沉淀溶解平衡的應用公開課用

1、選修四選修四 化學反應原理化學反應原理專題三專題三 溶液中的離子反應溶液中的離子反應第四單元第四單元 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡的應用沉淀溶解平衡的應用認識認識1 1：生成沉淀的離子反應之所以能夠發(fā)生，在于生成：生成沉淀的離子反應之所以能夠發(fā)生，在于生成 物的溶解度很小。物的溶解度很小。認識認識2 2：溶解度小于的電解質稱為難溶電解質，溶解度：溶解度小于的電解質稱為難溶電解質，溶解度盡管很小，但不會為盡管很小，但不會為0 0。認識認識3 3：殘留在溶液中的離子濃度小于：殘留在溶液中的離子濃度小于1 11010-5-5molLmolL1 1, ,就認就認為反應完全了。為反應完全了。沉淀

2、溶解平衡沉淀溶解平衡溶度積規(guī)則溶度積規(guī)則: M: Mm mA An n的飽和溶液的飽和溶液 溶度積溶度積Ksp=c(MKsp=c(Mn+n+)m m c(A c(Am-m-)n n 離子積離子積Qc=c(MQc=c(Mn+n+) )m m c(A c(Am-m-) )n nQc Ksp,Qc Ksp,溶液處于過飽和溶液狀態(tài)溶液處于過飽和溶液狀態(tài), ,生成沉淀生成沉淀. .Qc = Ksp,Qc = Ksp,沉淀和溶解達到平衡沉淀和溶解達到平衡, ,溶液為飽和溶液溶液為飽和溶液. .Qc Ksp,Qc 10-10QcKsp,所以有所以有AgCl沉淀析出。沉淀析出。解：解：問題解決問題解決沉淀溶解

3、平衡的應用之一沉淀溶解平衡的應用之一沉淀的生成沉淀的生成，當當Qc Qc Ksp Ksp 時有沉淀生成時有沉淀生成. .運用溶度積規(guī)則解釋以下事實運用溶度積規(guī)則解釋以下事實. 1. 1.如果誤食可溶性鋇鹽，造成鋇中毒，應盡快用如果誤食可溶性鋇鹽，造成鋇中毒，應盡快用 的硫酸鈉溶液給患者洗胃的硫酸鈉溶液給患者洗胃. . 2. 2.精制食鹽水時，可加入適量的氫氧化鈉溶液除去氯精制食鹽水時，可加入適量的氫氧化鈉溶液除去氯 化鈉溶液中的鎂離子化鈉溶液中的鎂離子. . 增大增大c(OHc(OH- -) )， 使使Qc Qc Ksp Ksp 以產(chǎn)生以產(chǎn)生Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀沉淀. . 增大增

4、大c(SOc(SO4 42- 2-) )，使，使Qc Qc Ksp Ksp 以產(chǎn)生以產(chǎn)生BaSOBaSO4 4沉淀沉淀. .Mg(OH)Mg(OH)2 2(s) (s) MgMg2 2(aq)+2OH(aq)+2OH(aq)(aq)BaSOBaSO4 4(S)(S) Ba Ba2+2+ + + SOSO4 42-2- 3.將溶液的將溶液的pHpH調節(jié)到調節(jié)到3 34 4，就可以除去硫酸銅溶液中，就可以除去硫酸銅溶液中 的鐵離子。的鐵離子。沉淀溶解平衡的應用之一沉淀溶解平衡的應用之一沉淀的生成沉淀的生成Fe(OH)Fe(OH)3 3 K Kspsp = 2.6 = 2.61010-39-39 、

5、Cu(OH)Cu(OH)2 2 K Kspsp= 5.6= 5.61010-20-20 設溶液中銅離子濃度和鐵離子濃度均為設溶液中銅離子濃度和鐵離子濃度均為0.1mol.0.1mol.L L-1-1 對于氫氧化銅來說，對于氫氧化銅來說，K KSPSP= C(Cu= C(Cu2+2+) C) C2 2(OH(OH- -) ) =5.6=5.61010-20-20 , ,則銅則銅離子開始沉淀時的離子開始沉淀時的C(OHC(OH- -)=7.5)=7.51010-10-10 ，即；銅離子完全沉淀時，即；銅離子完全沉淀時的的C(OHC(OH- -)=2.4)=2.41010-7-7 ，即。，即。 對于

