高三一輪復(fù)習(xí)沉淀溶解平衡

1、高三化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 化 學(xué) 反 應(yīng) 原 理,沉淀溶解平衡,（1）了解難溶電解質(zhì)在水中的溶解情況和特點(diǎn)。 （2）正確理解和掌握溶度積KSP的概念。 （3）掌握運(yùn)用濃度商和平衡常數(shù)來(lái)分析沉淀的溶解、生成和沉淀的轉(zhuǎn)化。 （4）掌握簡(jiǎn)單的利用KSP的表達(dá)式計(jì)算溶液中相關(guān)離子的濃度。,課程標(biāo)準(zhǔn)與考綱要求,1、書寫Fe(OH)3的沉淀溶解平衡方程式_，其Ksp的表達(dá)式為_(kāi)。 2、已知Fe(OH)3溶解時(shí)吸熱，則溫度升高，Ksp_， Fe(OH)3的溶解度_；向Fe(OH)3飽和溶液中，加入少量NaOH，則ksp_，F(xiàn)e(OH)3的溶解度_(填“增大”、“變小”或“不變”)。,預(yù)習(xí)檢測(cè)：,（1）固態(tài)物質(zhì)的溶

2、解度 一定溫度下，某固態(tài)溶質(zhì)在100g溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量。 有時(shí)也用1L水中所溶解的溶質(zhì)的物質(zhì)的量來(lái)表示。 （2）溶解度與溶解性的關(guān)系,0.01 1 10 S(g),溶解性(20),易溶,可溶,微溶,難溶 (不溶),溶解度,一、沉淀溶解平衡,3特征：,逆、動(dòng)、等、定、變,一定溫度下，當(dāng)沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時(shí)，形成電解質(zhì)的飽和溶液，達(dá)到平衡狀態(tài)，我們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡 。,2表達(dá)式：,1概念：,Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) +2OH- (aq),沉淀溶解平衡和化學(xué)平衡、電離平衡一樣，符合平衡的基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律。,4意義：不表示 電

3、離平衡表示：一方面：少量的Mg2+ 和OH-脫離Mg(OH)2表面進(jìn)入水中，另一方面：溶液中的Mg2+和OH-受Mg(OH)2表面的陰、陽(yáng)離子的吸引回到Mg(OH)2的表面,4影響溶解平衡的因素：,內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì),外因：,a)濃度：,b)溫度：,平衡右移,多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng),升溫,加水,c)同離子效應(yīng)： d)其它：,加入相同的離子，使平衡向沉淀方向移動(dòng)。,加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶物質(zhì)或更難電離的離子，使平衡向溶解的方向移動(dòng)。,思考：對(duì)于平衡 AgCl Ag+Cl- 若改變條件，對(duì)其有何影響?, ,不移動(dòng) 不變 不變, , , , ,對(duì)于平衡 Cu(OH)2（S） Cu2

4、+(aq) + 2OH-(aq) 改變哪些條件，平衡能發(fā)生移動(dòng)？, , 不變 不變,不移動(dòng) 不變 不變, , , , ,練一練,1、下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是（ ） A反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，溶液中各離子濃度相等 B沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，沉淀的速率與溶解的速率相等 C沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中離子的濃度相等且保持不變 D沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入該沉淀物，將促進(jìn)溶解,B,2、石灰乳中存在下列平衡： Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2 OH (aq), 加入下列溶液，可使Ca(OH)2減少的是（ ） A.Na2CO3溶液 B.AlCl3溶液 C.NaOH溶液 D.CaCl2溶液,練一練,A

5、B,二、溶度積常數(shù) (Ksp )：,表達(dá)式,溶度積(Ksp )的大小與難溶電解質(zhì)性質(zhì)和溫度有關(guān)，與沉淀的量無(wú)關(guān).離子濃度的改變可使平衡發(fā)生移動(dòng),而不能改變?nèi)芏确e.,溶度積(Ksp )的性質(zhì),25時(shí)， Ksp=,Mg2+ OH-2 = 5.610-12mol3L-3,相同類型(如AB型)的難溶電解質(zhì)的Ksp越小，溶解度越小，越難溶。 如: Ksp (AgCl) Ksp (AgBr) Ksp (AgI) 溶解度:AgCl AgBr AgI, Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解性,注意： Ksp與其它化學(xué)平衡常數(shù)一樣，只與難溶性電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)。,三、溶度積規(guī)則及沉淀溶解平衡的應(yīng)用, Qc K

