高二化学沉淀溶解平衡精选PPT.ppt

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1、高二化学课件沉淀溶解平衡高二化学课件沉淀溶解平衡第1页，此课件共49页哦（一）（一）溶度积常数溶度积常数例：例：AgCl（s）Ag+（aq）+Cl （aq）一、一、难溶电解质的溶度积难溶电解质的溶度积可溶：可溶：100克水中溶解克水中溶解1克以上。克以上。微溶：微溶：100克水中溶解克水中溶解0.011克。克。难溶：难溶：100克水中溶解克水中溶解0.01克以下。克以下。初始初始 溶溶 V沉沉 平衡平衡 溶溶 V沉沉第2页，此课件共49页哦Ksp=c(Ag+)c(Cl-)Ksp 称为难溶电解质的沉淀溶解平衡称为难溶电解质的沉淀溶解平衡常数，简称常数，简称溶度积。溶度积。一般难溶电解质：一般难溶

2、电解质：AmDn(s)mAn+(aq)+nDm-(aq)Ksp=cm(An+)cn(Bm-)Ksp 决定于难溶电解质的本性，与温决定于难溶电解质的本性，与温度有关，与溶液浓度无关。度有关，与溶液浓度无关。第3页，此课件共49页哦（二）（二）溶度积与溶解度的关系溶度积与溶解度的关系溶解度溶解度(S)：一升溶液中所溶解溶质的物一升溶液中所溶解溶质的物 质的量。单位：质的量。单位：molL-1.1.AD型型(如如AgCl、AgI、CaCO3)AD(S)A+(aq)+D(aq)溶解度：溶解度：S S Ksp=c(A+)c(D)=S2 第4页，此课件共49页哦2.AD2或或A2D型型(Mg(OH)2、A

3、g2CrO4)AD2(S)A2+(aq)+2D(aq)溶解度：溶解度：S 2S Ksp=c(A+)c2(B)=S(2S)2=4S3 第5页，此课件共49页哦3.AD3或或A3D型型(如如 Fe(OH)3、Ag3PO4)A3D(s)3A+(aq)+D3-(aq)溶解度：溶解度：3S S Ksp=c3(A+)c(B3-)=(3S)3S =27S4第6页，此课件共49页哦例：例：已知已知AgCl在在298K时溶解了时溶解了1.9210-3 gmol-1，计算其，计算其Ksp。解：解：AgCl的摩尔质量的摩尔质量=143.4 g mol-1 S=1.9210-3/143.4 =1.34 10-5 (m

4、olL-1)Ksp=S2 =1.810-10第7页，此课件共49页哦例：例：298K时，时，Ag2CrO4的的Ksp=1.110-12，计算其溶解度计算其溶解度S。解：解：比较：比较：S(AgCl)Ksp(Ag2CrO4)第8页，此课件共49页哦例例1 25，BaSO4的溶解度的溶解度S=2.4310-3gL-1，求，求Ksp(BaSO4)。第9页，此课件共49页哦例例2已知室温下，已知室温下，250mL水中能溶解水中能溶解CaF2 4.0010-3g，求，求Ksp(CaF2)。第10页，此课件共49页哦例例3 已知室温下，已知室温下，Ag2CrO4的溶度的溶度积积是是1.1210-12，问问

5、Ag2CrO4的溶解度的溶解度S(g L-1)为为多少？多少？第11页，此课件共49页哦几种几种类类型的型的难难溶物溶物质质溶度溶度积积、溶解度比、溶解度比较较难溶物质类型难溶物质溶度积Ksp溶解度/molL-1MAAgCl1.7710-101.3310-5BaSO41.0810-101.0410-5MA2CaF23.4510-112.0510-4M2AAg2CrO41.1210-12 6.5410-5对对于同型于同型难难溶物溶物质质，溶度，溶度积积大的，以大的，以molL-1为单为单位的溶解度也大，因此可以根据溶度位的溶解度也大，因此可以根据溶度积积的大小来直的大小来直接比接比较较它它们们溶

