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1、沉淀溶解平衡的应用公开课用本讲稿第一页，共二十五页认识认识1 1：生成沉淀的离子反应之所以能够发生，在于：生成沉淀的离子反应之所以能够发生，在于生成生成 物的溶物的溶解度很小解度很小。认识认识2 2：溶解度：溶解度小于小于0.01g0.01g的电解质称为难溶电解质，溶解度的电解质称为难溶电解质，溶解度尽管很小，但尽管很小，但不会为不会为0 0。认识认识3 3：残留在溶液中的离子浓度：残留在溶液中的离子浓度小于小于110110-5-5molLmolL1 1,就认为反就认为反应完全了。应完全了。沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡溶度积规则溶度积规则:M Mm mA An n的饱和溶液的饱和溶液 溶度积溶度积
2、Ksp=c(MKsp=c(Mn+n+)m m c(A c(Am-m-)n n 离子积离子积Qc=c(MQc=c(Mn+n+)m m c(A c(Am-m-)n nQc Qc Ksp,Ksp,溶液处于溶液处于过饱和过饱和溶液状态溶液状态,生成沉淀生成沉淀.Qc Qc=Ksp,Ksp,沉淀和溶解达到平衡沉淀和溶解达到平衡,溶液为溶液为饱和饱和溶液溶液.Qc Qc 1.810-10QcKsp,所以有所以有AgCl沉淀析出。沉淀析出。解：解：问题解决问题解决本讲稿第三页，共二十五页沉淀溶解平衡的应用之一沉淀溶解平衡的应用之一沉淀的生成沉淀的生成 加入加入加入加入沉淀剂、沉淀剂、沉淀剂、沉淀剂、应用应用
3、应用应用同离子效应、同离子效应、控制控制溶液的溶液的pHpH，当当Qc Qc Ksp Ksp 时有沉淀生成时有沉淀生成.运用溶度积规则解释以下事实运用溶度积规则解释以下事实.1.1.如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应尽快用如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应尽快用5.05.0 的硫酸钠溶液给患者洗胃的硫酸钠溶液给患者洗胃.2.2.精制食盐水时，可加入适量的氢氧化钠溶液除去氯精制食盐水时，可加入适量的氢氧化钠溶液除去氯 化钠溶液中的镁离子化钠溶液中的镁离子.增大增大c(OHc(OH-)，使使Qc Qc Ksp Ksp 以产生以产生Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀沉淀.增大增大c(SOc(SO4
4、42-2-)，使，使Qc Qc Ksp Ksp 以产生以产生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-本讲稿第四页，共二十五页3.将溶液的将溶液的pHpH调节到调节到3 34 4，就可以除去硫酸铜溶液中，就可以除去硫酸铜溶液中 的铁离子。的铁离子。沉淀溶解平衡的应用之一沉淀溶解平衡的应用之一沉淀的生成沉淀的生成Fe(OH)Fe(OH)3 3 K Kspsp=2.610=2.610-39-39 、Cu(OH)Cu(OH)2 2 K
5、 Kspsp=5.610=5.610-20-20 设溶液中铜离子浓度和铁离子浓度均为设溶液中铜离子浓度和铁离子浓度均为0.1mol.0.1mol.L L-1-1 对于对于氢氧化铜氢氧化铜来说，来说，K KSPSP=C(=C(CuCu2+2+)C)C2 2(OH(OH-)=5.610=5.610-20-20,则铜离子开则铜离子开始沉淀时的始沉淀时的C(OHC(OH-)=7.510)=7.510-10-10 ，即，即PH=4.8PH=4.8；铜离子完全沉淀时的；铜离子完全沉淀时的C(OHC(OH-)=2.410)=2.410-7-7，即，即PH=6.6PH=6.6。对于对于氢氧化铁氢氧化铁来说，来
