沉淀溶解平衡应用

认识1： 认识 ：生成沉淀的离子反应之所以能 够发生，在于生成物的溶解度很小。 够发生，在于生成物的溶解度很小。 认识2：溶解度小于 认识 ：溶解度小于0.01g的电解质称 的电解质称 为难溶电解质，溶解度尽管很小， 为难溶电解质，溶解度尽管很小， 但不会为0。 但不会为 。 认识3： 认识 ：残留在溶液中的离子浓度小于 1×10-5mol·L－1,就认为反应完全了。 就认为反应完全了。 × 就认为反应完全了
Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2 × Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2 × Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2·L-2 × Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2·L-2 ×
2、沉淀的转化在生活中的应用 、
锅炉水垢中除了CaCO3、Mg（OH）2 锅炉水垢中除了 （ ） 外，还含有难溶于水和酸的 CaSO4 ， 如何清除？ 如何清除？ 难点：如何清除CaSO4？ 难点：如何清除 难溶物 CaSO4 CaCO3 1.5 ×10－3
3、实验测得某水样中的铁离子的浓度为6×10-6mol·L-1 、实验测得某水样中的铁离子的浓度为 × 若要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的PH值至少要 若要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的 值至少要 控制在多少以上？ 已知 已知Fe(OH)3的Ksp为2.6×10-39] 控制在多少以上？[已知 为 离子的浓度最少为X才能使水中 解：设溶液中的OH-离子的浓度最少为 才能使水中 设溶液中的 的铁离子转化为沉淀。 的铁离子转化为沉淀。 KSP=c(Fe3+) ·c3(OH-) =2.6× =2.6×10-39 =6×10-6×X3 × 求得X=7.57×10-12mol·L-1=c(OH-) 求得 × C(H+)=1.32×10-3mol·L-1 PH=2.88 至少要控制在2.88以上。 以上。 答：PH至少要控制在 至少要控制在 以上
分析： 分析：BaSO4
Na2CO3
Ba2+ + SO42+ CO32- + 2Na+ BaCO3(s) BaCO3 +SO42-
BaSO4 + CO32-
当CO32-的浓度达到 42-浓度的一定倍数时，就 的浓度达到SO 浓度的一定倍数时， 可实现由BaSO4转化成 转化成BaC来自百度文库3沉淀。 可实现由 沉淀。
溶解度/g 2.1×10－1 溶解度 ×
锅炉中水垢中含有CaSO4 ，可先用 锅炉中水垢中含有 Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、 溶液处理，使之转化为疏松、 易溶于酸的CaCO3。 易溶于酸的
CaSO4
SO42- + Ca2+
+ CO32-
CaCO3
3、沉淀的转化在生产上的应用 、
龋齿和含氟牙膏
2、25℃时， Ksp [Mg(OH)2]= 5.6×10-12mol3·L-3求 、 ℃ × Mg(OH)2 的饱和溶液中的 的饱和溶液中的c(Mg2+)和PH值；若往此饱 和 值 和溶液中滴入无色酚酞则溶液呈什么颜色？ 和溶液中滴入无色酚酞则溶液呈什么颜色？ 的浓度为X 解：设饱和溶液中Mg2+的浓度为 设饱和溶液中 Ksp=c(Mg2+)c2(OH-) =X(2X)2 = 5.6×10-12mol3·L-3 5.6× 得 X=1.12×10-4mol·L-1 c(OH-)=2.24×10-4mol·L-1 × C(H+)=4.46×10-11mol·L-1 PH=10.4 PH在8.2～10.0时显粉红色，PH大于 在 时显粉红色， 大于10.0显红色 显红色 时显粉红色 大于 结论： 红色。 结论：显红色。
5.6×10 5.6×10 c(OH ) = = 2+ c(Cu ) 1
−
−20
−20
ol = 2.4×10 (m ⋅ L )
pH = 4.4 控制 pH：2.8 ~ 4.4 . ：
−10
−1
c、氧化还原法 、
