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1、高二化学溶解平衡的应用本讲稿第一页，共四十六页1.沉淀的溶解与生成沉淀的溶解与生成对于沉淀溶解平衡是向生成沉淀的方向进行对于沉淀溶解平衡是向生成沉淀的方向进行,还是向沉淀溶还是向沉淀溶解的方向进行解的方向进行,应取决于应取决于_与与_的相对大小关系。的相对大小关系。若若Qc Ksp，则，则_;若若Qc=Ksp，则，则_;若若Qc Ksp时，离子才能生成沉淀。时，离子才能生成沉淀。混合后：混合后：Ag+=2 10-3mol L-1,Cl-=2 10-3mol L-1 Qc=Ag+Cl-=2 10-3mol L-1 2 10-3mol L-1 =4.0 10-6mol2 L-2 1.810-10m
2、ol2 L-2 QcKsp,所以有所以有AgCl沉淀析出。沉淀析出。练习：将练习：将410-3mol L-1的的Pb(NO3)2溶液与溶液与410-3mol L-1的的KI溶液溶液等体积混合能否有沉淀析出？等体积混合能否有沉淀析出？Ksp(PbI2)=7.110-9mol3 L-3解：解：Qc=pb2+I-2=2 10-3mol L-1(2 10-3mol L-1)2 =810-9 Ksp(PbI2)所以有所以有PbI2沉淀析出。沉淀析出。本讲稿第九页，共四十六页例例2.在在1L含含1.010-3mol L-1 的的SO42-溶液中，注入溶液中，注入0.01mol BaCl2溶液（假设溶液体积
3、不变）能否有效除去溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去SO42-?已知已知:Ksp(BaSO4)=410-10 mol2 L-2解：解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成生成BaSO4沉沉淀后，淀后，Ba2+过量，剩余的即过量，剩余的即Ba2+=0.01-0.001=0.009mol/L.SO42-=Ksp/Ba2+=1.110-10/9.010-3=1.210-8(mol/L)因为，剩余的即因为，剩余的即SO42-=1.210-8mol/L1.010-5mol/L 所以，所以，SO42-已沉淀完全，即有效除去了已沉淀完全，即有效除去了SO42-。
4、注意：注意：当剩余离子即平衡离子浓度当剩余离子即平衡离子浓度10-5mol/L时，认为离子已沉淀完时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。全或离子已有效除去。本讲稿第十页，共四十六页例例3.用用5%的的Na2SO4溶液能否有效除去误食的溶液能否有效除去误食的Ba2+?已知已知:Ksp(BaSO4)=1.110-10mol2 L-2解：解：5%的的Na2SO4溶液中的溶液中的SO42-0.352mol/L,Ba2+=(1.110-10mol2 L-2)/(0.352mol/L)=2.910-10mol L-1 因为剩余的因为剩余的Ba2+Cu(OH)2Fe(OH)3。3.小结Ksp的大小与沉淀转
5、化的关系。对于同类型的难溶电解质，Ksp的大小与溶解度的大小一致，Ksp较大的沉淀可以转化为Ksp较小的沉淀。本讲稿第十六页，共四十六页2.分步沉淀分步沉淀 溶溶液液中中含含有有几几种种离离子子，加加入入某某沉沉淀淀剂剂均均可可生生成成沉沉淀淀，沉沉淀淀生生成成的的先先后后顺顺序序按按离离子子积积大大于于溶溶度度积积的的先先后后顺顺序序沉沉淀淀，叫作分步沉淀。叫作分步沉淀。对对同同一一类类型型的的沉沉淀淀，Ksp越越小小越越先先沉沉淀淀，且且Ksp相相差差越大分步沉淀越完全越大分步沉淀越完全;如如AgCl、AgBr、AgI 对对不不同同类类型型的的沉沉淀淀，其其沉沉淀淀先先后后顺顺序序要要通通
6、过过计计算算才才能确定。如能确定。如AgCl和和Ag2CrO4 一一般般认认为为沉沉淀淀离离子子浓浓度度小小于于1.010-5 mol/L时时,则则认认为已经沉淀完全为已经沉淀完全本讲稿第十七页，共四十六页例例1：如果溶液中：如果溶液中Fe3+和和Mg2+的浓度均为的浓度均为0.10 molL,使使Fe3+完全沉淀而使完全沉淀而使Mg2+不沉淀的不沉淀的pH条件是什么条件是什么?pOH=10.8,pH=3.2解解:Fe(OH)3 Fe3+3OH-Ksp=Fe3+OH-3=4.0 10-39 Fe3+沉淀完全时的沉淀完全时的OH-为为:本讲稿第十八页，共四十六页Mg2开始沉淀的开始沉淀的pH值为
