沉淀溶解平衡高三復(fù)習(xí)課

1、化學(xué)基本理論化學(xué)基本理論 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 一、沉淀溶解平衡的概念一、沉淀溶解平衡的概念 我們知道，沉淀在水中的溶解過程實(shí)際上是一個(gè)我們知道，沉淀在水中的溶解過程實(shí)際上是一個(gè) 可逆過程，即存在沉淀和溶解兩個(gè)互為可逆的過可逆過程，即存在沉淀和溶解兩個(gè)互為可逆的過 程。因此，在一定條件下會(huì)建立化學(xué)平衡。請(qǐng)你程。因此，在一定條件下會(huì)建立化學(xué)平衡。請(qǐng)你 嘗試給沉淀溶解平衡下定義。嘗試給沉淀溶解平衡下定義。 沉淀溶解平衡屬于沉淀溶解平衡屬于“相相”平衡。平衡。 一定溫度下，當(dāng)一定溫度下，當(dāng)沉淀溶解的速率和沉淀生成的沉淀溶解的速率和沉淀生成的 速率相等速率相等時(shí)，形成了電解質(zhì)的飽和溶液，我們把這時(shí)

2、，形成了電解質(zhì)的飽和溶液，我們把這 種平衡狀態(tài)稱為沉淀溶解平衡種平衡狀態(tài)稱為沉淀溶解平衡. 1.1.定義定義: : 2 2、沉淀溶解平衡的表示方法：、沉淀溶解平衡的表示方法： 意義：意義：表示表示：一方面：少量的：一方面：少量的AgAg+ + 和和ClCl- - 脫離脫離AgClAgCl表面進(jìn)入水中，另一方面：溶液中表面進(jìn)入水中，另一方面：溶液中 的的AgAg+ +和和ClCl- -受受AgClAgCl表面的陰、陽離子的吸引回表面的陰、陽離子的吸引回 到到AgClAgCl的表面的表面 AgClAgCl（S) AgS) Ag+ +(aq)+Cl(aq)+Cl- -(aq)(aq) 注意：不表示電

3、離平衡注意：不表示電離平衡 AgCl = AgAgCl = Ag+ +Cl+Cl- -電離方程式：電離方程式： 3.3.特征：特征： 逆、動(dòng)、等、定、變逆、動(dòng)、等、定、變 MmAn (s) mMn (aq) nAm(aq) 二、影響沉淀溶解平衡的因素二、影響沉淀溶解平衡的因素 內(nèi)因：內(nèi)因：難溶物本身的性質(zhì)難溶物本身的性質(zhì) 外因：外因：濃度：濃度：加水稀釋，平衡向溶 加水稀釋，平衡向溶 解方向移動(dòng)解方向移動(dòng) 溫度溫度： 絕大多數(shù)難溶鹽的溶絕大多數(shù)難溶鹽的溶 解是吸熱過程。解是吸熱過程。 同離子效應(yīng)：同離子效應(yīng)： 其他其他 三、溶度積常數(shù)（簡(jiǎn)稱溶度積）三、溶度積常數(shù)（簡(jiǎn)稱溶度積） 1 1、定義、定

4、義 在一定條件下，難溶性電解質(zhì)形成在一定條件下，難溶性電解質(zhì)形成飽和溶液并飽和溶液并達(dá)到溶解達(dá)到溶解 平衡時(shí)，其平衡時(shí)，其溶解溶解平衡常數(shù)平衡常數(shù)叫做叫做溶度積常數(shù)溶度積常數(shù),簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱溶度積溶度積 . .表達(dá)式表達(dá)式 A Am mB Bn n(s) mA(s) mAn+ n+(aq)+nB (aq)+nBm- m-(aq) (aq) 例：例：寫出下列難溶電解質(zhì)的寫出下列難溶電解質(zhì)的溶解平衡關(guān)系式和溶解平衡關(guān)系式和溶度溶度 積表達(dá)式。積表達(dá)式。 AgBr Fe(OH)3 Ksp=Cm(An+) Cn(Bm-) 、意義：、意義： 一定溫度下，一定溫度下， KspKsp的大小反映了物質(zhì)在的大小反映了

