沉淀溶解平衡的计算与应用(精选)
沉淀溶解平衡计算课件
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沉淀溶解平衡计算案例分析
案例一：溶度积常数的测定与计算
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溶度积常数的定义
溶度积常数是指沉淀溶解平衡时，溶液中相应离 子浓度幂之积，其数值与物质的溶度积相等。
沉淀生成与溶解的计算方法
根据沉淀平衡方程式，计算不同离子浓度下的沉淀生成与 溶解情况。
沉淀生成与溶解的影响因素
离子浓度、温度、压力、溶剂的性质以及沉淀颗粒的大小 和形状等都会影响沉淀生成与溶解。
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总结与展望
沉淀溶解平衡计算的重要性和应用价值
沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，对于研究和应用化学反应、材料制备、环境治 理等方面都具有重要的意义。
在环境科学中的应用
沉淀溶解平衡在环境科学领域具有广泛的应用价值。
例如，自然界的矿物质溶解和沉淀对于维持生态平衡和环境质量至关重要。一些矿物质溶解 后能够为植物提供必要的营养元素，而一些则通过沉淀作用将重金属离子固定下来，降低其 对环境的危害。
在环境治理方面，沉淀溶解平衡理论可以指点污染物处理过程中沉淀剂的投加和反应条件的 控制，提高污染治理效果。
在生物化学中的应用
沉淀溶解平衡在生物化学领域的应用也十分重要 。
掌握沉淀溶解平衡规律可以帮助人们更好地理解 生物分子的结构和功能，为研究生命现象的本质 和药物设计提供理论支持。
例如，生物体内的各种生物分子（如蛋白质、核 酸等）在溶液中的溶解度及其相互作用的平衡状 态对于生物分子的正常功能和代谢过程至关重要 。
表示在一定温度下，难溶 电解质在水中到达沉淀溶 解平衡时，其饱和溶液中 各离子浓度的乘积。
沉淀溶解平衡及常数的应用
沉淀溶解平衡及常数的应用沉淀溶解平衡及常数是化学中一种非常重要的概念，它在溶解反应、溶液中溶质的浓度以及沉淀的生成与溶解等方面有着广泛的应用。
下面我将详细介绍沉淀溶解平衡及常数的基本概念和应用。
沉淀溶解平衡描述的是一种溶解度平衡，即在溶液中存在着一种物质的溶解和沉淀的动态平衡。
在溶液中，当溶质的溶解速度等于沉淀速度时，就达到了溶解平衡。
溶解平衡常常涉及到溶解性产物的生成和溶解，并且可以用沉淀溶解常数来表示。
沉淀溶解常数（Ksp）是描述沉淀物溶解程度和溶液中离子浓度的一个指标。
对于溶解度为x的化学物质MnXm可溶解与其溶解反应的晶体溶液，其离解反应可以用化学方程式表示为：MnXm(s) nM^m+(aq) + mX^n-(aq)其中，M^m+是金属离子，X^n-是非金属离子，n和m分别是它们在溶液中的摩尔数。
当晶体溶解时，Ksp可通过以下公式计算：Ksp = [M^m+]^n [X^n-]^m其中，[M^m+]和[X^n-]分别表示溶质MnXm的离子浓度，n和m分别对应离子的个数。
Ksp值是一个常数，它与温度有关，可以用于预测溶液中沉淀物的生成和溶解情况。
沉淀溶解平衡及常数的应用非常广泛。
一方面，它可以帮助我们预测和控制沉淀物的生成。
通过计算沉淀溶解常数，我们可以得知溶液中沉淀物的生成趋势。
当已知反应物的浓度时，Ksp值可以帮助我们判断溶液中是否会生成沉淀物。
当Ksp大于溶液中反应物的离子积时，会生成沉淀物；当Ksp小于离子积时，溶液中的沉淀物会溶解。
这个原理可以应用于实际养殖、环境治理等领域，帮助我们控制溶液中的沉淀物生成和去除。
另一方面，沉淀溶解平衡及常数还可以用于定量分析和标准溶液的制备。
通过测定沉淀物和溶液中的离子浓度，配合沉淀溶解常数的计算，可以推断溶液中化学物质的浓度。
这种方法被广泛应用于化学定量分析中，例如重金属离子的测定、药物中活性成分的含量分析等。
此外，沉淀溶解平衡及常数还可以用于探究溶解反应的速率和影响因素。
沉淀溶解平衡的应用cheng
沉淀溶解平衡的应用及计算一、沉淀溶解平衡的应用1．沉淀的生成(用离子方程式表示下列过程)(1)用氨水除NH4Cl中的FeCl3(2)用Na2S沉淀Cu2+(3)用H2S沉淀Hg2+2．沉淀的溶解CaCO3溶于醋酸(离子方程式表示)Al(OH)3既溶于盐酸又溶于NaOH的离子方程式；3．沉淀的转化①在处理工业废水的过程中，常用FeS除去Hg2+(用离子方程式表示)②锅炉除垢将硫酸钙转化为碳酸钙(用离子方程式表示)：一般地：溶解度转化为溶解度，沉淀的溶解度差别越越容易转化。