6、解度的相溶解度的相对对高低。高低。第12页，此课件共49页哦应注意的是，上述溶度积与溶解度之间的换算应注意的是，上述溶度积与溶解度之间的换算只是一种近似的计算。只适用于溶解度很小的只是一种近似的计算。只适用于溶解度很小的难溶物质，而且离子在溶液中不发生任何副反难溶物质，而且离子在溶液中不发生任何副反应应(不水解、不形成配合物等不水解、不形成配合物等)或发生副反应程或发生副反应程度不大的情况，如度不大的情况，如BaSO4、AgCl等。在某些等。在某些难溶的硫化物、碳酸盐和磷酸盐水溶液中，如难溶的硫化物、碳酸盐和磷酸盐水溶液中，如ZnS，不能忽略相应阴阳离子在水溶液中的解，不能忽略相应阴阳离子在水

7、溶液中的解离反应，此时若用上述简单方法进行溶度积与离反应，此时若用上述简单方法进行溶度积与溶解度的换算将会产生较大的偏差。上述换算溶解度的换算将会产生较大的偏差。上述换算也只有当难溶物质一步完全解离才有效，它不也只有当难溶物质一步完全解离才有效，它不适用于难溶的弱电解质。适用于难溶的弱电解质。第13页，此课件共49页哦 AmDn(s)mAn+nDm-平衡时：平衡时：Ksp=cm(An+)cn(Dm-)（三）（三）溶度积规则溶度积规则任意态的离子积用任意态的离子积用Qc表示表示.第14页，此课件共49页哦 Qc Ksp，有沉淀生成。，有沉淀生成。溶度积规则：溶度积规则：第15页，此课件共49页哦

8、第16页，此课件共49页哦例：例：0.004 molL-1 AgNO3 与与 0.004 molL-1 K2CrO4等体积混合，有无等体积混合，有无Ag2CrO4沉沉 淀生成？淀生成？(Ag2CrO4的的Ksp=1.1 10-12)解：解：2Ag+CrO42-Ag2CrO4 Qc =c2(Ag+)c(CrO42-)=(0.002)3 =810-9Qc Ksp(Ag2CrO4)有有Ag2CrO4 沉淀生成。沉淀生成。第17页，此课件共49页哦例：例：计算计算298K时，时，AgCl在在0.01molL-1NaCl 溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。已知已知 Ksp(AgCl)=1.810-10.解

9、：解：AgCl（s）Ag+Cl 平衡平衡 S S+0.01Ksp=S(S+0.01)=1.810-10 因为因为 S+0.01 0.01 S=1.810-8 (mol/L)第18页，此课件共49页哦例例例例4 4 已知已知已知已知BaFBaF2 2的的的的K Kspsp =1.8410-7。现现将将20.0mL 0.050 molL-1-1 BaClBaCl2 2溶液与溶液与30.0mL 0.050 molL-1-1KFKF溶液混合，溶液混合，溶液混合，溶液混合，问问问问有无有无有无有无BaFBaF2 2沉沉沉沉淀生成。淀生成。淀生成。淀生成。第19页，此课件共49页哦 使用溶度使用溶度积规则

10、时应积规则时应注意：注意：原原则则上只要上只要Qc Ksp 便便应该应该有沉淀有沉淀产产生，但生，但是，只有当溶液中含是，只有当溶液中含约约10-5 gL-1固体固体时时，人眼才，人眼才能能观观察到混察到混浊现浊现象，故象，故实际观实际观察到有沉淀察到有沉淀产产生所生所需的构晶离子需的构晶离子浓浓度往往要比理度往往要比理论计论计算稍高些。算稍高些。第20页，此课件共49页哦（一）同离子效应与沉淀完全的标准（一）同离子效应与沉淀完全的标准1.1.同离子效应：当沉淀反应中有与难溶物质具有共同离同离子效应：当沉淀反应中有与难溶物质具有共同离同离子效应：当沉淀反应中有与难溶物质具有共同离同离子效应：当