5、物質(zhì)在 水中的溶解能力。對(duì)于水中的溶解能力。對(duì)于同類型同類型的難溶電解的難溶電解 質(zhì)，質(zhì)，KspKsp越大，其溶解能力越強(qiáng)。越大，其溶解能力越強(qiáng)。 、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： 和其他平衡常數(shù)一樣，和其他平衡常數(shù)一樣，Ksp 只與溫只與溫 度有關(guān)，度有關(guān)，一定溫度一定溫度時(shí)，時(shí)，Ksp是常數(shù)是常數(shù)。 改變條件改變條件 平衡移平衡移 動(dòng)方向動(dòng)方向 平衡時(shí)平衡時(shí) c（Ag+ ） 平衡時(shí)平衡時(shí) c（Cl-） Ksp 升升 溫溫 加加 水水 加加AgClAgCl（s s） 加加NaClNaCl（s s） 加加NaINaI（s s） 加加AgNOAgNO3 3(s)(s) 加加NHNH3 3H H2 2O O 不移

6、動(dòng)不移動(dòng) 不變不變不變不變 不變不變不變不變 正反應(yīng)正反應(yīng) 正反應(yīng)正反應(yīng) 正反應(yīng)正反應(yīng) 正反應(yīng)正反應(yīng) 逆反應(yīng)逆反應(yīng) 逆反應(yīng)逆反應(yīng) 增大增大增大增大 增大增大 增大增大 增大增大 增大增大 減小減小 減小減小 減小減小 減小減小 增大增大 不變不變 不變不變 不變不變 不變不變 不變不變 不變不變 AgClAgCl（S) AgS) Ag+ +(aq)+Cl(aq)+Cl- -(aq)(aq) 四、溶度積的應(yīng)用四、溶度積的應(yīng)用 例例1. 已知室溫下已知室溫下PbI2的溶度積為的溶度積為7.110-9，求，求 飽和溶液中飽和溶液中Pb2+和和I-的濃度的濃度;在在c(I-)=0.1molL-1 的溶

7、液中的溶液中, Pb2+的濃度最大可達(dá)到多少的濃度最大可達(dá)到多少? Ksp c (Pb2+) c2(I-) 2c (Pb2+) = c(I-) c (Pb2+) =（？）（？） （1 1）已知溶度積求離子濃度：）已知溶度積求離子濃度： PbI2(s) Pb2+(aq) + 2I- (aq) 解：解： c (Pb2+) = Ksp/c2(I-) =7.110-9/0.12 =7.110-7molL-1 即：該溶液里允許即：該溶液里允許Pb2+的最大濃度為的最大濃度為7.110-7molL-1 例例2. 已知已知 298K 時(shí)時(shí)gCl 的的 Ksp = 1.8 10-10， 求其溶解度求其溶解度S

8、 （2 2）已知溶度積求溶解度：）已知溶度積求溶解度： 解：解： Ksp = c(Ag+) . c(Cl-) 設(shè)設(shè)AgCl的溶解度為的溶解度為S，在，在1L飽和溶液中，飽和溶液中， c(Ag +) = X，c(Cl-) = X KspAgCl= c(Ag +) c(Cl-)= X 2 = 1.810-10 cAgCl= c(Ag + ) =1.3410-4molL-1 S AgCl= 1.34 10-4molL-1 1L 143.5gmol-1 100g 1000g = 1.9 10-4g AgClAgCl（S) AgS) Ag+ +(aq)+Cl(aq)+Cl- -(aq)(aq) 例例3.