6、说，K KSPSP=C(=C(FeFe3+3+)C)C3 3(OH(OH-)=2.610=2.610-39-39,则铁离子则铁离子开始沉淀时的开始沉淀时的C(OHC(OH-)=2.910)=2.910-13-13 ，即，即PH=1.4PH=1.4；铁离子完全沉淀时的；铁离子完全沉淀时的C(OHC(OH-)=1.3810)=1.3810-11-11，即，即PH=2.8PH=2.8。从理论上说，当从理论上说，当PH=2.7PH=2.7时，铁离子已完全沉淀，而当时，铁离子已完全沉淀，而当PH=4.7PH=4.7时，铜离子才开始转化为沉淀。因此，在实际操作中时，铜离子才开始转化为沉淀。因此，在实际操作
7、中常调节常调节PHPH到到3434就可以出去硫酸铜溶液中的铁离子就可以出去硫酸铜溶液中的铁离子本讲稿第五页，共二十五页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-，你选择加入钡盐还，你选择加入钡盐还是钙盐？为什么？是钙盐？为什么？加入钡盐，因为加入钡盐，因为BaSOBaSO4 4比比CaSOCaSO4 4更难溶，使用钡更难溶，使用钡盐可使盐可使SOSO4 42-2-沉淀更完全沉淀更完全2 2、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可从哪方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀从哪方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应反
8、应全部全部除去？说明原因。除去？说明原因。从溶解度方面可判断沉淀能否生成从溶解度方面可判断沉淀能否生成不可能使要除去的离子通过沉淀完全除去不可能使要除去的离子通过沉淀完全除去沉淀的生成沉淀的生成问题解决问题解决本讲稿第六页，共二十五页沉淀溶解平衡的应用之二沉淀溶解平衡的应用之二沉淀的溶解沉淀的溶解 根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断移去溶解平衡体系中解质，如果能设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向使平衡向沉淀溶解的方向移动移动，就可以使沉淀溶解。就可以使沉淀溶解。本讲稿第七页，共二十五页【案例一】【案
9、例一】医院中进行钡餐透视时，用医院中进行钡餐透视时，用BaSOBaSO4 4做做内服造影剂，为什么不用内服造影剂，为什么不用BaCOBaCO3 3做内服造影剂做内服造影剂？信息：信息：1.Ksp(BaSO1.Ksp(BaSO4 4)=1.110)=1.110-10-10molmol2 2LL-2-2；Ksp(BaCO Ksp(BaCO3 3)=5.110)=5.110-9-9molmol2 2LL-2-22.Ba2.Ba2+2+有剧毒，；有剧毒，；3.3.胃酸的酸性很强，胃酸的酸性很强，pHpH约为约为0.90.91.51.5；沉淀溶解平衡的应用之二沉淀溶解平衡的应用之二沉淀的溶解沉淀的溶解本
10、讲稿第八页，共二十五页 由于人体内胃酸的酸性较强由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)(pH0.9-1.5)，如果服下，如果服下BaCOBaCO3 3,胃酸会与胃酸会与COCO3 32-2-反应生成反应生成COCO2 2和水，使和水，使COCO3 32-2-离子浓度降低，离子浓度降低，使使BaCOBaCO3 3的沉淀溶解的沉淀溶解平衡向右移动平衡向右移动，使体内的，使体内的BaBa2+2+浓度增大而浓度增大而引起人体引起人体中毒中毒。BaCO3 Ba2+CO32-+2H+CO2+H2O所以，不能用所以，不能用BaCOBaCO3 3作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”。而而SOSO4
11、 42-2-不与不与H H+结合结合生生成硫酸，胃酸中的成硫酸，胃酸中的H H+对对BaSOBaSO4 4的溶解平衡没有影的溶解平衡没有影响，响，BaBa2+2+浓度保持在安全浓度保持在安全浓度标准下，所以用浓度标准下，所以用BaSOBaSO4 4 作作“钡餐钡餐”。沉淀溶解平衡的应用之二沉淀溶解平衡的应用之二沉淀的溶解沉淀的溶解本讲稿第九页，共二十五页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。为什么？容易形成蛀牙。为什么？信息：信息：1.1.牙齿表面的牙釉质起着保护牙齿的作用，牙齿表面的牙釉质起着保护牙齿的作用，其主要成分为其主要成分为CaCa5 5(PO