6、氫氧化鐵來說，對于氫氧化鐵來說，K KSPSP= C(Fe= C(Fe3+3+) C) C3 3(OH(OH- -) ) =2.6=2.61010-39-39 , ,則鐵則鐵離子開始沉淀時的離子開始沉淀時的C(OHC(OH- -)=2.9)=2.91010-13-13 ，即；鐵離子完全沉淀時，即；鐵離子完全沉淀時的的C(OHC(OH- -)=1.38)=1.381010-11-11 ，即。，即。 從理論上說，當時，鐵離子已完全沉淀，而當時，銅從理論上說，當時，鐵離子已完全沉淀，而當時，銅離子才開始轉化為沉淀。因此，在實際操作中常調節(jié)離子才開始轉化為沉淀。因此，在實際操作中常調節(jié)PHPH到到34

7、34就可以出去硫酸銅溶液中的鐵離子就可以出去硫酸銅溶液中的鐵離子1 1、如果要除去某溶液中的、如果要除去某溶液中的SOSO4 42-2-，你選擇加入鋇鹽，你選擇加入鋇鹽還是鈣鹽？為什么？還是鈣鹽？為什么？ 加入鋇鹽，因為加入鋇鹽，因為BaSOBaSO4 4比比CaSOCaSO4 4更難溶，使更難溶，使用鋇鹽可使用鋇鹽可使SOSO4 42-2-沉淀更完全沉淀更完全2 2、以你現(xiàn)有的知識，你認為判斷沉淀能否生成、以你現(xiàn)有的知識，你認為判斷沉淀能否生成可從哪方面考慮？是否可能使要除去的離子通過可從哪方面考慮？是否可能使要除去的離子通過沉淀反應全部除去？說明原因。沉淀反應全部除去？說明原因。從溶解度方

8、面可判斷沉淀能否生成從溶解度方面可判斷沉淀能否生成不可能使要除去的離子通過沉淀完全除去不可能使要除去的離子通過沉淀完全除去沉淀的生成沉淀的生成問題解決問題解決沉淀溶解平衡的應用之二沉淀溶解平衡的應用之二沉淀的溶解沉淀的溶解 根據(jù)平衡移動原理，對于在水中難溶的根據(jù)平衡移動原理，對于在水中難溶的電解質，如果能設法不斷移去溶解平衡體電解質，如果能設法不斷移去溶解平衡體系中的相應離子，使平衡向沉淀溶解的方系中的相應離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動，就可以使沉淀溶解。向移動，就可以使沉淀溶解?！景咐弧俊景咐弧酷t(yī)院中進行鋇餐透視時，用醫(yī)院中進行鋇餐透視時，用BaSOBaSO4 4做內(nèi)服造影劑，為什么不

9、用做內(nèi)服造影劑，為什么不用BaCOBaCO3 3做內(nèi)服造做內(nèi)服造影劑？影劑？信息：信息：1.Ksp(BaSO1.Ksp(BaSO4 4)=1.1)=1.11010-10-10molmol2 2LL-2-2； Ksp(BaCOKsp(BaCO3 3)=5.1)=5.11010-9-9molmol2 2LL-2-22.Ba2.Ba2+2+有劇毒，；有劇毒，；3.3.胃酸的酸性很強，胃酸的酸性很強，pHpH約為約為0.90.91.51.5；沉淀溶解平衡的應用之二沉淀溶解平衡的應用之二沉淀的溶解沉淀的溶解 由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(pH0.9-1.5)(pH0.9-1.5)，如

10、果服下，如果服下BaCOBaCO3 3, ,胃酸會與胃酸會與COCO3 32-2-反應生成反應生成COCO2 2和水，使和水，使COCO3 32-2-離子濃度離子濃度降低，使降低，使BaCOBaCO3 3的沉淀溶解平衡向右移動，使體內(nèi)的的沉淀溶解平衡向右移動，使體內(nèi)的BaBa2+2+濃度增大而引起人體中毒。濃度增大而引起人體中毒。BaCO3 Ba2+ + CO32- + 2H+CO2+H2O所以，不能用所以，不能用BaCOBaCO3 3作為內(nèi)服造作為內(nèi)服造影劑影劑“鋇餐鋇餐”。 而而SOSO4 42-2-不與不與H H+ +結合生結合生成硫酸，胃酸中的成硫酸，胃酸中的H H+ +對對BaSOB

