而不用BaCO3 1 沉淀溶解平衡與各類(lèi)平衡的比較 難溶電解質(zhì)在水中的沉淀溶解平衡和化學(xué)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(yīng)用 1 利用Ksp判斷沉淀的溶解與生成定義難溶電解質(zhì)溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積為Q 通過(guò)比較Ksp和Q的相對(duì)大小 可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下能否溶解 2 利用Ksp計(jì)算難溶物質(zhì)的溶解度一定溫度下飽和溶液的濃度 也就是該溶質(zhì)在此溫度下的溶解度 如果溶質(zhì)MaXb的溶解度為S 并以mol L 1為單位 那么 例1 有關(guān)AgCl沉淀的溶解平衡的說(shuō)法中 不正確的是 A AgCl沉淀生成和溶解不斷進(jìn)行 但速率相等B AgCl難溶于水 溶液中沒(méi)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(dá)到溶解平衡后 溶解與沉淀速率相等 但不為0 A項(xiàng)正確 AgCl難溶于水 但溶解的部分可電離出Ag 和Cl B項(xiàng)錯(cuò)誤 一般來(lái)說(shuō) 升高溫度有利于固體物質(zhì)的溶解 C項(xiàng)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(dòng) 降低了AgCl的溶解度 D項(xiàng)正確 答案B 影響沉淀溶解平衡的因素1 內(nèi)因 難溶電解質(zhì)的性質(zhì) 2 外因 1 濃度 加水稀釋 沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng) 但是Ksp不變 2 溫度 多數(shù)難溶電解質(zhì)溶解吸熱 所以升溫會(huì)使沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng) Ksp變大 3 同離子效應(yīng) 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(dòng) 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(yīng)生成更難溶物質(zhì)或者氣體的離子 沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng) 但是Ksp不變 體驗(yàn)1 下列說(shuō)法中正確的是 A 只有易溶電解質(zhì)在溶液中才存在溶解平衡B 難溶電解質(zhì)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(guò)電解質(zhì)溶解于水時(shí)建立D 溶解平衡時(shí) 電解質(zhì)表面上的離子或分子脫離電解質(zhì)的速率與溶液中的離子或分子回到電解質(zhì)表面的速率相等解析認(rèn)真理解溶解平衡的內(nèi)涵是解題的關(guān)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(kuò)散和溶劑中離子向固體表面析出建立的平衡 溶解平衡時(shí)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(cuò) Ba2 SO42 Ksp 但 Ba2 SO42 B錯(cuò) C正確 D錯(cuò) 答案C 1 沉淀的生成在難溶電解質(zhì)的溶液中 如果有關(guān)離子濃度系數(shù)冪的乘積 以Q表示 大于該難溶物的Ksp 就會(huì)生成沉淀 為使沉淀更完全 必須創(chuàng)造條件 促進(jìn)平衡向生成沉淀的方向移動(dòng) 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(dāng)溶液中 Ag 2 CrO42 Ksp時(shí) 就會(huì)產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀 這里K2CrO4是沉淀劑 據(jù)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(jù)溶度積規(guī)則 當(dāng)Q Ksp時(shí) 沉淀溶解平衡就向溶解的方向進(jìn)行 因此 使沉淀溶解的總原則是 設(shè)法使構(gòu)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(yīng)離子反應(yīng) 降低離子濃度 使平衡向溶解方向移動(dòng) 如難溶于水的BaCO3可溶于酸中 2 發(fā)生氧化還原反應(yīng)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(qiáng)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(dá)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(luò)合物使沉淀溶解向沉淀溶解平衡體系中加入適當(dāng)?shù)慕j(luò)合劑 使溶劑中某種離子生成穩(wěn)定的絡(luò)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(zhuǎn)化沉淀轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動(dòng) 一般說(shuō)來(lái) 溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn) 1 沉淀轉(zhuǎn)化包括兩個(gè)過(guò)程 一是沉淀的溶解 二是沉淀的生成 第一個(gè)過(guò)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(shí)現(xiàn)從AgCl到AgI的轉(zhuǎn)化 2 應(yīng)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(zhuǎn)化為疏松可溶于酸的CaCO3沉淀 這樣鍋垢就易于清除 對(duì)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(zhuǎn)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(guò)量Na2CO3 難溶的BaSO4就轉(zhuǎn)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(yīng)能夠發(fā)生 其次希望沉淀生成反應(yīng)進(jìn)行得越完全越好 如要除去溶液中的Mg2 應(yīng)使用NaOH等使之轉(zhuǎn)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(guò)沉淀除去 一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1 10 5mol L 1時(shí) 沉淀就達(dá)完全 由Ksp的表達(dá)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(guò)量的沉淀劑 體驗(yàn)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(shù)據(jù)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(shí)驗(yàn)探究十六沉淀溶解平衡在物質(zhì)分離和除雜中的應(yīng)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(zhì) 控制溶液的pH 達(dá)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(shí)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(yīng)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(zhì) 填 能 或 不能 通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH的方法來(lái)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(xiě)出反應(yīng)的離子方程式 5 已知一些難溶物的溶度積常數(shù)如下表 為除去某工業(yè)廢水中含有的Cu2 Pb2 Hg2 雜質(zhì) 最適宜向此工業(yè)廢水中加入過(guò)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(jìn)入活頁(yè)規(guī)范訓(xùn)練