6、sp時(shí),過(guò)飽和溶液，沉淀生成。, Qc Ksp時(shí),飽和溶液，沉淀溶解平衡狀態(tài)。,Qc Ksp時(shí),溶液未飽和， 沉淀溶解。,Qc=c(Mn+)mc(Am-)n,以上規(guī)則稱為溶度積規(guī)則.沉淀的生成和溶解這兩個(gè)相反的過(guò)程相互轉(zhuǎn)化的條件是離子濃度的大小，控制離子濃度的大小，可以使反應(yīng)向所需要的方向轉(zhuǎn)化.,（2）沉淀的方法 a 、調(diào)pH值 如：工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵， 加氨水調(diào)PH值至78 Fe3+ + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+ b 、加沉淀劑：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀劑 Cu2+S2- =CuS Hg2+S2-HgS,1、沉淀的生成 （1）原則：生成沉

7、淀的反應(yīng)能發(fā)生，且進(jìn)行得越完全越好。 （2）意義：在物質(zhì)的檢驗(yàn)、提純及工廠廢水的處理等方面有重要意義。,c、其它生成沉淀的方法 例如利用鹽類的水解反應(yīng) 要除去含Cu2+、Cl-、Fe3+的溶液中的Fe3+， 而不引入新雜質(zhì)，可加入:CuO Cu(OH)2 CuCO3,加入沉淀劑、應(yīng)用同離子效應(yīng)、控制溶液的pH，當(dāng)Qc Ksp 時(shí)有沉淀生成.,1.如果誤食可溶性鋇鹽，造成鋇中毒，應(yīng)盡快用5.0 的硫酸鈉溶液給患者洗胃.,2.精制食鹽水時(shí)，可加入適量的氫氧化鈉溶液除去氯 化鈉溶液中的鎂離子.,增大c(OH-)， 使Qc Ksp 以產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀.,增大c(SO42-)，使Qc Ksp 以產(chǎn)

8、生BaSO4沉淀.,Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq),2、沉淀的溶解 （1）沉淀的溶解原理 設(shè)法不斷移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng) （2）沉淀的溶解舉例 a 、酸堿溶解法 如：CaCO3溶于鹽酸，F(xiàn)eS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于強(qiáng)酸，Al(OH)3溶于強(qiáng)堿,CaCO3 Ca2+ + CO32-,+H+,HCO3- H2CO3 H2O+CO2,生成氣體,b 、難溶于水的電解質(zhì)溶于某些鹽溶液 Mg(OH)2溶于鹽酸和NH4Cl溶液的原因 解釋 在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡： Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq) 加入

9、鹽酸時(shí)，H+中和OH-,使c(OH-)減小，平衡右移，從而使Mg(OH)2溶解 加入NH4Cl時(shí)，NH4+水解，產(chǎn)生的H+中和OH-,使c(OH-)減小，平衡右移，從而使Mg(OH)2溶解,c、其它沉淀溶解的方法 如:生成配位化合物使沉淀溶 銀氨溶液的制取,寫出反應(yīng)的離子方程式。 Ag+NH3H2O=AgOH+NH4+ Ag(OH)+2NH3H2O=Ag(NH3)2+OH-+2H2O,小結(jié)：難溶電解質(zhì)溶解的規(guī)律,不斷減小溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，平衡就向沉淀溶解的方向移動(dòng)，從而使沉淀溶解.,例1.醫(yī)院中進(jìn)行鋇餐透視時(shí)，用BaSO4做內(nèi)服造影劑，為什么不用BaCO3做內(nèi)服造影劑？,由于人體內(nèi)胃酸