11、aSO4 4的溶解平衡沒有影的溶解平衡沒有影響，響，BaBa2+2+濃度保持在安濃度保持在安全濃度標準下，所以用全濃度標準下，所以用BaSOBaSO4 4 作作“鋇餐鋇餐”。沉淀溶解平衡的應用之二沉淀溶解平衡的應用之二沉淀的溶解沉淀的溶解沉淀的溶解沉淀的溶解【案例二】【案例二】 吃糖后不刷牙吃糖后不刷牙容易形成蛀牙。為什么？容易形成蛀牙。為什么？ 信息：信息：1. 1.牙齒表面的牙釉質起著保護牙齒的作用，牙齒表面的牙釉質起著保護牙齒的作用，其主要成分為其主要成分為CaCa5 5(PO(PO4 4) )3 3OHOH（羥基磷酸（羥基磷酸鈣）鈣）, , 它是一種難溶電解質，它是一種難溶電解質，Ks

12、p=2.5Ksp=2.51010-59-59molmol9 9LL-9-9；2.2.殘留在牙齒上的糖發(fā)酵會產(chǎn)生殘留在牙齒上的糖發(fā)酵會產(chǎn)生H H+ +；沉淀溶解平衡的應用之二沉淀溶解平衡的應用之二Ca5（PO4）3OH（S）5Ca2+（ag）+3PO43- （ag） +OH- （ag） 糖發(fā)酵生成的有機酸能中和糖發(fā)酵生成的有機酸能中和OHOH- -，使平，使平衡向脫礦方向移動，加速腐蝕牙齒。衡向脫礦方向移動，加速腐蝕牙齒。 已知已知會與難溶于水的羥基磷酸鈣會與難溶于水的羥基磷酸鈣 Ca Ca5 5(PO(PO4 4) )3 3(OH)(OH)反應生成更難溶且耐酸的氟磷酸鈣反應生成更難溶且耐酸的氟

13、磷酸鈣CaCa5 5(PO(PO4 4) )3 3FF。請。請解釋含氟牙膏使牙齒變堅固原因并寫出此離子反應方解釋含氟牙膏使牙齒變堅固原因并寫出此離子反應方程式。程式。沉淀溶解平衡的應用之二沉淀溶解平衡的應用之二沉淀的溶解沉淀的溶解生成的氟磷酸鈣覆蓋在牙齒表面，抵抗生成的氟磷酸鈣覆蓋在牙齒表面，抵抗+ +的侵襲的侵襲 Ca5(PO4)3OH+FCa5(PO4)3F+ OH- 沉淀轉化的沉淀轉化的實質：實質：沉淀轉化的沉淀轉化的條件：條件：沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡的移動的移動難溶電解質轉化成更難溶電解質轉化成更加難溶的物質加難溶的物質溶解度大的沉淀：溶解度大的沉淀：溶度積常數(shù)大的沉淀溶度積常數(shù)大的

14、沉淀溶解度小的沉淀：溶解度小的沉淀：溶度積常數(shù)小的沉淀溶度積常數(shù)小的沉淀沉淀溶解平衡的應用之三沉淀溶解平衡的應用之三沉淀的轉化沉淀的轉化觀察觀察P82P82活動與探究活動與探究實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象 離子方程式離子方程式 實驗實驗1 實驗實驗2 實驗實驗3 白色沉淀產(chǎn)生白色沉淀產(chǎn)生Ag+Cl-=AgCl白色沉淀轉化為黃色白色沉淀轉化為黃色AgCl+I- AgI+Cl-黃色沉淀轉化為黑色黃色沉淀轉化為黑色2AgI+S2- Ag2S+2I-沉淀溶解平衡的應用之三沉淀溶解平衡的應用之三沉淀的轉化沉淀的轉化 分步沉淀分步沉淀 在相同濃度的在相同濃度的Cl-、Br-、I- 的溶液中逐滴加的溶液中逐滴加入入Ag

15、NO3 溶液，溶液，AgI最先沉淀，其次是最先沉淀，其次是AgBr, 最后是最后是AgCl。沉淀溶解平衡的應用之三沉淀溶解平衡的應用之三沉淀的轉化沉淀的轉化沉淀的轉化沉淀的轉化示意圖示意圖KI = I- + K+AgCl(S) Ag+ + Cl-+AgI(S)AgCl(S) + I- AgI(S) + Cl-KSP*10-10KSP*10-17沉淀溶解平衡的應用之三沉淀溶解平衡的應用之三沉淀的轉化沉淀的轉化（1）已知）已知25時時AgCl、 AgI、Ag2S 的溶解度分的溶解度分別是別是10-4 g g 、 10-7 g g 、10-16 g g ，分析上述，分析上述實驗現(xiàn)象的產(chǎn)生原因。實驗現(xiàn)