11、沉淀反应中有与难溶物质具有共同离子的电解质存在，能使难溶物质的溶解度降低，这种子的电解质存在，能使难溶物质的溶解度降低，这种子的电解质存在，能使难溶物质的溶解度降低，这种子的电解质存在，能使难溶物质的溶解度降低，这种现象称为沉淀反应的同离子效应。现象称为沉淀反应的同离子效应。现象称为沉淀反应的同离子效应。现象称为沉淀反应的同离子效应。2.2.沉淀完全与否：一般来沉淀完全与否：一般来沉淀完全与否：一般来沉淀完全与否：一般来说说说说，只要沉淀后溶液中被沉淀离子，只要沉淀后溶液中被沉淀离子，只要沉淀后溶液中被沉淀离子，只要沉淀后溶液中被沉淀离子的的的的浓浓浓浓度小于或等于度小于或等于度小于或等于度小

12、于或等于1010-5-5 mol L L-1-1，就可以，就可以，就可以，就可以认为该认为该认为该认为该离子被定离子被定离子被定离子被定性沉淀完全了；性沉淀完全了；性沉淀完全了；性沉淀完全了；对对对对于重量分析，被沉淀于重量分析，被沉淀于重量分析，被沉淀于重量分析，被沉淀组组组组分分分分应应应应达到定达到定达到定达到定量沉淀完全，量沉淀完全，量沉淀完全，量沉淀完全，则则则则要求沉淀后溶液中剩余被沉淀离子的要求沉淀后溶液中剩余被沉淀离子的要求沉淀后溶液中剩余被沉淀离子的要求沉淀后溶液中剩余被沉淀离子的浓浓浓浓度度度度应应应应小于或等于小于或等于小于或等于小于或等于1010-6 molmolL-1

13、-1。二、影响沉淀溶解平衡的主要因素二、影响沉淀溶解平衡的主要因素第21页，此课件共49页哦例例5 已知已知BaSO4的的Ksp=1.0810-10。试试比比较较BaSO4在在250mL纯纯水，以及在水，以及在250mLSO42-=0.010 molL-1溶液中的溶解溶液中的溶解损损失。失。第22页，此课件共49页哦（二）盐效应（二）盐效应沉淀剂加得过多，特别是有其他强电解质沉淀剂加得过多，特别是有其他强电解质沉淀剂加得过多，特别是有其他强电解质沉淀剂加得过多，特别是有其他强电解质的存在，使沉淀溶解度增大的现象，就的存在，使沉淀溶解度增大的现象，就的存在，使沉淀溶解度增大的现象，就的存在，使沉

14、淀溶解度增大的现象，就称为沉淀反应的盐效应。称为沉淀反应的盐效应。称为沉淀反应的盐效应。称为沉淀反应的盐效应。图中图中AgCl和和BaSO4在不同浓度的在不同浓度的KNO3溶液中的溶解度变化溶液中的溶解度变化 盐效应主要是盐效应主要是由于活度系数的改变而引起的。图中由于活度系数的改变而引起的。图中表示了表示了AgCl和和BaSO4在不同浓度的在不同浓度的KNO3溶液中的溶解度变化。溶液中的溶解度变化。很明显，随着很明显，随着很明显，随着很明显，随着KNO3KNO3浓度的不断增大，浓度的不断增大，浓度的不断增大，浓度的不断增大，AgClAgCl和和和和BaSO4BaSO4的溶解度均随之增大；的溶