10、的酸性較強(qiáng)(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃酸會(huì)與CO32-反應(yīng)生成CO2和水，使CO32-離子濃度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，使體內(nèi)的Ba2+濃度增大而引起人體中毒。,所以，不能用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”。,沉淀的溶解,例2. 吃糖后不刷牙容易形成蛀牙。為什么？,信息： 1.牙齒表面的牙釉質(zhì)起著保護(hù)牙齒的作用，其主要成分為Ca5(PO4)3OH（羥基磷酸鈣）, 它是一種難溶電解質(zhì)，Ksp=2.510-59mol9L-9； 2.殘留在牙齒上的糖發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生H+；,糖發(fā)酵生成的有機(jī)酸能中和OH-，使平衡向脫礦方向移動(dòng)，加速腐蝕牙齒。,已知會(huì)與難溶于水的羥基磷酸鈣

11、Ca5(PO4)3(OH)反應(yīng)生成更難溶且耐酸的氟磷酸鈣Ca5(PO4)3F。請(qǐng)解釋含氟牙膏使牙齒變堅(jiān)固原因并寫出此離子反應(yīng)方程式。,生成的氟磷酸鈣覆蓋在牙齒表面，抵抗+的侵襲,Ca5(PO4)3OH+FCa5(PO4)3F+ OH-,3.沉淀的轉(zhuǎn)化,實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng),一般規(guī)律： 溶解能力相對(duì)較強(qiáng)的物質(zhì)易轉(zhuǎn)化為溶解能力相對(duì)較弱的物質(zhì)。 難溶物的溶解度相差越大，這種轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)越大。,如：在AgCl(s)中加入NaI溶液可轉(zhuǎn)化為AgI(s)沉淀。 在CaSO4(s)加入Na2CO3溶液可轉(zhuǎn)化為CaCO3(s)沉淀。,例1：重晶石（主要成分是BaSO4）是制備鋇化合物的重要原料 :BaSO4

12、不溶于酸，但可以用飽和Na2CO3溶液處理轉(zhuǎn)化為易溶于酸的BaCO3,BaSO4 、BaCO3,Ba2+,BaSO4,BaCO3,例1：0.004molL-1AgNO3與0.004molL-1 K2CrO4等體積混合，有無(wú)Ag2CrO4沉淀生成？ (Ag2CrO4的Ksp=1.1 10-12),解： 2Ag+ + CrO42- Ag2CrO4,Qc = c2(Ag+)c(CrO42-),Qc Ksp(Ag2CrO4) 有Ag2CrO4 沉淀生成。,結(jié)論：利用溶度積規(guī)則可以判斷沉淀能否生成。,= (0.002)3 = 810-9,例2：鍋爐中水垢中含有CaSO4 ，可先用Na2CO3溶液處理，使

13、 之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3。,CaSO4 SO42- + Ca2+,+ CO32-,CaCO3,例3、計(jì)算當(dāng)CO32-的濃度達(dá)到SO42-濃度的多少倍數(shù)時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)由BaSO4轉(zhuǎn)化成BaCO3沉淀。,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=,=0.043,答案可以算出當(dāng)溶液中CO32-的濃度達(dá)到SO42-濃度的23.3倍時(shí),就可以實(shí)現(xiàn)上述的轉(zhuǎn)化.,總結(jié):利用溶度積規(guī)則可以判斷沉淀能否轉(zhuǎn)化。而且一定條件下溶解能力小的物質(zhì)也可以轉(zhuǎn)化成溶解能力相對(duì)較大的物質(zhì)。,例4：在1molL-1CuSO4溶液中含有少量的Fe3+雜質(zhì)，pH值控制在什么范 圍才能除去Fe3+ ? 使c(Fe3+) 10-5molL-1,已

