溶度积常数solubilityproductconstantKspBaSO复习过程.ppt

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1、溶度积常数solubilityproductconstantKspBaSO广西河池市凤山县盘阳河源头的溶洞里11/20/20222溶洞溶洞有些地下水由于含有腐烂的植物而显酸性，当酸性的地下水有些地下水由于含有腐烂的植物而显酸性，当酸性的地下水流经石灰石时，会发生以下反应：流经石灰石时，会发生以下反应：CaCO3(s)+2H+(aq)Ca2+(aq)+H2O(l)+CO2(g)若当酸性的水流经地下岩石时，就在地下形成了溶洞若当酸性的水流经地下岩石时，就在地下形成了溶洞（cave）。若水中溶有）。若水中溶有CO2,则还会存在以下平衡：则还会存在以下平衡：CaCO3(s)+CO2(aq)+H2O(l

2、)Ca2+(aq)+2HCO3(aq)当含有当含有Ca2+(aq)和和HCO3的地下水从溶洞的顶向下滴落时，的地下水从溶洞的顶向下滴落时，其中的水和二氧化碳会挥发，平衡向左移动，生成其中的水和二氧化碳会挥发，平衡向左移动，生成CaCO3沉淀，从而生成钟乳石（沉淀，从而生成钟乳石（stalactite）和石笋（）和石笋（stalagmite）。）。11/20/202235 沉淀沉淀-溶解平衡溶解平衡 Precipitation-dissolution equilibrium重要知识：重要知识：理解溶度积的概念及溶度积原理理解溶度积的概念及溶度积原理掌握沉淀掌握沉淀 溶解平衡的移动及有关溶解平衡的

3、移动及有关 计算计算掌握分步沉淀原理及简单应用掌握分步沉淀原理及简单应用作业：作业：p127 2，5，7，10，1111/20/20224解决的问题1、溶液什么条件下能产生沉淀？、溶液什么条件下能产生沉淀？沉淀在什么条件下能溶解？沉淀在什么条件下能溶解？2、如果溶液中存在多种离子，怎样才、如果溶液中存在多种离子，怎样才能使它们分别沉淀出来？能使它们分别沉淀出来？3、在什么条件下沉淀可以相互转化、在什么条件下沉淀可以相互转化11/20/202255.1 溶度积常数溶度积常数(solubility product constant,K sp)BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)溶解

4、溶解沉淀沉淀平衡时：平衡时：K=c(Ba2+)/c c(SO42-)/c 该平衡常数大小与物质的溶解度有关，称之为难溶电该平衡常数大小与物质的溶解度有关，称之为难溶电解质溶度积，简称溶度积，用解质溶度积，简称溶度积，用Ksp即即BaSO4的溶度积为的溶度积为 Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)/c c(SO42-)/c 11/20/20226对对于于一一任任意意组组成成为为AmBn形形式式的的难难溶溶电电解解质质，在在水水溶溶液液中中有有以以下的平衡，下的平衡，AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)达到沉淀溶解平衡（饱和溶液）时，其标准平衡常数有下列达到沉淀溶解平衡（饱和溶液）时，

5、其标准平衡常数有下列一般的形式：一般的形式：Ksp(AnBm)=c(A)/c n c(B)/c m难溶电解质的溶度积与哪些因素有关？难溶电解质的溶度积与哪些因素有关？11/20/202275.2 影响沉淀溶解平衡的影响沉淀溶解平衡的 因素因素 (effectors of precipitation dissolution equilibrium)(1)同离子效应的影响同离子效应的影响例例1：分别计算分别计算Mg(OH)2在纯水中和在在纯水中和在0.1mol.L-1的的NaOH溶液中的溶液中的溶解度溶解度。Ksp Mg(OH)2=5.61 10-12解：纯水中：在氢氧化钠溶液中 Mg(OH)2=

6、Mg2+2OH-s/c s+0.1 mol.L-1/c 0.1 Ksp=c(Mg2+)/c.c(OH-)/c 25.61 10-12=0.12s/1.0mol.L-1 s=5.61 10-10 mol.L-1 11/20/20228同离子效应结果：结果：难溶电解质的溶解度大大降低难溶电解质的溶解度大大降低应用：应用：加入过量的沉淀剂使沉淀完全。加入过量的沉淀剂使沉淀完全。如前面的例题，在如前面的例题，在Mg2+的溶液中加入过的溶液中加入过量的量的OH-则则Mg2+沉淀非常完全。沉淀非常完全。11/20/20229由于由于X-射线不能穿过射线不能穿过BaSO4，医药上将，医药上将BaSO4用于用