[规律总结]对于同类型的纯化合物如AgCl、AgBr、AgI ，Ksp表示式相似，Ksp ，难溶电解质的溶解度就，但对于不同类型的纯化合物如AgCl和Ag2CrO4就不能直接从Ksp比较它们的溶解度大小。
【巩固练习】1、下列叙述正确的是( )A．由于AgCl水溶液导电性很弱，所以它是弱电解质B．难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积常数C．溶度积常数大者，溶解度也大D．用水稀释含有AgCl固体的溶液时，AgCl的溶度积常数不变。
2、下列说法正确的是( )A．硫酸钡放入水中不导电，则硫酸钡是非电解质B．物质溶于水达到饱和时，溶解过程就停止了C．绝对不溶解的物质是不存在的D．某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为零3、牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存(PO4)3OH (s) 5Ca2+ + 3PO43- + OH-进食后，细菌和在下列平衡：Ca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_______________________ _ _已知:Ca5(PO4)3F(s)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中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：___二、沉淀溶解平衡相关计算1. 、利用Ksp判断沉淀的溶解与生成【例1】将等体积的4×10-3mol/L的AgNO3溶液和4×10-3mol/L的K2CrO4溶液混合，是否析出Ag2CrO4沉淀？(Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12)[拓展]1、在10mL1.0×10-3mol/L的MgSO4溶液中，加入10mL0.04mol/L的NaOH溶液，是否有沉淀析出？若有沉淀析出，Mg2+是否沉淀完全？[使c(Mg2+)≤ 10-5mol·L-1算沉淀完全] Ksp(Mg(OH)2)=5.6×10-12mol3·L-32、在100mL溶液中含有0.001mol的NaCl和0.001mol的K2CrO4，逐滴加入AgNO3溶液时，设溶液的体积不变，通过计算说明谁先沉淀？Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2·L-2；Ksp (Ag2CrO4)= 1.1×10-12 mol3·L-32、利用溶度积计算某种离子的浓度【例2】25℃时，Ksp (PbI2)= 7.1×10-9mol3·L-3求PbI2的饱和溶液中的[Pb2+]和[I-].[练2]:25℃时，Ksp (AgBr)= 5.0×10-10 mol2·L-2求AgBr的饱和溶液中的[Ag+]和[Br-].3计算除杂质所需pH范围【例3：】在1mol·L-1CuSO4溶液中含有少量的Fe3+杂质，pH值控制在什么范围才能除去Fe3+? [即使c(Fe3+) ≤ 10-5mol·L-1，Fe(OH)3的Ksp = 2.6×10-39，Cu(OH)2的Ksp= 5.6×10-20][练习3] Fe3+、Mg2+的浓度都为0.1 mol·L-1,可利用难溶氢氧化物将它们分离,试问,溶液的PH值应控制在什么范围?谁先沉淀?(提示:当溶液中离子浓度小于10-5 mol·L-1时可视为沉淀完全) 已知: Ksp (Fe(OH) 3)=1.1×10-36；Ksp(Mg(OH)2)= 5.3×10-。
沉淀溶解平衡、溶度积及计算
例1：将4×10-3mol·L-1的AgNO3溶液与4×10-3mol·L-1 的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出？ Ksp(AgCl)= 1.8×10-10mol2·L-2 解：只有当 Qc > Ksp时，离子才能生成沉淀。混合后：
⑤ 滴定
左手控制旋塞，右手拿住锥形瓶颈，边滴边振荡；眼 睛要始终注视锥形ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中溶液的颜色变化。 ⑥ 判断终点并记录实验数据 当看到滴加一滴盐酸时，锥形瓶中溶液红色突变为无 色，且在半分钟内不褪色时。 ⑦ 滴定操作重复三次。
次 待测液体积
标准液体积（Ｌ）
数 （Ｌ） 滴定前 滴定后 实际 平均值
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3