15、解度均随之增大；的溶解度均随之增大；的溶解度均随之增大；另外还可以看出，在相同的另外还可以看出，在相同的另外还可以看出，在相同的另外还可以看出，在相同的KNO3KNO3浓度浓度浓度浓度条件下，盐效应对条件下，盐效应对条件下，盐效应对条件下，盐效应对BaSO4BaSO4溶解度的影溶解度的影溶解度的影溶解度的影响要大于对响要大于对响要大于对响要大于对AgClAgCl的影响，的影响，的影响，的影响，这就是高价离这就是高价离这就是高价离这就是高价离子的活度系数受离子强度的影响大的结果子的活度系数受离子强度的影响大的结果子的活度系数受离子强度的影响大的结果子的活度系数受离子强度的影响大的结果。AgCl和

16、和BaSO4在在不同不同浓浓度的度的KNO3溶液中的溶液中的溶解度溶解度变变化化第23页，此课件共49页哦（三）酸效应（三）酸效应 这里的酸效应（这里的酸效应（acid effect）主要指沉淀）主要指沉淀反应中，除强酸所形成的沉淀外，由弱酸或反应中，除强酸所形成的沉淀外，由弱酸或多元酸所构成的沉淀以及氢氧化物沉淀的溶多元酸所构成的沉淀以及氢氧化物沉淀的溶解度随溶液的解度随溶液的pH值减小而增大的现象。值减小而增大的现象。对弱酸或多元酸所构成的沉淀以及氢氧化物沉淀对弱酸或多元酸所构成的沉淀以及氢氧化物沉淀等，就可以通过控制酸度达到沉淀完全或溶解沉等，就可以通过控制酸度达到沉淀完全或溶解沉淀的目

17、的。淀的目的。第24页，此课件共49页哦例例例例6 6 计计计计算欲使算欲使算欲使算欲使0.0100.010 molmol L-1-1 Fe3+开始沉淀及沉淀完全开始沉淀及沉淀完全开始沉淀及沉淀完全开始沉淀及沉淀完全时时时时的的的的pHpH值值值值。K Kspsp Fe(OH)3 3=2.7910=2.7910-39-39。第25页，此课件共49页哦第26页，此课件共49页哦第27页，此课件共49页哦一些一些难难溶金属溶金属氢氢氧化物沉淀的氧化物沉淀的pH离子离子开始沉淀的开始沉淀的pH值值c(Mn+)=0.010molL-1沉淀完全的沉淀完全的pH值值c(Mn+)=1.010-5molL-1

18、Ksp Fe3+Al3+Cr3+Cu2+Fe2+Ni2+Mn2+Mg2+1.813.704.605.176.857.378.649.372.814.705.606.678.358.8710.1410.872.7910-391.310-336.310-312.210-204.8710-175.4810-161.910-135.6110-12第28页，此课件共49页哦例例7 10mL 0.10 molL-1 MgCl2 2和和和和10mL 0.010 molL10mL 0.010 molL-1-1 NHNH3 3H2 2OO相混合，相混合，相混合，相混合，是否有沉淀生成？是否有沉淀生成？是否有沉淀

19、生成？是否有沉淀生成？为为为为不使不使不使不使Mg(OH)Mg(OH)2沉淀析出，沉淀析出，问问至少至少应应加入加入NH4 4ClCl多少克（假定加入多少克（假定加入多少克（假定加入多少克（假定加入NHNH4Cl后溶液的体后溶液的体积积不不变变，Kb b NH3H2ONH3H2O=1.7910-5，KKspMg（OH）2=5.6110-12-12）？）？第29页，此课件共49页哦第30页，此课件共49页哦第31页，此课件共49页哦三、三、分步沉淀与沉淀的转化分步沉淀与沉淀的转化 在生产和科学研究等实际工作中，常常会遇到一个体系中在生产和科学研究等实际工作中，常常会遇到一个体系中同时存在多种离子