9、 已知已知AgCl 298 K 時(shí)在水中溶解度為時(shí)在水中溶解度為 1.9210-4g，計(jì)算其，計(jì)算其Ksp。 。 解：解：M(AgCl) = 143.5 g mol-1 n(AgCl)=1.9210-4g 143.5 g mol-1 = 1.34 10-6 mol c(Ag+)= 1.34 10-6 mol/0.1L= 1.34 10-5 molL-1 Ksp=c(Ag+) c(Cl-) = (1.34 10-5 )2 = 1.810 -10 （3 3）已知溶解度求溶度積）已知溶解度求溶度積 例例4. 已知已知298K時(shí)，時(shí)， MgCO3的的 Ksp = 6.8210-6，溶液中，溶液中c(M

10、g2+)=0.0001molL-1， c(CO32-) = 0.0001molL-1，此時(shí)，此時(shí)Mg2+和和CO32- 能否共存？能否共存？ （4 4）利用溶度積判斷離子共存（沉淀）：）利用溶度積判斷離子共存（沉淀）： 解：解： c(Mg2+) . c(CO32-) = (0.0001)2 =110-8 MgCO3 Mg2+ + CO32- 110-8 Ksp時(shí)時(shí) 溶液過飽和，有沉淀析出，直到溶液過飽和，有沉淀析出，直到 溶液達(dá)到飽和，達(dá)到溶解平衡。溶液達(dá)到飽和，達(dá)到溶解平衡。 2、Qc=Ksp時(shí)時(shí)溶液為飽和溶液溶液為飽和溶液 3、QcKsp 2、生成沉淀的方法：、生成沉淀的方法： 加沉淀劑法

11、：加沉淀劑法：例：例：AgNOAgNO3 3溶液中加入溶液中加入NaClNaCl可生成沉淀可生成沉淀 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)PHPH法：法： 例：已知：例：已知：Cu(OH)2： Ksp為為2.210-20， Fe(OH)3： Ksp為為1.610-39 現(xiàn)有濃度均為現(xiàn)有濃度均為0.1mol/L的的 Cu2+、Fe3+的混合溶液，則：的混合溶液，則： Fe3+開始沉淀時(shí)的開始沉淀時(shí)的c(OH-)=_， 完全沉淀時(shí)的完全沉淀時(shí)的c(OH-)=_ ， Cu2+開始沉淀時(shí)的開始沉淀時(shí)的c(OH-)=_ 。 （只列式，不計(jì)算）（只列式，不計(jì)算） PH=1.4 PH=2.7 PH=4.7 若要除去若要除去Fe3+，應(yīng)

12、將，應(yīng)將pH調(diào)節(jié)至？調(diào)節(jié)至？約為約為3-4 現(xiàn)有一定濃度的現(xiàn)有一定濃度的CuSO4和和FeSO4的混合溶液，已知：的混合溶液，已知： 被沉淀離子被沉淀離子開始沉淀開始沉淀pH完全沉淀完全沉淀pH Cu2+4.46.4 Fe2+7.69.6 Fe3+2.73.7 若要除去若要除去Fe2+，如何處理？，如何處理？ 選用什么氧化劑氧化選用什么氧化劑氧化Fe2+（ ） A.稀硝酸稀硝酸 B.KMnO4(H+)溶液溶液 C. Cl2 D.H2O2 選用什么物質(zhì)調(diào)節(jié)選用什么物質(zhì)調(diào)節(jié)pH（ ） A.NaOH B.氨水氨水 C.CuO D.Cu(OH)2 先將先將Fe2+氧化成氧化成Fe3+，再調(diào)節(jié)，再調(diào)節(jié)p

13、H至約至約4。 D CD 二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用 ( (二二) )沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀的轉(zhuǎn)化 例：已知常溫下，例：已知常溫下，AgCl、AgBr、AgI、Ag2S的的KSP依次減小依次減小 則：則：AgNO3 ( ) ( ) ( ) ( ) NaClNaBrNaINa2S AgCl 白色白色 AgBr 淡黃色淡黃色 AgI 黃色黃色 Ag2S 黑色黑色 （1）你能解釋為什么會(huì)發(fā)生上述沉淀的轉(zhuǎn)化嗎？）你能解釋為什么會(huì)發(fā)生上述沉淀的轉(zhuǎn)化嗎？ （2）你認(rèn)為怎樣的沉淀間可）你認(rèn)為怎樣的沉淀間可 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化？實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化？ AgBr + AgCl Ag+ + Cl- - KBr = Br- +

