沉淀溶解平衡
沉淀溶解平衡

(2)Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3或 2.6×10-9 mol· L-1
(3)2.79×103 (4)2.2×10-8 0.2
知识梳理·题型构建
(1)溶解平衡一般是吸热的,温度升高平衡右移,Ksp增大,但Ca(OH)2相反。
(2)对于溶解平衡:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp=cm(An+)· cn(Bm-),
+ -
=c(Mg2+)×(3.0×10-6)2=1.8×10-11,求得 c(Mg2+)= 2.0 mol/L。 答案 2.0 mol/L
4.填写下列空白 (1)已知常温下Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,调节溶液的pH 为5,则Fe3+浓度为________。
(2012· 海南,14(4))
6. (2010· 海南, 5)已知: Ksp(AgCl)=1.8×10-10, Ksp(AgI) =1.5×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,则下列难溶盐的 饱和溶液中,Ag 浓度大小顺序正确的是( A.AgCl>AgI>Ag2CrO4 B.AgCl>Ag2CrO4>AgI C.Ag2CrO4>AgCl>AgI D.Ag2CrO4>AgI>AgCl
(2)相关物质的溶度积常数见下表: 物质 Ksp Cu(OH)2 Fe(OH)3 CuCl CuI
2.2×10-20 2.6×10-39 1.7×10-7 1.3×10-12
物质 Ksp
Cu(OH)2
Fe(OH)3
CuCl
CuI
2.2×10-20 2.6×10-39 1.7×10-7 1.3×10-12
+
解析
碘更易溶于有机溶剂, 可用 CCl4 从碘水中
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

CaSO4 SO42- + Ca2+ + CO32,可先用Na2CO3溶液 可先用Na 处理, 之转化为疏松、易溶于酸的CaCO 处理,使 之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。
CaCO3
例2:重晶石(主要成分是BaSO4)是制备钡化合物 重晶石(主要成分是BaSO 不溶于酸, 的重要原料 :BaSO4不溶于酸,但可以用饱和 溶液处理转化为易溶于酸的BaCO Na2CO3溶液处理转化为易溶于酸的BaCO3 BaSO4 Na2CO3 BaSO4 + CO32①饱和Na2CO3溶液 饱和Na ②移走上层溶液
(2)进食后,细菌和酶作用于食物,产生 )进食后,细菌和酶作用于食物, 有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀, 有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因 是:
含钾、 含钾、钠、钙、镁等矿物质较多的食物, 镁等矿物质较多的食物, 3、根据羟基磷灰石的平衡体系, 。 、根据羟基磷灰石的平衡体系, 在体内的最终代谢产物呈碱性。 在体内的最终代谢产物呈碱性 包括:豆腐、牛奶、芹菜、 包括:豆腐、牛奶、芹菜 你能想到用什么方法保护牙齿? 土豆、 你能想到用什么方法保护牙齿? 、土豆、 竹笋、香菇、胡萝卜、海带、绿豆、 竹笋、香菇、胡萝卜、海带、绿豆、香 西瓜、 蕉 2+ (aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq) Ca5(PO4)3OH 5Ca、西瓜、草莓以及大部分的蔬菜和水 果
沉淀溶解平衡

1.定义:
一定温度下,当沉淀溶解的速率和 沉淀生成的速率相等时,形成了电解质 的饱和溶液,达到平衡状态,我们把这 种平衡称为沉淀溶解平衡. 注意:
饱和溶液而且溶液中有未溶解的固体。
2.表示方法: AgCl(S) Ag+(aq)+Cl-(aq)
B
【变形1】
-9 已知,Ksp(CaCO3)=5.0×10 ,将浓 度为1×10-4 mol/LCaCl2溶液与等体
积的Na2CO3混合,若有沉淀生成, 则Na2CO3溶液的浓度为 mol/L
-4 2×10
【变形2】
【例】Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀 溶解平衡: 例Cr(OH)3(S) Cr3+( aq)+3OH-( aq) 常温下,Cr(OH)3的溶度积 Ksp=c (Cr3+)· c3(OH-)=10-32,要使 c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调 至 5 。
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)= 1.8×10-10]
解:c(Ag+)=2 ×10-3mol· L-1
c(Cl-)= 2 ×10-3mol· L-1
Qc
=c(Ag+) ·c(Cl-)= 2 ×10-3× 2 ×10-3
溶度积(Ksp)的应用
【思考】 AgCl(S)在水溶液和 NaCl溶液中达到沉淀溶解平衡时
c(Ag+)?
(一)求饱和溶液中离子浓度:
例1. 已知 298K 时AgCl 的 Ksp = 1.8×10-10, 求其饱和溶液中c(Ag+) =?
沉淀溶解平衡