开始沉淀时的 pH值 值 氢氧化物 （0.1mol/L） ） Fe(OH)2 6.34 Cu(OH)2 4.67 Fe(OH)3 1.48 沉淀完全时的 pH值 值 (＜10-5 mol/L) ＜ 8.34 6.67 2.81
（1）存在的溶解平衡 ） Ca5（PO4）3OH（S） （ ）
提示:糖在酶 提示 糖在酶 的作用下产生 了一种有机弱 酸
5Ca2+（ag）+3PO43- （ag） +OH- （ag） ） ） ） （2）含氟牙膏的使用 ） 5Ca2+ + 3PO43- + F-= Ca5（PO4）3F 氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀,使牙齿更坚固 氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀 使牙齿更坚固
如何控制pH值？（讨论） 如何控制 值？（讨论） 讨论
加入氢氧化铜或碱式碳酸铜或氧化铜， 加入氢氧化铜或碱式碳酸铜或氧化铜，调 氢氧化铜 ＰＨ至 节ＰＨ至３～４，铁离子全部转化为氢氧 化铁沉淀除去
溶液中含有少量的Fe 例：在1mol·L-1CuSO4溶液中含有少量的 3+ 杂质， 值控制在什么范 杂质，pH值控制在什么范 围才能除去 Fe3+ ? [使c(Fe3+) ≤ 10-5mol·L-1] 使 解： Fe(OH)3的 Ksp = 2.6×10-39 ， × Cu(OH)2 的Ksp= 5.6×10-20 × Fe (OH)3 Fe3+ + 3OH – Ksp = c(Fe3+ )c3(OH–) = 2.6×10-39 ×
d、同离子效应法 、 例如硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯 水中小 BaSO4(s) Ba2 +(aq)+SO42(aq)
硫酸中硫酸根浓度大， 硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移 有利于沉淀生成。 有利于沉淀生成。
沉淀生成的方法: 沉淀生成的方法 a 、调pH b 、加沉淀剂 c、同离子效应法 、 d、氧化还原法 、
根据上表， 中混有少量Fe 根据上表，CuCl2中混有少量 2+如 何除去？ 何除去？
先把Fe 氧化成Fe ， 先把 2+氧化成 3+，加入氢氧化铜或 碱式碳酸铜或氧化铜,然后调 然后调PH至 到 碱式碳酸铜或氧化铜 然后调 至3到4 转化为Fe(OH)3 沉淀，过滤除去 沉淀， 使Fe3+转化为 沉淀。 沉淀。 氧化剂：氯气，双氧水，氧气 氧化剂：氯气，双氧水， 要求:不引入杂质 要求 不引入杂质
＋ － Cu2＋+S2－=CuS↓ ＋ － Hg2＋+S2－＝HgS↓
例：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 × 溶液等体积混合能否 溶液 有沉淀析出？ Ksp(AgCl)= 1.8×10-10 有沉淀析出？ × 分析：只有当 Qc > Ksp时，离子才能生成 分析： 沉淀
4、沉淀的转化在工业生产上的应用 、
重晶石（主要成分是 重晶石（主要成分是BaSO4）是制备 钡化合物的重要原料， 钡化合物的重要原料，但BaSO4不溶 于水也不溶于酸， 于水也不溶于酸，这给转化为其他钡 盐带来了困难， 盐带来了困难，但若能将其转化为易 溶于酸的BaCO3，再由 再由BaCO3制备其 溶于酸的 他钡盐则要容易得多。 他钡盐则要容易得多。
练一练
1、已知CaCO3在常温下的 SP为5.0×10-9mol2·L-2,则 、已知 在常温下的K × 则 该温度下饱和溶液中Ca 的物质的量浓度是多少？ 该温度下饱和溶液中 2+的物质的量浓度是多少？ 该温度下的溶解度又是多少？ 该温度下的溶解度又是多少？ Ca2++CO32解： CaCO3 所以 KsP=c(Ca2+) ·c(CO32-) 因为c(Ca2+)=c(CO32-)=(5.0×10-9mol2·L-2)0.5 因为 × =7.071×10-5mol·L-1 × 升水中溶解了7.071×10-5mol的CaCO3 因1升水中溶解了 升水中溶解了 × 的 升水中溶解的CaCO3的质量为 的质量为: 则1升水中溶解的 升水中溶解的 7.071×10-5mol×100g·mol-1 × × =7.071×10-3g × 所以该温度下的溶解度为： 所以该温度下的溶解度为：7.071×10-4g ×