14、 K+ 沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)：沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)： 沉淀溶解平衡的移動(dòng)。沉淀溶解平衡的移動(dòng)。 沉淀轉(zhuǎn)化的條件：沉淀轉(zhuǎn)化的條件：溶解能力相對(duì)溶解能力相對(duì) 較強(qiáng)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解能力相對(duì)較強(qiáng)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解能力相對(duì) 較弱的物質(zhì)。較弱的物質(zhì)。 Ksp差值越大差值越大,沉淀轉(zhuǎn)化越徹底。沉淀轉(zhuǎn)化越徹底。 應(yīng)用應(yīng)用1： 鍋爐水垢既會(huì)降低燃料的利用率，造成能源浪費(fèi)，也鍋爐水垢既會(huì)降低燃料的利用率，造成能源浪費(fèi)，也 會(huì)影響鍋爐的使用壽命，還可能形成安全隱患，因此要定會(huì)影響鍋爐的使用壽命，還可能形成安全隱患，因此要定 期除去鍋爐水垢。水垢中含有期除去鍋爐水垢。水垢中含有CaSO4，用酸很難除去，可，用酸很難除去，可 以用飽

15、和以用飽和Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸 的的CaCO3,而后用酸除去。而后用酸除去。 ）請(qǐng)分析將水垢中含有的）請(qǐng)分析將水垢中含有的CaSO4轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為CaCO3的原理。的原理。 2）寫出除去水垢中含有的）寫出除去水垢中含有的CaSO4的化學(xué)方程式和離子方的化學(xué)方程式和離子方 程式。程式。 CaSO4(S) Ca2+(aq)+SO42- -(aq) (aq) Na2CO3 = CO32- + 2Na+ CaCO3 + CaSO4 + CO32- CaCO3 + SO42- 應(yīng)用應(yīng)用2：重晶石（主要成分是重晶石（主要成分是BaSO4）是制備鋇化

16、合物的重要原料，）是制備鋇化合物的重要原料， 但由于但由于BaSO4不溶于酸，有人設(shè)想用飽和不溶于酸，有人設(shè)想用飽和Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)溶液處理，使之轉(zhuǎn) 化為易溶于酸的化為易溶于酸的BaCO3。 。 （1）BaSO4的的Ksp比比 BaCO3小，你認(rèn)為能實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)化嗎？小，你認(rèn)為能實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)化嗎？ （2）已知，常溫下，）已知，常溫下， BaCO3的的KSP = 5.110-9 mol2L-2 BaSO4的的KSP =1.010-10 mol2L-2 ?，F(xiàn)將。現(xiàn)將0.233g BaSO4固體放入固體放入 100mL水中（忽略溶液體積變化），則：水中（忽略溶液體積變化），則： 溶液中溶液中

17、c(Ba2+)= ， 若在上述體系中，實(shí)現(xiàn)若在上述體系中，實(shí)現(xiàn)BaSO4向向BaCO3轉(zhuǎn)化，必需具備的條件轉(zhuǎn)化，必需具備的條件 是是 。 如何操作才能保證絕大多數(shù)如何操作才能保證絕大多數(shù)BaSO4 轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為BaCO3？ BaSOBaSO4 4 BaBa2+ 2+ + + SOSO4 42 2- - + + BaCOBaCO3 3(s)(s) BaSOBaSO4 4 + + COCO3 32 2- - BaCO BaCO3 3 + +SO SO4 42 2- - NaNa2 2COCO3 3 CO CO3 32 2- - + + 2Na2Na+ + 10-5mol/L 使溶液中使溶液中CO3