12、(PO4 4)3 3OHOH（羟基磷酸钙）（羟基磷酸钙）,它是一种难溶电解质，它是一种难溶电解质，Ksp=2.510Ksp=2.510-5959molmol9 9LL-9-9；2.2.残留在牙齿上的糖发酵会产生残留在牙齿上的糖发酵会产生H H+；沉淀溶解平衡的应用之二沉淀溶解平衡的应用之二本讲稿第十页，共二十五页Ca5（PO4）3OH（S）5Ca2+（ag）+3PO43-（ag）+OH-（ag）糖发酵生成的糖发酵生成的有机酸有机酸能中和能中和OHOH-，使平衡向，使平衡向脱矿方向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿。移动，加速腐蚀牙齿。已知已知会与难溶于水的羟基磷酸钙会与难溶于水的羟基磷酸钙 Ca Ca
13、5 5(PO(PO4 4)3 3(OH)(OH)反应反应生成生成更难溶且耐酸更难溶且耐酸的氟磷酸钙的氟磷酸钙CaCa5 5(PO(PO4 4)3 3FF。请解释含氟牙。请解释含氟牙膏使牙齿变坚固原因并写出此离子反应方程式。膏使牙齿变坚固原因并写出此离子反应方程式。沉淀溶解平衡的应用之二沉淀溶解平衡的应用之二沉淀的溶解沉淀的溶解生成的氟磷酸钙覆盖在牙齿表面，抵抗生成的氟磷酸钙覆盖在牙齿表面，抵抗+的侵袭的侵袭 Ca5(PO4)3OH+FCa5(PO4)3F+OH-本讲稿第十一页，共二十五页沉淀转化的沉淀转化的实质：实质：沉淀转化的沉淀转化的条件：条件：沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡的移动的移动难溶电解
14、质转化成更加难溶电解质转化成更加难溶的物质难溶的物质溶解度大的沉淀：溶解度大的沉淀：溶度积常数大的沉淀溶度积常数大的沉淀溶解度小的沉淀：溶解度小的沉淀：溶度积常数小的沉淀溶度积常数小的沉淀沉淀溶解平衡的应用之三沉淀溶解平衡的应用之三沉淀的转化沉淀的转化观察观察P82P82活动与探究活动与探究本讲稿第十二页，共二十五页实验现象实验现象 离子方程式离子方程式 实验实验1 实验实验2 实验实验3 白色沉淀产生白色沉淀产生Ag+Cl-=AgCl白色沉淀转化为黄色白色沉淀转化为黄色AgCl+I-AgI+Cl-黄色沉淀转化为黑色黄色沉淀转化为黑色2AgI+S2-Ag2S+2I-沉淀溶解平衡的应用之三沉淀溶
15、解平衡的应用之三沉淀的转化沉淀的转化 分步沉淀分步沉淀 在在相相同同浓浓度度的的Cl-、Br-、I-的的溶溶液液中中逐逐滴滴加加入入AgNO3 溶溶液液，AgI最最先先沉沉淀淀，其其次次是是AgBr,最最后后是是AgCl。本讲稿第十三页，共二十五页沉淀溶解平衡的应用之三沉淀溶解平衡的应用之三沉淀的转化沉淀的转化沉淀的转化沉淀的转化示意图示意图KI =I-+K+AgCl(S)Ag+Cl-+AgI(S)AgCl(S)+I-AgI(S)+Cl-KSP(AgCl)=1.8*10-10KSP(AgI)=8.3*10-17本讲稿第十四页，共二十五页沉淀溶解平衡的应用之三沉淀溶解平衡的应用之三沉淀的转化沉淀
16、的转化（1）已知）已知25时时AgCl、AgI、Ag2S 的溶解度分别是的溶解度分别是1.51.510-4 g g、2.12.110-7 g g、1.310-16 g g，分析上述，分析上述实验现象的产生原因。实验现象的产生原因。（2）已知）已知AgCl、AgI和和Ag2S的的KSP分别为分别为1.810-10mol2L-2、8.310-17mol2L-2、1.610-49mol3L-3，分析沉淀转化的方向。，分析沉淀转化的方向。讨讨 论论 K K差值越大，沉淀转化越彻底。即生成的沉淀差值越大，沉淀转化越彻底。即生成的沉淀K Kspsp越越小，转化越彻底。小，转化越彻底。沉淀转化方向：沉淀转化