沉淀溶解平衡:1、定义:在一定条件下,当难容电解质的溶解速率与溶液中的有关离子重新生成沉淀的速率相等,此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡,称为沉淀溶解平衡。
例如:2、沉淀溶解平衡的特征:(1)逆:沉淀溶解平衡是可逆过程。
(2)等:(3)动:动态平衡,溶解的速率和沉淀的速率相等且不为零。
(4)定:达到平衡时,溶液中各离子的浓度保持不变,(5)变:当外界条件改变时,溶解平衡将发生移动,达到新的平衡。
3、沉淀溶解平衡的影响因素(1)内因:难溶电解质本身的性质。
(2)外因a.浓度:加水稀释,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,但不变。
b.温度:多数难溶电解质溶于水是吸热的,所以升高温度,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,同时变大。
c.同离子效应:向沉淀溶解平衡体系中,加入含原体系中某离子的物质,平衡向沉淀生成的方向移动,但不变。
d.其他:向沉淀溶解平衡体系中,加入可与体系巾某些离子反应生成更难溶的物质或气体的物质,平衡向溶解的方向移动,不变。
沉淀溶解平衡的应用:1.沉淀的生成(1)意义:在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
(2)方法a.调节pH法:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH至7~8,可使转变为沉淀而除去。
b.加沉淀剂法:如以等作沉淀剂,使某些金属离子如等生成极难溶的硫化物等沉淀,也是分离、除杂常用的方法。
说明:化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于时即沉淀完全。
2.沉淀的溶解(1)意义:在实际工作中,常常会遇到需要使难溶物质溶解的问题、根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去沉淀溶解平衡体系中的相应离子,使平衡就会向沉淀溶解的方向移动,使沉淀溶解。
(2)方法a.生成弱电解质:加入适当的物质,使其与沉淀溶解平衡体系中的某离子反应生成弱电解质。
如向沉淀中加入溶液,结合生成使的溶解平衡向右移动。
沉淀溶解平衡

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沉淀溶解平衡
沉淀溶解平衡是指在溶液中存在着溶解物质与沉淀物质之间的平衡。
当溶解物质和沉淀物质之间的反应达到动态平衡时,称为沉淀溶解平衡。
在沉淀溶解平衡中,溶解物质会溶解为离子,在溶液中以溶解度的形式存在。
而沉淀物质则会以固态的形式存在,在溶液中无法溶解。
溶解物质和沉淀物质之间的平衡是受溶液中各种离子浓度和溶液温度等因素的影响的。
当溶液中的离子浓度超过了溶解度时,溶解物质就会发生沉淀,反之,当溶液中的离子浓度低于溶解度时,沉淀物质就会溶解。
沉淀溶解平衡在实际应用中有广泛的应用。
例如,在水处理过程中,我们常常需要控制水中的溶解物质(如钙、镁等)和沉淀物质(如碳酸钙、硫酸钙等)之间的平衡,以防止沉淀物质堆积在管道和设备上,造成堵塞和损坏。
1。
沉淀溶解平衡

3、意义:
Ksp的大小反映了物质在水中的溶解 能力。组成相似的难溶物Ksp越大,其溶解 能力越强。
4、影响因素: 和其他平衡常数一样,Ksp只与温 度有关,一定温度下,Ksp是常数。
1.对于平衡 AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq), 若改变条件,对其有何影响?
改变条件 平衡移动 方向 平衡时 平衡时 c(Ag+ ) c(Cl-)
例2(2009福建24)已知298K时,的容度积常数 Ksp= 5.6×10-12,取适量的滤液B,加入一定量的烧 碱达到沉淀溶液平衡,测得pH = 13.00,则此温
5.6×10-10mol· L-1 度下残留在溶液中的 c(Mg2+) = _________
例3(2009山东卷28)运用化学反应原理研究氮、氧等
一、沉淀溶解平衡原理
1.溶解平衡的建立 以AgCl为例
水分子作用下
Ag+
V V溶解 V沉淀
ClAgCl(s)
一定温度下,当沉淀溶解的速率和沉淀生成的 速率相等时,形成了电解质的饱和溶液,达到平衡 状态,我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡.
t
2.表示方法 溶解 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 沉淀
(2)反映了难溶电解质在水中的溶解能力。同类型的 难溶电解质,在相同温度下,Ksp越大,溶解度就越大; 不同类型的难溶电解质,通过计算进行比较。 (3)在一定温度下,通过比较任意状态离子积(Qc) 与溶度积(Ksp)的大小,判断难溶电解质沉淀溶解 平衡进行的限度。 ①当Qc = Ksp时, ②当Qc < Ksp时, ③当Qc > Ksp时,
Ksp
溶解度
升 温 加 水
正向
沉淀溶解平衡