7、值为:pOH=4.9,pH=9.1因此因此,只要控制只要控制pH值在值在3.2 9.1之间即可使之间即可使Fe3+定量沉淀而使定量沉淀而使Mg2+不沉淀。不沉淀。Ksp(Mg(OH)2)=1.810-11本讲稿第十九页，共四十六页例2、如果溶液中Zn2+和Fe2+的浓度均为0.10 moldm-3,能否利用通入H2S气体使Zn2+和Fe2+定量分离？Zn2+和Fe2+分离完全的PH值为多少?解：Zn2+H2S ZnS+2H+-1 Fe2+H2S FeS+2H+-2Zn2+沉淀完全时的pH值为：pH=3.12本讲稿第二十页，共四十六页控制控制pH值在值在3.12-3.87之间即可将之间即可将Zn
8、2+和和Fe2+分离分离完全完全Fe2+开始沉淀时的PH值为：pH=3.87本讲稿第二十一页，共四十六页强化练习强化练习已知已知25，AgI的饱和溶液中的饱和溶液中c(Ag+)为为1.2210-8molL1，AgCl的饱和溶液中的饱和溶液中c(Ag+)为为1.2510-5molL1。若在。若在5mL含含有有KCl和和KI各为各为0.01molL1的溶液中，加的溶液中，加入入8mL0.01molL1AgNO3溶液，这时溶液溶液，这时溶液中所含溶质的离子浓度由大到小的次序是：中所含溶质的离子浓度由大到小的次序是：。答案：答案：c(K+)c(NO3-)c(Cl-)c(Ag+)c(I-)本讲稿第二十二
9、页，共四十六页3、沉淀的溶解、沉淀的溶解（1）原理）原理设法不断移去溶解平衡体系中的相应离设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动子，使平衡向沉淀溶解的方向移动（2）举例）举例a 、难溶于水的盐溶于酸中、难溶于水的盐溶于酸中如：如：CaCO3溶于盐酸，溶于盐酸，FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸溶于强酸本讲稿第二十三页，共四十六页b、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液如：如：Mg(OH)2溶于溶于NH4Cl溶液溶液思考与交流思考与交流用平衡移动的原理分析用平衡移动的原理分析Mg(OH)2溶于盐酸和溶于盐酸和NH4Cl溶液的原因溶液
10、的原因本讲稿第二十四页，共四十六页解解释释在溶液中存在在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：的溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)+2OH(aq)加入盐酸时，加入盐酸时，H中和中和OH-,使使c(OH)减小，减小，平衡右移，从而使平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解溶解加入加入NH4Cl时，时，1、NH4直接结合直接结合OH,使使c(OH)减小，平衡右减小，平衡右移，从而使移，从而使Mg(OH)2溶解溶解2、NH4水解，产生的水解，产生的H中和中和OH,使使c(OH)减小，平衡右移，从而使减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解溶解本讲稿第二十五页，共四十六页思考：为什么医学上常用思考：
11、为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”，而不用而不用BaCO3作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”?BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：的沉淀溶解平衡分别为：BaSO4 Ba2+SO42-Ksp=1.110-10mol2 L-2 BaCO3 Ba2+CO32-Ksp=5.110-9mol2 L-2 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)，如果服下，如果服下BaCO3,胃酸会与胃酸会与CO32-反应生成反应生成CO2和水，使和水，使CO32-离子浓离子浓度降低，使度降低，使Qc Ksp(CuS),CuS的溶解度的溶解度远
12、小于远小于ZnS的溶解度。的溶解度。当向当向ZnS沉淀上滴加沉淀上滴加CuSO4溶液时，溶液时，ZnS溶解产生的溶解产生的S2-与与 CuSO4溶液中的溶液中的Cu2+足以满足足以满足QcKsp(CuS)的条件，的条件，S2-与与Cu2+结结合产生合产生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。沉淀并建立沉淀溶解平衡。CuS沉淀的生成，使得沉淀的生成，使得S2-的浓度降低，导致的浓度降低，导致S2-与与Zn2+的的Qc KSP（AgI）有有AgI析出析出本讲稿第三十七页，共四十六页AgCl+I AgI+Cl 改变条件，原沉淀溶解平衡发生移动，遵循勒沙特列改变条件，原沉淀溶解平衡发生移动，遵循勒沙特列 原理