16、象的產(chǎn)生原因。 （2）已知）已知AgCl、 AgI和和Ag2S的的KSP分別為分別為1.810-10mol2L-2、8.310-17mol2L-2 、1.610-49mol3L-3 ，分析沉淀轉化的方向。，分析沉淀轉化的方向。 討討 論論 K K差值越大，沉淀轉化越徹底。即生成的沉淀差值越大，沉淀轉化越徹底。即生成的沉淀K Kspsp越小，轉化越徹底。越小，轉化越徹底。沉淀轉化方向：沉淀轉化方向：AgCl AgBr AgI情景：情景： 鍋爐水垢既會降低燃料的利用率，造成鍋爐水垢既會降低燃料的利用率，造成能源浪費，也會影響鍋爐的使用壽命，能源浪費，也會影響鍋爐的使用壽命，造成安全隱患，因此要定期

17、清除。造成安全隱患，因此要定期清除。 鍋爐水垢的主要成分為鍋爐水垢的主要成分為CaCOCaCO3 3、Mg(OH)Mg(OH)2 2、CaSOCaSO4 4，在處，在處理水垢時，通常先加入飽和理水垢時，通常先加入飽和NaNa2 2COCO3 3溶液浸泡，然后再向處溶液浸泡，然后再向處理后的水垢中加入理后的水垢中加入NHNH4 4ClCl溶液，請你思考：溶液，請你思考：1.1.加入飽和加入飽和NaNa2 2COCO3 3溶液后，水垢的成分發(fā)生了什么變化？溶液后，水垢的成分發(fā)生了什么變化？說明理由。說明理由。4 4ClCl溶液的作用是什么？請描述所發(fā)生的變化。溶液的作用是什么？請描述所發(fā)生的變化。

18、 數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)：1. 1.幾種物質的溶度積常數(shù)幾種物質的溶度積常數(shù)(Ksp)(Ksp) 2.Mg(OH)2.Mg(OH)2 2飽和溶液中，飽和溶液中，MgMg2+2+= 1.1= 1.11010-4-4mol/Lmol/L MgCO MgCO3 3飽和溶液中，飽和溶液中，MgMg2+2+= 2.6= 2.61010-3-3mol/L mol/L 物質物質CaSOCaSO4 4CaCOCaCO3 3Mg(OH)Mg(OH)2 2MgCOMgCO3 3KspKsp7.17.11010-5-52.82.81010-9-95.65.61010-12-126.86.81010-6-6沉淀溶解平衡的應用之三

19、沉淀溶解平衡的應用之三沉淀的轉化沉淀的轉化化學法除鍋爐水垢的流程圖化學法除鍋爐水垢的流程圖CaSO4+CO32- CaCO3+SO42- CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O水垢成分水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 用飽和用飽和Na2CO3溶液浸泡數(shù)天溶液浸泡數(shù)天疏松的水垢疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2寫出除去水垢過程中發(fā)生的所有離子方程式寫出除去水垢過程中發(fā)生的所有離子方程式用鹽酸或用鹽酸或飽氯化銨液飽氯化銨液除去水垢除去水垢沉淀溶解平衡的應用之三沉淀溶解平衡的應用之三沉淀的轉化沉淀的轉化 重晶石（主要成分是重晶石（主要成分是B

20、aSOBaSO4 4）是制備鋇化合）是制備鋇化合物的重要原料物的重要原料 ；BaSOBaSO4 4不溶于酸，但為什么不溶于酸，但為什么可以用飽和可以用飽和NaNa2 2COCO3 3溶液處理轉化為易溶于酸溶液處理轉化為易溶于酸的的BaCOBaCO3 3問題解決問題解決BaSOBaSO4 4 BaBa2+ 2+ + + SOSO4 42 2- - + +BaCOBaCO3 3(s)(s)BaSOBaSO4 4 + + COCO3 32 2- - BaCOBaCO3 3 + +SOSO4 42 2- - 飽和飽和NaNa2 2COCO3 3溶液溶液移走上層溶液移走上層溶液H H+ +BaSOBaSO4 4 、BaCOBaCO3 3BaBa2+2+BaSOBaSO4 4BaCOBaCO3 3NaNa2 2COCO3 3 COCO3 32 2- - + + 2Na2Na+ + （重復（重復操作）操作）