A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
C
B．通过蒸发可以
使溶液由d点变到c点
C．d点无BaSO4 沉淀生成
D．a点对应的Ksp大
于c点对应的Ksp
2、已知Ag2SO4的KSP 为2.0×10-5，将适量Ag2SO4固
体溶于100 mL水中至刚好饱和，该过程中Ag+和SO42浓度随时间变化关系如右图（饱和Ag2SO4溶液中
4、以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、 Pb2+、Cd2+等金属离子，通过添加过量难溶电解质
MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除
去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净
的MnCl2。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相
沉淀溶解平衡
9.5 105 mol dm 3
因CrO42-沉淀完全时的浓度为1.0 ×10-5 moldm-3故有
Ksp 9.0 1012 [Ag ] 9.5 10 4 mol dm 3 2 1.0 105 [CrO4 ]
例：向0.1 molL-1 的ZnCl2溶液中通H2S气体至饱和(0.1mol· -1 L ）时，溶液中刚有ZnS沉淀生成，求此时溶液的pH = ?已知 Ksp(ZnS)=2.0×10-22，H2S 的Ka1=1.3×10-7， Ka2=7.1×10-15 解: ZnS Zn2+ + S2-
Ksp = C(Ag+)C(Cl-) = 1.8 × 10-10 C(Ag+) = Ksp/C(Cl-) = 1.8 × 10-10 /0.1 = 1.8 × 10-9 mol/L s = C(Ag+) = 1.8 × 10-9 mol/L << 1.3 4× 10-5 mol/L
在AgCl的饱和溶液中，有AgCl固体存在，当分别向溶液中加 入下列物质时，将有何种变化？ + -
CaCO3(s) +2H+ PbSO4(s) + 2AcMg(OH)2(s) + 2NH4+ Fe(OH)3(s) + 3H+
Ca2+ + H2O+CO2↑
Pb(Ac)2 + SO42Mg2+ + 2NH3· 2O H Fe3+ + 3H2O
ii、 发生氧化还原反应
3CuS + 8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2+ 3S↓+ 2NO↑+ 4H2O
（2）向1.0 × 10-3 moldm-3 的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶 液,求开始有Ag2CrO4沉淀生成时的[Ag+] =? CrO42-沉淀完 全时, [Ag+]= ?
沉淀溶解平衡的计算与应用
沉淀溶解平衡的计算与应用沉淀溶解平衡是指在溶液中存在固体物质与其对应的离子之间处于动态平衡的过程。
在这个平衡过程中，溶质从溶解态转变为沉淀态并重新溶解，直到达到溶液中固体和溶质之间的动态平衡。
了解和研究这个平衡及其计算和应用对于理解和控制溶液中沉淀反应的产生具有重要意义。
在沉淀溶解平衡的计算中，我们需要考虑溶解度积（solubility product）的概念。
溶解度积是指在给定温度下，平衡溶液中完全溶解沉淀物质所需要达到的离子浓度的积。
沉淀溶解平衡的表达式可以写作如下形式：M_aA_b(s) ⇄ aM^b+(aq) + bA^a-(aq)平衡常数（K_sp）是溶解度积的数值表示，它的值等于各离子浓度的积除以固体溶度。
根据这个式子，我们可以通过测量溶液中离子浓度的变化来计算平衡常数。
1.制定沉淀反应方程和澄清工艺：了解沉淀溶解平衡可以帮助我们确定沉淀反应方程，并且帮助我们控制澄清工艺，以在工业生产中获得高纯度的溶液。
2.毒物处理和废水处理：有些毒物或废水中的物质可以通过沉淀溶解平衡的分析来移除。
通过调整溶液的条件，例如pH值、浓度等，可以促使这些毒物或废物沉淀下来，从而净化溶液。
3.药物研发和生物科学研究：了解药物在溶液中的相互作用和沉淀溶解平衡对于研发药物和理解生物化学过程非常重要。
药物的溶解度和稳定性可以通过计算和研究沉淀溶解平衡来评估。
4.地球化学和矿物学研究：地球化学和矿物学也涉及到沉淀溶解平衡的研究。
通过了解溶液中矿物和地球化学元素的相互作用和溶解行为，可以更好地理解地球的地球化学过程和矿物形成。
总结起来，沉淀溶解平衡的计算和应用对于很多领域都有重要的意义。
