沉淀溶解平衡计算优秀课件.ppt

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1、沉淀溶解平衡计算第1页，本讲稿共17页3、沉淀的溶解与生成、沉淀的溶解与生成利用利用Q与与K判断沉淀的生成与溶解判断沉淀的生成与溶解Q=Ksp时难溶电解质达到沉淀溶解平衡时难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态，溶液是饱和溶液。状态，溶液是饱和溶液。QKsp溶液中将析出沉淀，直到溶液中的溶液中将析出沉淀，直到溶液中的Q=Ksp为止。为止。QKsp溶液为不饱和溶液，将足量的难溶溶液为不饱和溶液，将足量的难溶电解质固体放入，固体将溶解，直到溶液中电解质固体放入，固体将溶解，直到溶液中Q=Ksp时，溶液达到饱和。时，溶液达到饱和。以上规则称为溶度积规则。沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互以上规则称为溶

2、度积规则。沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的条件是离子浓度的大小，控制离子浓度的大小，可以使反应向所需转化的条件是离子浓度的大小，控制离子浓度的大小，可以使反应向所需要的方向转化。要的方向转化。第2页，本讲稿共17页有关计算有关计算(1).利用溶度积计算某种离子的浓度利用溶度积计算某种离子的浓度例例1:25时，时，Ksp(PbI2)=7.110-9 mol3 L-3求求PbI2的饱和溶液中的的饱和溶液中的Pb2+和和I-.练练1:25时，时，Ksp(AgBr)=5.010-10 mol2 L-2求求AgBr的饱和溶液中的饱和溶液中的的Ag+和和Br-.练练2:25时，时，Ksp(M

3、g(OH)2)=5.610-12mol3 L-3求求Mg(OH)2 的饱和溶的饱和溶液中的液中的Mg2+和和OH-.已知沉淀溶解平衡，求饱和已知沉淀溶解平衡，求饱和溶液中的离子浓度。溶液中的离子浓度。第3页，本讲稿共17页为什么医学上常用为什么医学上常用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作为内作为内服造影剂服造影剂“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

4、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,胃胃酸会与酸会与CO32-反应生成反应生成CO2和水，使和水，使CO32-离子浓度降低，使离子浓度降低，使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 1.810-10mol2 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

5、溶液与410-3mol L-1的的KI溶液溶液等体等体积混合能否有沉淀析出？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。已知离子浓度，判断已知离子浓度，判断是否形成沉淀是否形成沉淀第6页，本讲稿共17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:

6、Ksp(BaSO4)=1.110-10 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-。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10-5mo

7、l/L时，认为离子已沉淀时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。完全或离子已有效除去。已知某一离子浓度，已知某一离子浓度，求形成沉淀所需另一求形成沉淀所需另一离子浓度。离子浓度。第7页，本讲稿共17页例例.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+Ksp(CuS),CuS的溶解度远小于的溶

8、解度远小于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+结合产结合产生生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-的浓度降的浓度降低，导致低，导致S2-与与Zn2+的的Qc Ksp(CuS),所以所以ZnS沉淀会转化为沉淀会转化为CuS沉淀沉淀练习练习:已知已知Ksp(MnS)=2.510-13 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2通过计算说通过计

9、算说明明MnS沉淀中滴加沉淀中滴加0.01mol/L的的Pb(NO3)2溶液是否有溶液是否有PbS沉淀析出。沉淀析出。(2).ZnS沉淀为什么转化为沉淀为什么转化为CuS沉淀的定量计算沉淀的定量计算第12页，本讲稿共17页 利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用FeS(s)、MnS(s)等难溶物作为沉淀剂除去废水中的等难溶物作为沉淀剂除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。等重金属离子。Ksp(FeS)=6.310-18mol2L-2 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2 Ksp(HgS)=6.410-53mol2

10、L-2 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2练习：写出练习：写出FeS(s)与废水中的与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。的反应离子方程式。FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+第13页，本讲稿共17页 Cu2+MnS(s)=CuS(s)+Mn2+Cu2+H2S=CuS+2H+Cu2+S2-=CuS Cu2+HS-=CuS +H+用用MnS、H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S作沉淀剂都能除去工作沉淀剂都能除去工业废水中的业废水中的C

11、u2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。等重金属离子。第14页，本讲稿共17页水垢中的水垢中的Mg(OH)Mg(OH)2 2是怎样生成的是怎样生成的?硬水硬水:是含有较多是含有较多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和和SO42-的水的水.加热时：加热时：Ca2+2HCO3-=CaCO3+CO2 +H2O Mg2+2HCO3-=MgCO3+CO2 +H2O MgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2 为什么在水垢中镁主要以为什么在水垢中镁主要以Mg(OH)2沉淀沉淀形式存在，而形式存在，而不是以不是以MgCO3沉淀沉淀的形式存在？比较它们饱和时的形式存在？比较它们饱和时Mg2+的大小。的大小

12、。第15页，本讲稿共17页MgCO3沉淀溶解平衡：沉淀溶解平衡：MgCO3(s)Mg2+CO32-CO32-水解平衡：水解平衡：CO32-+H2O HCO3-+OH-因为因为Qc Ksp(Mg(OH)2),所以有所以有Mg(OH)2沉淀析出。即加热后，沉淀析出。即加热后，MgCO3沉淀转化为沉淀转化为Mg(OH)2。因此硬水加热后的水垢的主要成分是因此硬水加热后的水垢的主要成分是CaCO3和和Mg(OH)2而不是而不是CaCO3 和和MgCO3.洗涤水垢的方法：除出水垢中的洗涤水垢的方法：除出水垢中的CaCO3和和Mg(OH)2用食醋，用食醋，CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2C

13、a+CO2+H2O Mg(OH)2+2CH3COOH=(CH3COO)2Mg+2H2O第16页，本讲稿共17页1.在在1L溶液中，其中含有溶液中，其中含有0.0001mol的的NaCl和和0.01mol的的K2CrO4,逐滴加入逐滴加入AgNO3溶液时，设溶液的体积不变，通过计算说明谁先沉淀？溶液时，设溶液的体积不变，通过计算说明谁先沉淀？Ksp(AgCl)=1.810-10mol2 L-2 Ksp(Ag2CrO4)=1.110-12 mol3 L-32.某某工业废水中含有中工业废水中含有中Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子，常用等重金属离子，常用FeS(s)作为沉淀剂除作为沉淀剂除去废

14、水中的去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。等重金属离子。(1).写出反应的离子方程式。写出反应的离子方程式。(2).若假设工业废水中含有中若假设工业废水中含有中Cu2+、Hg2+、Pb2+的浓度均为的浓度均为1.010-5 mol L-1，试通过计算加入试通过计算加入FeS(s)有无有无CuS、HgS、PbS沉淀析出，若有沉淀析出，沉淀析出沉淀析出，若有沉淀析出，沉淀析出的先后顺序怎样？的先后顺序怎样？Ksp(FeS)=6.310-18mol2 L-2 Ksp(CuS)=1.310-36mol2 L-2 Ksp(HgS)=6.410-53mol2 L-2 Ksp(PbS)=3.410-28mol2 L-2 3.写出硬水中的写出硬水中的Ca2+、Mg2+、HCO32-在加热的条件下转化成为在加热的条件下转化成为CaCO3和和Mg(OH)2的化学方程式。的化学方程式。4.写出用食醋除出水垢的化学方程式。写出用食醋除出水垢的化学方程式。第17页，本讲稿共17页