4、影响沉淀溶解平衡的因素: 内因:难溶物本身的性质
外因: ①浓度:加水稀释,平衡向溶解方向
移动
②温度: 绝大多数难溶盐的溶解
是吸热过程。
加 入含有相同离子的强 电解质时,溶解平衡会 被抑制
③同离子效应: 在难溶物A的饱和溶液中,
④化学反应的影响
练习
1.已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH- (aq) ΔH<0,下列有关该平衡体系的说法正确的是 ( A ) ①升高温度,平衡逆向移动 ②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度 ③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子,可以向溶液中加入 适量的NaOH溶液 ④恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高 ⑤给溶液加热,溶液的pH升高 ⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加 ⑦向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变 A.①⑥ B.①⑥⑦ C.②③④⑥ D.①②⑥⑦
-12 Ksp [Mg (OH )2 ] 5.61 10 ,
③Ksp相差不大的,也可向溶解能力较强的方向转化 如:Ksp(BaSO4)=1.07×10-10 Ksp(BaCO3)=2.58×10-9
(3) 沉淀转化的应用
①锅炉除水垢
Na2 CO 3 盐酸 2+ 除水垢 [CaSO 4 (s) ——→ CaCO 3(s) ――→ Ca (aq)] 其反应如下 : CaSO 4+ Na 2CO 3 ②矿物转化 CuSO 4 溶液遇 ZnS( 闪锌矿 )转化为 CuS( 铜蓝 )的离子方
【学以致用】
5.某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中 达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度 的变化如图所示。据图分析,下列判断错误的是( B ) A.Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Cu(OH)2] B.加适量NH4Cl固体可使溶液由 a点变到b点 C.c、d两点代表的溶液中c(H+) 与c(OH-)乘积相等 D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c 两点代表的溶液中达到饱和
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问题4.向Cu(OH)2饱和溶液中加入Na2S溶液,可以 看到什么现象?请写出离子方程式?
(25℃)
(25℃)
对同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr、AgI) 而言, Ksp 越小,其溶解度也越小。
不同类型的难溶电解质,需注意Ksp表达式中指数
的202问1/3/9题。
10
基础再现·深度思考
第4讲
4.AgCl 的 Ksp=1.80×10-10 mol2·L-2,将 0.002 mol·L-1 的 NaCl 和 0.002 mol·L-1 的 AgNO3 溶液等体积混合,是否 有 AgCl 沉淀生成?
2021/3/9
2
基础再现·深度思考
第4讲
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:
难溶
微溶
可溶
易溶
2021/3/9
3
复习•回顾
沉淀溶解平衡及特点
AxBy(s)
x A y+(aq) + y Bx-(aq)
一定温度下,难溶电解质在水中_沉__淀__溶__解__ 的速率和_沉__淀__生_成___的速率相等时,形成电解 质的___饱_和____ 溶液,达到平衡状态,我们把
的是
(C )
提示:BaSO4(s)
Ba2+(aq)+SO24
(aq)
的平衡常数Ksp=c(Ba2+)·c(SO24 ),称
为溶度积常数。
A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点 B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C.d通点过无加BaBSOaC4沉l2淀可生以成使溶液由d点变到c点
D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
问题1.为了避免工业废水对海洋环境的污 染,排放前必须进行处理,要对含浓度为 0.022mol/LCu2+进行沉淀,需调节pH至少为 多少会开始析出沉淀?调节PH为多少时铜 离子除尽?
298K,Ksp [Cu(OH)2]=2.2×10 -20
2021/3/9
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生产中的应用
常见金属氢氧化物沉淀的pH范围
2021/3/9
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第4讲
【例 2】 下列叙述不正确的是
()
A.CaCO3 能够溶解在 CO2 的水溶液中
B.Mg(OH)2 可溶于盐酸,不溶于 NH4Cl 溶液