通过研究和控制溶液中的沉淀反应，我们可以解决一些相关的问题，如水质净化、药物开发和地球科学研究等。
此外，这些计算和应用也帮助我们更好地理解和利用这些溶液中的化学反应及其动态平衡的过程。
沉淀溶解平衡的计算与应用
二.填空题
1．电子填充壳层的原则 ___泡_利__不__相__容_原__理__、__能_量__最__低__原_理__。___
2.某原子基态时其电子填满了 K，L壳层和3s支壳层，并在 3
壳层上填了 3个电子，则其原子序数 Z= 15 ，基态的原子态 ________4_S__3_/2_____ 。这种原子束在斯特恩 ─ 盖拉赫实验中 分 能裂级成的间4隔束—?，—B—在B—均（匀?磁B场为B玻中尔将磁分子裂）成。4 个子能级，各相邻
中,
[D
]
A. 状态数和能级间隔 状态数和量子数 S相同 D. 状态数和量子数 J相同
4．单个d电子的总角动量数可能值为： [ D ]
A. 2, 3
B. 3, 4
C. 5/2 ,7/2 D. 3/2, 5/2
提示：对于d电子，l=2,s=1/2,
则 j=l?s=2 ?1/2=5/2,3/2
A. 1D，3D；
B. 1P，1D，3P，3D；
C. 1D，3P，1S；
D. 1D，3D，1P，3P，1S，3S。
提示：根据同科电子耦合的偶数规则：即L+S= 偶数 对于p电子，l1=l2=1,s1=s2=1/2,于是L=2,1,0,S=1,0 当S=0时，L=0,2, 对应原子态为1S0,1D2 当S=1时，L=1, 对应的原子态为3P 2,1,0
2.下列粒子中不服从泡利不相容原理的是： [ B] A. 质子； B. 光子； C. 中子； D. 电子。
提示：费米子是自旋量子数为半整数的粒子 （如电子，质子，中子等），满足泡利原理； 而玻色子为自旋量子数为整数的粒子（如光子，? 介 等），不满足泡利原理。
3. 两个价电子的组态 pd,利用LS耦合和jj耦合分别求出的原子
沉淀溶解平衡及应用
沉淀溶解平衡及应用考点一沉淀溶解平衡及应用1.沉淀溶解平衡(1)沉淀溶解平衡的概念在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。
(2)溶解平衡的建立固体溶质溶解沉淀溶液中的溶质①v溶解>v沉淀，固体溶解②v溶解＝v沉淀，溶解平衡③v溶解<v沉淀，析出晶体(3)溶解平衡的特点(4)影响沉淀溶解平衡的因素①内因难溶电解质本身的性质，这是决定因素。
②外因以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq) ΔH>0为例外界条件移动方向平衡后c(Ag＋)平衡后c(Cl－)K sp升高温度正向增大增大增大加水稀释正向不变不变不变加入少量AgNO3逆向增大减小不变通入HCl 逆向减小增大不变通入H2S 正向减小增大不变(5)电解质在水中的溶解度20 ℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：2.沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成①调节pH法如：除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4。
②沉淀剂法如：用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。
(2)沉淀的溶解①酸溶解法如：CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。
②盐溶液溶解法如：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NH＋4===Mg2＋＋2NH3·H2O。
③氧化还原溶解法如：不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。
④配位溶解法如：AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。
(3)沉淀的转化①实质：沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大，越容易转化)。
②应用：锅炉除垢、矿物转化等。
深度思考1.下列方程式：①AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)、②AgCl===Ag＋＋Cl－、③CH3COOH CH3COO－＋H＋各表示什么意义？答案①AgCl的沉淀溶解平衡；②AgCl是强电解质，溶于水的AgCl完全电离；③CH3COOH的电离平衡。