13、：原理：本讲稿第三十八页，共四十六页化学式化学式溶解度溶解度/g（20）溶度积溶度积（25）BaCl235.7Ba（OH）23.89CaSO40.217.110-5CaCO37.110-42.810-9AgCl1.510-41.810-10AgBr8.410-65.410-13AgI2.110-78.510-17Cu（OH）22.210-20Fe（OH）3310-94.010-38本讲稿第三十九页，共四十六页沉淀的转化是沉淀的转化是_。沉淀的转化实质是沉淀的转化实质是_的移动。通常的移动。通常,一种沉淀可转化为一种沉淀可转化为更更难溶的沉淀，两种难溶物的难溶的沉淀，两种难溶物的_差别越大差别越
14、大,这种转化的趋势就越大。这种转化的趋势就越大。沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡溶解能力溶解能力 一种难溶电解质转化为另一种难溶一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质的过程电解质的过程本讲稿第四十页，共四十六页锅炉中水垢中含有锅炉中水垢中含有CaSO4，可先用，可先用Na2CO3溶液处溶液处理，使理，使 之转化为疏松、易溶于酸的之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。CaSO4 SO42-+Ca2+CO32-CaCO3沉淀转化的应用沉淀转化的应用 举例举例1本讲稿第四十一页，共四十六页思考：思考：1、在工业废水中常含有、在工业废水中常含有 Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属等重金属离子，处理时通常投入离子
15、，处理时通常投入 FeS固体以固体以 除去这些离子，试解除去这些离子，试解释其原因？释其原因？化学式化学式 FeSCuSHgSPbSKSP6.310181.310366.410533.41028本讲稿第四十二页，共四十六页牙齿表面由一层硬的、组成为牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH（s）5Ca2+3PO43-+OH-进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是 。已知已知Ca5(PO4)3
16、F（s）的溶解度比上面的矿化产）的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因 。生成的有机酸能中和生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿，加速腐蚀牙齿 5Ca23PO43FCa5(PO4)3F 沉淀转化的应用沉淀转化的应用 举例举例2本讲稿第四十三页，共四十六页 例：例：将足量的将足量的ZnS粉末加入到粉末加入到10mL0.001molL-1的的CuSO4溶液中，溶液中，是否有是否有CuS沉淀生成？请通过计算后回答。已知沉
17、淀生成？请通过计算后回答。已知:Ksp(ZnS)=1.610-24 mol 2 L-2 Ksp(CuS)=1.310-36 mol 2 L-2 解：在解：在ZnS沉淀溶解平衡体系中产生的硫离子浓度为：沉淀溶解平衡体系中产生的硫离子浓度为：S2-=Zn2+=(Ksp)1/2 =(1.610-24 mol 2 L-2)1/2=1.2610-12 mol L-1 Qc(CuS)=C(Cu2+)C(S2-)=1.010-3mol L-1 1.2610-12mol L-1 =1.2610-15mol2L-2因为：因为：Qc(CuS)Ksp(CuS),所以所以ZnS沉淀会转化为沉淀会转化为CuS沉淀。沉淀
18、。有关有关一种沉淀为什么转化为另一种沉淀的一种沉淀为什么转化为另一种沉淀的定量计算定量计算:本讲稿第四十四页，共四十六页化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡的相同点有哪些？淀溶解平衡的相同点有哪些？1、研究对象都是可逆过程、研究对象都是可逆过程2、都适用平衡移动原理、都适用平衡移动原理3、K的意义相同：的意义相同：K值越大相应的化学过程进行值越大相应的化学过程进行的程度越大的程度越大4、K值的外界影响因素相同：外界因素都只有值的外界影响因素相同：外界因素都只有温度温度本讲稿第四十五页，共四十六页沉淀溶解沉淀溶解 平衡平衡定义定义特征特征影响因素影响因素主要因素主要因素次要因素（外次要因素（外界条件）界条件）温度温度浓度浓度同离子效应同离子效应其它因素其它因素平衡常数平衡常数溶度积溶度积Ksp实实际际应应用用沉淀的溶沉淀的溶解、生成解、生成和转化和转化沉淀的溶解与生成的判断（沉淀的溶解与生成的判断（运用任意状态下的浓运用任意状态下的浓度商度商Qc与溶度积与溶度积Ksp来判断来判断）沉淀的转化沉淀的转化本讲稿第四十六页，共四十六页