18、2-濃度大于濃度大于5.110-4mol/L 飽和飽和NaNa2 2COCO3 3溶液溶液 移走上層溶液移走上層溶液 BaSOBaSO4 4 、BaCO BaCO3 3 BaSOBaSO4 4 （重復(fù)操作）（重復(fù)操作） H H+ + BaBa2+ 2+ BaCOBaCO3 3 沉淀的轉(zhuǎn)化：沉淀的轉(zhuǎn)化： (1)實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)： 沉淀溶解平衡的移動(dòng)。沉淀溶解平衡的移動(dòng)。 (2)條件：條件： 一般情況下，一般情況下，溶解能力相對(duì)較強(qiáng)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解能力相對(duì)較強(qiáng)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為 溶解能力相對(duì)較弱的物質(zhì)。溶解能力相對(duì)較弱的物質(zhì)。 Ksp差值越大差值越大,沉淀轉(zhuǎn)化越徹底。沉淀轉(zhuǎn)化越徹底。 當(dāng)兩種難溶物溶解能力差別

19、不大時(shí)當(dāng)兩種難溶物溶解能力差別不大時(shí), 溶解能力溶解能力 相對(duì)較弱的物質(zhì)在一定條件下能轉(zhuǎn)化為溶解能力相對(duì)較弱的物質(zhì)在一定條件下能轉(zhuǎn)化為溶解能力 相對(duì)較強(qiáng)的物質(zhì)。相對(duì)較強(qiáng)的物質(zhì)。 二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用 ( (三三) )沉淀的溶解沉淀的溶解 應(yīng)用應(yīng)用1、 牙齒表面由一層硬的組成為牙齒表面由一層硬的組成為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護(hù)著，的物質(zhì)保護(hù)著， 它在唾液中存在下列平衡：它在唾液中存在下列平衡： Ca5(PO4)3OH 5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq) KSP=2.510-59mol9L-9 （1）進(jìn)食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，

20、這時(shí)牙齒就）進(jìn)食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，這時(shí)牙齒就 會(huì)受到腐蝕，其原因是：會(huì)受到腐蝕，其原因是： 生成的有機(jī)酸能中和生成的有機(jī)酸能中和OH-，使平衡向正方向，使平衡向正方向 移動(dòng)，羥基磷灰石溶解，加速腐蝕牙齒移動(dòng)，羥基磷灰石溶解，加速腐蝕牙齒 （2）已知）已知Ca5(PO4)3F的的KSP=2.810-61，請(qǐng)用離子方程式，請(qǐng)用離子方程式 表示使用含氟牙膏防止齲齒的原因表示使用含氟牙膏防止齲齒的原因 （3）根據(jù)羥基磷酸鈣的平衡體系，根據(jù)羥基磷酸鈣的平衡體系，你還能想到用什么方法保護(hù)牙齒？你還能想到用什么方法保護(hù)牙齒？ Ca5(PO4)3OH F Ca5(PO4)3F+OH- 應(yīng)用應(yīng)

21、用2：醫(yī)院中進(jìn)行鋇餐透視時(shí)，用：醫(yī)院中進(jìn)行鋇餐透視時(shí)，用BaSO4做內(nèi)服造影劑，為什做內(nèi)服造影劑，為什 么不用么不用BaCO3做內(nèi)服造影劑？做內(nèi)服造影劑？ 信息：信息： 1.Ksp(BaSO1.Ksp(BaSO4 4)=1.1)=1.11010-10 -10mol mol2 2L L-2 -2； ；Ksp(BaCOKsp(BaCO3 3)=5.1)=5.11010-9 -9mol mol2 2L L-2 -2 2.Ba2.Ba2+ 2+有劇毒，； 有劇毒，； 3.3.胃酸的酸性很強(qiáng)，胃酸的酸性很強(qiáng)，pHpH約為約為0.90.91.51.5； BaCO3 Ba2+ + CO32- + 2H+ H2O + CO2 H+和和SO42-不反應(yīng)，不影響不反應(yīng)，不影響B(tài)aSO4的沉的沉 淀溶解平衡，淀溶解平衡，Ba2+濃度保持在安全濃度濃度保持在安