20、，它们都能与加入的同一沉淀剂发生沉同时存在多种离子，它们都能与加入的同一沉淀剂发生沉淀反应，生成难溶物质，如何控制条件使它们先后沉淀？淀反应，生成难溶物质，如何控制条件使它们先后沉淀？另外，一个体系中可能同时存在几种难溶物质，如何控制另外，一个体系中可能同时存在几种难溶物质，如何控制条件使它们逐一溶解？条件使它们逐一溶解？1.分步沉淀（分步沉淀（fractional precipitation）就是指混合溶）就是指混合溶液中离子发生先后沉淀的现象。在多组分体系中，若液中离子发生先后沉淀的现象。在多组分体系中，若各组分都可能与沉淀剂形成沉淀，通常是离子积各组分都可能与沉淀剂形成沉淀，通常是离子积

21、Qc首首先超过溶度积的那种难溶物质先沉淀出来。先超过溶度积的那种难溶物质先沉淀出来。第32页，此课件共49页哦例例例例8 8 向向向向ClCl-和和I-浓浓浓浓度均度均度均度均为为为为0.010 molL0.010 molL-1-1的溶液中，逐滴加入的溶液中，逐滴加入的溶液中，逐滴加入的溶液中，逐滴加入AgNOAgNO3 3溶液，溶液，溶液，溶液，问问问问哪一种离子先沉淀？第二种离子开始沉淀哪一种离子先沉淀？第二种离子开始沉淀哪一种离子先沉淀？第二种离子开始沉淀哪一种离子先沉淀？第二种离子开始沉淀时时时时，溶液中第一种离子的溶液中第一种离子的溶液中第一种离子的溶液中第一种离子的浓浓浓浓度是多少

22、？两者有无分离的可能？度是多少？两者有无分离的可能？度是多少？两者有无分离的可能？度是多少？两者有无分离的可能？(K(KspAgCl=1.7710-10-10 K KspAgIspAgI=8.5210=8.5210-17-17)第33页，此课件共49页哦第34页，此课件共49页哦一般来说，当溶液中存在几种离子，若是同一般来说，当溶液中存在几种离子，若是同型的难溶物质，则它们的溶度积相差越大，型的难溶物质，则它们的溶度积相差越大，混合离子就越易实现分离。此外，沉淀的次混合离子就越易实现分离。此外，沉淀的次序也与溶液中各种离子的浓度有关。若两种序也与溶液中各种离子的浓度有关。若两种难溶物质的溶度积

23、相差不大时，则适当地改难溶物质的溶度积相差不大时，则适当地改变溶液中被沉淀离子的浓度，也可以使沉淀变溶液中被沉淀离子的浓度，也可以使沉淀的次序发生变化。的次序发生变化。第35页，此课件共49页哦例：例：在含在含0.05molL-1Pb(NO3)2和和0.05molL-1 AgNO3混合液中，逐滴加入混合液中，逐滴加入K2CrO4 溶溶 液液(设体积不变设体积不变)，问，问PbCrO4和和Ag2CrO4 哪哪 种先沉淀种先沉淀?(PbCrO4的的Ksp=1.810-14,Ag2CrO4的的Ksp=1.110-12)解：解：生成生成PbCrO4时，时，CrO42-的最低浓度为的最低浓度为 c(Pb

24、2+)c(CrO42-)1.810-14 c(CrO42-)1.810-14/0.05 =3.6 10-13 (molL-1)第36页，此课件共49页哦生成生成Ag2CrO4 时，时，CrO42-的最低浓度为的最低浓度为 c2(Ag+)c(CrO42-)1.110-12 c(CrO42-)1.110-12/0.052 =4.4 10-10(molL-1)先产生的沉淀为先产生的沉淀为PbCrO4。第37页，此课件共49页哦例：例：在在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