17、方向：AgCl AgBr AgI本讲稿第十五页，共二十五页情景：情景：锅炉水垢既会降低燃料的利用率，造成锅炉水垢既会降低燃料的利用率，造成能源能源浪费浪费，也会影响锅炉的使用寿命，也会影响锅炉的使用寿命，造成安全造成安全隐患隐患，因此要定期清除。，因此要定期清除。本讲稿第十六页，共二十五页 锅炉水垢的主要成分为锅炉水垢的主要成分为CaCOCaCO3 3、Mg(OH)Mg(OH)2 2、CaSOCaSO4 4，在处理水，在处理水垢时，通常先加入垢时，通常先加入饱和饱和NaNa2 2COCO3 3溶液浸泡，然后再向处理后的溶液浸泡，然后再向处理后的水垢中加入水垢中加入NHNH4 4ClCl溶液溶液
18、，请你思考：，请你思考：1.1.加入饱和加入饱和NaNa2 2COCO3 3溶液后，水垢的成分发生了什么变化？说明溶液后，水垢的成分发生了什么变化？说明理由。理由。2.NH2.NH4 4ClCl溶液的作用是什么？请描述所发生的变化。溶液的作用是什么？请描述所发生的变化。数据：数据：1.1.几种物质的溶度积常数几种物质的溶度积常数(Ksp)(Ksp)2.Mg(OH)2.Mg(OH)2 2饱和溶液中，饱和溶液中，MgMg2+2+=1.110=1.110-4-4mol/Lmol/L MgCO MgCO3 3饱和溶液中，饱和溶液中，MgMg2+2+=2.610=2.610-3-3mol/L mol/L
19、 物质物质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沉淀溶解平衡的应用之三沉淀溶解平衡的应用之三沉淀的转化沉淀的转化本讲稿第十七页，共二十五页化学法除锅炉水垢的流程图化学法除锅炉水垢的流程图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 用用饱和饱和Na2CO3溶液浸泡数天溶液浸泡数
20、天疏松的水垢疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式用用盐盐酸酸或或饱饱氯氯化化铵铵液液除去水垢除去水垢沉淀溶解平衡的应用之三沉淀溶解平衡的应用之三沉淀的转化沉淀的转化本讲稿第十八页，共二十五页 重晶石（主要成分是重晶石（主要成分是BaSOBaSO4 4）是制备钡化合物）是制备钡化合物的重要原料的重要原料 ；BaSOBaSO4 4不溶于酸，但为什么可以不溶于酸，但为什么可以用饱和用饱和NaNa2 2COCO3 3溶液处理转化为易溶于酸的溶液处理转化为易溶于酸的BaCOBaCO3 3问题解决问题解决BaSOBaSO4 4 Ba
21、Ba2+2+SOSO4 42 2-+BaCOBaCO3 3(s)(s)BaSOBaSO4 4+COCO3 32 2-BaCOBaCO3 3+SOSO4 42 2-饱和饱和NaNa2 2COCO3 3溶液溶液移走上层溶液移走上层溶液H H+BaSOBaSO4 4、BaCOBaCO3 3BaBa2+2+BaSOBaSO4 4BaCOBaCO3 3NaNa2 2COCO3 3 COCO3 32 2-+2Na2Na+（重复（重复操作）操作）本讲稿第十九页，共二十五页水滴石穿水滴石穿滴水成石滴水成石溶洞的形成：溶洞的形成：本讲稿第二十页，共二十五页CaCO3 Ca2+CO32-+2HCO3-H2O+CO
22、2溶洞的形成：溶洞的形成：CaCO3+H2O+CO2+2HCO3-Ca2+水滴石穿水滴石穿本讲稿第二十一页，共二十五页CaCO3+H2O+CO2Ca（HCO3）2滴水成石滴水成石溶洞的形成：溶洞的形成：本讲稿第二十二页，共二十五页“看到看到”微粒微粒解决沉淀溶解平衡问题的一般思路：解决沉淀溶解平衡问题的一般思路：“找到找到”平衡平衡“想到想到”移动移动依据数据依据数据本讲稿第二十三页，共二十五页例：在例：在1molL-1CuSO4溶液中含有少量的溶液中含有少量的Fe3+杂质，杂质，pH值控制在什么范值控制在什么范 围才能除去围才能除去 Fe3+?使使c(Fe3+)10-5molL-1解：解：Fe(OH)3的的 Ksp=2.610-39，Cu(OH)2 的的Ksp=5.610-20 Fe(OH)3 Fe3+3OH Ksp=c(Fe3+)c3(OH)=2.610-39 本讲稿第二十四页，共二十五页pH=2.8 pH 2.8本讲稿第二十五页，共二十五页