b、调pH 、
沉淀完全时的pH 已知： 已知： 开始沉淀时的 沉淀完全时的 pH值 值 氢氧化物 （0.1mol/L） ） Cu(OH)2 4.67 Fe(OH)3 1.48 值 (＜10-5 mol/L) ＜ 6.67 2.81
例：根据上表的数据，CuCl2中混有 根据上表的数据， 少量Fe3+如何除去？ 少量 如何除去？
一、沉淀的生成
（1）原则：生成沉淀的反应能发生，且进 ）原则：生成沉淀的反应能发生， 行得越完全越好。 行得越完全越好。 （2）意义：在物质的检验、提纯及工厂 ）意义：在物质的检验、 废水的处理等方面有重要意义。 废水的处理等方面有重要意义。
（3）方法 ） a 、加沉淀剂： 加沉淀剂： 如沉淀Cu 如沉淀 2+、Hg2+等，以Na2S或H2S做沉 或 做沉 淀剂。 淀剂。
沉淀溶解平衡的应用
问题1： 问题 ：
从海水中提取得到的粗盐中，常含有 从海水中提取得到的粗盐中， Mg2+、Ca2+、SO42-，还需要进一步提纯， 还需要进一步提纯， 其常用的方法是什么？ 其常用的方法是什么？你是利用什么化 学知识解决此问题的？ 学知识解决此问题的？
利用了沉淀的生成。 利用了沉淀的生成。
填写各步实验的实验现象和离子方程式。 填写各步实验的实验现象和离子方程式。 实验现象 实验1 实验 白色沉淀产生 离子方程式 Ag++Cl-=AgCl↓ AgI+ClAg2S+2I-
白色沉淀转化 AgCl+I实验2 实验 为黄色 实验3 实验 黄色沉淀转化 2AgI+S2为黑色
二、沉淀的转化
沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动。 沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动。 一般规律： 一般规律：溶解能力相对较强的物质易转 化为溶解能力相对较弱的物质,难溶物的溶 化为溶解能力相对较弱的物质 难溶物的溶 解度相差越大， 解度相差越大，这种转化的趋势越大
2.6×10 2.6×10 c(OH ) = 3 =3 3+ −5 10 c(Fe )
−
−39
−39
= 6.4×10 (m ⋅ L ) ol
pH = 2.8 pH > 2.8
−12
−1
Cu(OH)2 Cu 2+ + 2OH – Ksp = c(Cu 2+ )c2(OH –) = 5.6×10-20 ×
问题2： 问题 ：
有人不小心误服了BaCO3，由于 有人不小心误服了 Ba2+有毒，请你想个办法，如何解 有毒，请你想个办法， 利用了什么原理？ 毒？利用了什么原理？ 喝牛奶或豆浆等， 喝牛奶或豆浆等，尽可能减小对人 体蛋白质的损害。 体蛋白质的损害。 把可溶于酸的BaCO3转化为难溶于 把可溶于酸的 酸的BaSO4沉淀。 沉淀。 酸的
①饱和Na2CO3溶液 BaSO 饱和 4、 BaSO4 BaCO3 ②移走上层溶液 H+ 2+ ……
（重复①②操作） 重复①②操作） ①②操作
BaCO3
Ba
三、沉淀的溶解 要使沉淀发生溶解， 要使沉淀发生溶解，则Qc < Ksp ， 实质：沉淀溶解平衡的移动 实质：沉淀溶解平衡的移动 常用方法：加酸、 常用方法：加酸、碱、盐、强氧化剂等
沉淀加入10mL0.001mol/L的 例：在ZnS沉淀加入 沉淀加入 的 CuSO4溶液是否有 溶液是否有CuS沉淀生成？ 沉淀生成？ 沉淀生成 已知:K 已知 sp(ZnS)=1.6×10-24 × Ksp(CuS)=1.3×10-36 ×
1、沉淀的转化在工业废水处理上的应用 、 在工业废水的处理过程中，常用FeS(s)、 工业废水的处理过程中，常用 过程中 、 MnS(s)等难溶物作为沉淀剂除去废水中 等难溶物作为沉淀剂除去废水中 等重金属离子。 的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。
P84活动与探究 实验1： 溶液中加入NaCl 实验 ：向2mlAgNO3溶液中加入 溶液有什么现象？ 溶液有什么现象？ 实验2：向实验1的试管中滴加 溶液 的试管中滴加KI溶液 实验 ：向实验 的试管中滴加 有什么现象？ 有什么现象？ 实验3：向实验 的试管中滴加 的试管中滴加Na 溶 实验 ：向实验2的试管中滴加 2S溶 液有什么现象？ 液有什么现象？