14、知： Fe(OH)3的 Ksp = 2.610-39 Cu(OH)2 的Ksp= 5.610-20,Fe (OH)3 Fe3+ + 3OH Ksp = c(Fe3+ )c3(OH) = 2.610-39,C(H+) = 1.5610-13 pH = 2.8 pH 2.8,解：,Cu(OH)2 Cu 2+ + 2OH Ksp = c(Cu 2+ )c2(OH ) = 5.610-20,C(H+) = 4.210-5 pH = 4.4 控制 pH：2.8 4.4 .,結(jié)論：利用溶度積可以計(jì)算離子沉淀的pH值,從而使離子達(dá)到有效分離。,例5：將410-3mol.L-1的AgNO3溶液與410-3mo

15、l.L-1 的NaCl溶液等體積混合能否有沉淀析出？ Ksp(AgCl)= 1.810-10,C(Ag+)=2 10-3, c(Cl-)= 2 10-3 Qc=2 10-3 2 10-3 =4.0 10-6 1.810-10,QcKsp,所以有AgCl沉淀析出。,解：,例6、已知CaCO3在常溫下的KSP為5.010-9mol2L-2,則該溫度下飽和溶液中Ca2+的物質(zhì)的量濃度是多少？該溫度下的溶解度又是多少？,解： CaCO3 Ca2+CO32- 所以 KsP=c(Ca2+) c(CO32-) 因?yàn)閏(Ca2+)=c(CO32-)=(5.010-9mol2L-2)0.5 =7.07110-5

16、molL-1,因1升水中溶解了7.07110-5mol的CaCO3 則1升水中溶解的CaCO3的質(zhì)量為: 7.07110-5mol100gmol-1 =7.07110-3g 所以該溫度下的溶解度為：7.07110-4g,例7、25時(shí)， Ksp Mg(OH)2= 5.610-12mol3L-3求Mg(OH)2 的飽和溶液中的c(Mg2+)和PH值；若往此飽和溶液中滴入無(wú)色酚酞?jiǎng)t溶液呈什么顏色？,解：設(shè)飽和溶液中Mg2+的濃度為X Ksp=c(Mg2+)c2(OH-) =X(2X)2 = 5.610-12mol3L-3 得 X=1.1210-4molL-1 c(OH-)=2.2410-4molL-

17、1 C(H+)=4.4610-11molL-1 PH=10.4,PH在8.210.0時(shí)顯粉紅色，PH大于10.0顯紅色 結(jié)論：顯紅色。,例4、實(shí)驗(yàn)測(cè)得某水樣中的鐵離子的濃度為610-6moll-1 若要使水中的鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，則溶液的PH值至少要控制在多少以上？已知Fe(OH)3的Ksp為2.610-39,解：設(shè)溶液中的OH-離子的濃度最少為X才能使水中的鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀。 KSP=c(Fe3+) c3(OH-) =2.610-39 =610-6X3 求得X=7.5710-12molL-1=c(OH-) C(H+)=1.3210-3molL-1 PH=2.88 答：PH至少要控制在2.88以

18、上。,課堂練習(xí),1、下列說(shuō)法中正確的是（ ） A.不溶于水的物質(zhì)溶解度為0 B.絕對(duì)不溶解的物質(zhì)是不存在的 C.某離子被沉淀完全是指該離子在溶液中的濃度為0 D物質(zhì)的溶解性為難溶，則該物質(zhì)不溶于水 2、下列各組離子，在水溶液中能以較高濃度大量共存的是（ ） I ClO NO3 H K NH4 HCO3 OH SO42 SO32- Cl OH Fe3+ Cu2+ SO42 Cl H K AlO2 HSO3 Ca2 Na SO42- CO32- ABCD,B,B,課堂練習(xí),C,3、以MnO2為原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金屬離子，通過(guò)添加過(guò)量難溶電解質(zhì)MnS，可使這些金屬離子形成硫化物沉淀，經(jīng)過(guò)濾除去包括MnS在內(nèi)的沉淀，再經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶，可得純凈的MnCl2。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)，可推知MnS具有的相關(guān)性質(zhì)是（ ） A.具有吸附性 B.溶解度與CuS、PbS、CdS等相同 C.溶解度大于CuS、PbS、CdS D溶