C.AgCl 可溶于氨水
D.MgSO4 溶液中滴加 Ba(OH)2 得到两种沉淀
2021/3/9
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拓展•应用
沉淀的转化
转化实质:就是沉淀溶解平衡的移动。
从沉淀溶解平衡移动的角度解释:
1、 用等体积的蒸馏水和0.010mol/L的硫酸分别 洗涤BaSO4沉淀,哪一种洗涤方法造成BaSO4的 损失量较小? 2、在饱和氯化钠溶液中滴加浓盐酸,会出现什 么现象?
2021/3/9
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复习•回顾 沉淀溶解平衡常数—— 溶度积常数
溶度积 Ksp是指在一定温度下,难溶电解质的 饱和溶液中离子浓度幂之乘积。
BaCO3 的 Ksp 减小
B.溶度积常数 Ksp 只受温度影响,温度升高 Ksp 减小
C.溶度积常数 Ksp 只受温度影响,温度升高 Ksp 增大
D.常温下,向 Mg(OH)2 饱和溶液中加入 NaOH 固体,
Mg(OH)2 的 Ksp 不变
2021/3/9
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设疑•新知
相同条件下,溶度积越小的物质溶解度就越小吗?
AxBy(s)
x A y+(aq) + y Bx-(aq)
y 平衡状态: 溶度积:KSP = [ Ay+ ] x· [ Bx- ]
任意时刻: 离子积:QC = cx(Ay+)· cy(Bx-)
2021/3/9
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下列有关溶度积常数 Ksp 的说法正确的是
()
A.常温下,向 BaCO3 饱和溶液中加入 Na2CO3 固体,
④除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子,可以向溶液中
加入适量的 NaOH 溶液
⑤恒温下向溶液中加入 CaO,溶液的 pH 升高
⑥给溶液加热,溶液的 pH 升高
⑦向溶液中加入 Na2CO3 溶液,其中固体质量增加 ⑧向溶液中加入少量 NaOH 固体,Ca(OH)2 固体质量不变
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问题解决
答案 c(Cl-)·c(Ag+)=0.001 mol·L-1×0.001 mol·L-1= 10-6 mol2·L-2>Ksp,有沉淀生成。
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练习
某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲 线如下图所示。
请同学思考: 曲线和a b c d四个 点的意义?
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某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平 衡曲线如右图所示。下列说法正确
这种平衡称为沉淀溶解平衡 。
特点:逆,等,动,定,变(同化学平衡)
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【例 1】 已知溶液中存在平衡:
Ca(OH)2
2+(aq)+2OH-(aq) ΔH<0,下列有关
该平衡体系的说法正确的是
()
①升高温度,平衡逆向移动
②溶液中 c(Ca2+)·c2(OH-)恒为定值
③向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度
还 可 练搅拌习的条为件了下除加去入Cu的C一l2酸种性试溶OH
2021/3/9
B. Na2CO3
C. 氨水
D. CuO
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分步沉淀
问题2:若向含有0.1mol/L的Cl- 和0.1mol/L的I的溶液中,逐滴滴加AgNO3溶液,哪一个先沉淀?
298K: Ksp(AgI) = 8.5×10-17 Ksp(AgCl)= 1.8×10-10
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反思归纳
判断沉淀-溶解这一可逆过程进行的方向
——溶度积规则
① Qc < Ksp时, 溶液未饱和,可继续溶解。 ② Qc = Ksp时, 饱和溶液,沉淀和溶解处于平衡。 ③ Qc > Ksp时, 过饱和,析出沉淀。
2021/3/9
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拓展•应用
沉淀的生成
通过控制条件,使得Qc > Ksp,析出沉淀
一轮复习 溶液中的离子反应
沉淀溶解平衡
2021/3/9
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联想•质疑
1、沉淀是绝对不溶于水的吗?
Mg+2H2O ∆= Mg(OH)2+H2滴↑ 加酚酞溶液变浅红
2、沉淀是不是仅指难溶或微溶的物质?
NaCl + NH3 + H2O + CO2 = NaHCO3 + NH4Cl
广义上的沉淀指发生化学反应时生成了不溶于反应物所在溶液 的物质。 事实上沉淀多为难溶物(20°C时溶解度<0.01g)。