25、-5molL-1，Fe(OH)3的的 Ksp=2.610-39，Cu(OH)2 的的Ksp=5.610-20】解：解：Fe(OH)3 Fe3+3OH Ksp=c(Fe3+)c3(OH)=2.610-39 第38页，此课件共49页哦pOH=11.2,pH=2.8 pH 2.8第39页，此课件共49页哦Cu(OH)2 Cu 2+2OH Ksp=c(Cu 2+)c2(OH)=5.610-20 pOH=9.6,pH=4.4 控制控制 pH：2.8 4.4.第40页，此课件共49页哦例例例例9 9 某溶液中含有某溶液中含有某溶液中含有某溶液中含有PbPb2+2+和和和和BaBa2+2+，若它若它若它若它

26、们们们们的的的的浓浓浓浓度均度均度均度均为为为为0.10 molL0.10 molL-1-1，问问加入加入Na2 2SOSO4 4试剂试剂试剂试剂，哪一种离子先沉淀？两者有无分离的，哪一种离子先沉淀？两者有无分离的，哪一种离子先沉淀？两者有无分离的，哪一种离子先沉淀？两者有无分离的可能？可能？可能？可能？若若若若PbPb2+2+的的浓浓度度为为0.0010 molL-1-1，BaBa2+的的的的浓浓浓浓度仍度仍度仍度仍为为为为0.10 0.10 molLmolL-1-1，两者有无分离的可能？，两者有无分离的可能？，两者有无分离的可能？，两者有无分离的可能？K KspPbSO4spPbSO4=2

27、.5310-8 KspBaSO4spBaSO4=1.0810=1.0810-10-10 第41页，此课件共49页哦第42页，此课件共49页哦第43页，此课件共49页哦2.沉淀的转化沉淀的转化沉淀的转化（沉淀的转化（inversion of precipitation）是指一种沉淀借助于某一试剂的作用，转化是指一种沉淀借助于某一试剂的作用，转化为另一种沉淀的过程。为另一种沉淀的过程。例如，要除去锅炉内壁锅垢的主要成分例如，要除去锅炉内壁锅垢的主要成分CaSO4，可以加入，可以加入Na2CO3溶液，使溶液，使CaSO4转变为溶转变为溶解度更小的解度更小的CaCO3，再通过流体的冲击以及适，再通过流

28、体的冲击以及适当摩擦剂的作用，使锅垢被除去。当摩擦剂的作用，使锅垢被除去。第44页，此课件共49页哦第45页，此课件共49页哦例例例例10 10 如果在如果在如果在如果在1.0LNa1.0LNa2 2COCO3 3溶液中溶解溶液中溶解0.010mol的的CaSO4 4，问问Na2 2CO3 3的初始的初始的初始的初始浓浓浓浓度度度度应为应为应为应为多少？多少？多少？多少？K KspCaSO4spCaSO4=4.9310-5-5 KspCaCO3=3.3610=3.3610-9-9 第46页，此课件共49页哦例例例例11 0.20molBaSO11 0.20molBaSO4 4，用，用1.0L饱

29、饱和和Na2 2CO3 3溶液溶液溶液溶液（1.6molL1.6molL-1-1）处处处处理，理，理，理，问问问问能溶解能溶解能溶解能溶解BaSOBaSO4多少摩多少摩多少摩多少摩尔尔尔尔？需？需？需？需处处处处理理理理多少次能溶解完？多少次能溶解完？多少次能溶解完？多少次能溶解完？K KspBaSO4spBaSO4=1.0810=1.0810-10-10 KspBaCO3spBaCO3=2.5810-9 9 第47页，此课件共49页哦第48页，此课件共49页哦 例例例例12 12 某溶液中某溶液中某溶液中某溶液中ZnZn2+、Fe3+3+的的的的浓浓浓浓度分度分度分度分别为别为别为别为0.100.10和和和和0.01mol0.01mol L L-1 1，若要使，若要使，若要使，若要使FeFe3+3+沉淀分离，求所沉淀分离，求所应应控制的溶液的控制的溶液的pH值值（忽略离子（忽略离子强强度）？度）？KspFe(OH)3=2.7910=2.7910-39-39 KspZn(OH)2 =310=310-17-17 第49页，此课件共49页哦