7、于X-射线检查的辅助剂。因射线检查的辅助剂。因Ba2对人体具有很大的毒性，故医生给病人服对人体具有很大的毒性，故医生给病人服用的辅助剂是用的辅助剂是BaSO4与与Na2SO4的化合物。的化合物。请用沉淀溶解平衡的原理分析在辅助剂中请用沉淀溶解平衡的原理分析在辅助剂中加入加入Na2SO4的原因。的原因。11/20/202210盐效应由于强电解的加入使溶液的离子强度增由于强电解的加入使溶液的离子强度增大，从而使离子浓度降低。平衡右移。大，从而使离子浓度降低。平衡右移。难溶物的溶解度增大难溶物的溶解度增大注意：注意：沉淀剂不要过量太多。沉淀剂不要过量太多。11/20/2022115.3 溶度积原理的

8、应用溶度积原理的应用 (application of rule of solubility product)沉淀溶解反应的反应商沉淀溶解反应的反应商Q，称为反应的离子积，对，称为反应的离子积，对于组成为于组成为AnBm的难溶电解质，离子积为：的难溶电解质，离子积为：当当Q Ksp，溶液为过饱和溶液，有沉淀生成，直至，溶液为过饱和溶液，有沉淀生成，直至Q=Ksp。当当Q=Ksp，沉淀溶解反应处于平衡状态，溶液为饱和溶液。，沉淀溶解反应处于平衡状态，溶液为饱和溶液。当当Q Ksp，溶液为不饱和溶液，若溶液中有难溶电解质固体，溶液为不饱和溶液，若溶液中有难溶电解质固体，则固体会溶解，直到溶液达饱和。

9、则固体会溶解，直到溶液达饱和。AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)Q=c(A)/cn c(B)/cm 溶度积原理溶度积原理11/20/2022125.3.1 沉淀的生成沉淀的生成(precipitation)QKsp 溶液中产生沉淀溶液中产生沉淀11/20/202213例例2将将10ml,0.02mol.L-1MgCl2与等体积、等浓度的氨水混合，能与等体积、等浓度的氨水混合，能否产生否产生Mg(OH)2?解：解：(1)NH3+H2O=NH4+OH-11/20/202214向向含有浓度相同的含有浓度相同的I I-，ClCl-混合液中加入混合液中加入AgNOAgNO3 3?向含有向含

10、有CrOCrO4 42-2-和和ClCl-的混合液中加入的混合液中加入AgNO3?先生成黄色的先生成黄色的AgI沉淀，后生成白色的沉淀，后生成白色的AgCl沉淀沉淀先生成白色的先生成白色的AgCl沉淀，后生成砖红色的沉淀，后生成砖红色的Ag2CrO4沉淀沉淀思考？11/20/202215把混合液中离子被先后沉淀的现象称为分步沉淀把混合液中离子被先后沉淀的现象称为分步沉淀反应商首先达到溶度积反应商首先达到溶度积 Q Ksp的离子先沉淀的离子先沉淀即：需沉淀剂量少的先沉淀即：需沉淀剂量少的先沉淀5.3.2 分步沉淀分步沉淀(fractional precipitation)11/20/202216

11、例例3：计算说明向：计算说明向I I-，Cl-离子浓度均离子浓度均0.1mol.L0.1mol.L-1-1混混 合液中滴加合液中滴加AgNOAgNO3 3，那种离子先被沉淀？，那种离子先被沉淀？同类型的同类型的沉淀，离沉淀，离子浓度相子浓度相近时，近时，K Kspsp小的小的先沉淀先沉淀11/20/20221711/20/202218分步沉淀的应用分步沉淀的应用离子的分离离子的分离将混合液中离子完全分离的条件：将混合液中离子完全分离的条件：离子沉淀完全（离子沉淀完全（10-5),另一些离子没有产生沉淀。另一些离子没有产生沉淀。11/20/202219例例例例4 4：向含有：向含有：向含有：向含

12、有ZnZn2+2+、MnMn2+2+均为均为均为均为0.1mol.L0.1mol.L-1-1溶液中通入溶液中通入溶液中通入溶液中通入HH2 2S S至至至至 饱和饱和饱和饱和(0.1mol.L(0.1mol.L-1-1)那种离子先被沉淀那种离子先被沉淀那种离子先被沉淀那种离子先被沉淀?pHpHpHpH值控制在什么范围能将两种离子分开？值控制在什么范围能将两种离子分开？值控制在什么范围能将两种离子分开？值控制在什么范围能将两种离子分开？K K K Kspspspsp(ZnS)=1.2(ZnS)=1.2(ZnS)=1.2(ZnS)=1.2 10101010-23-23-23-23 K K K Ks

13、pspspsp(MnS)=1.4(MnS)=1.4(MnS)=1.4(MnS)=1.4 10101010-15-15-15-15K K K Ka1a1a1a1(H(H(H(H2 2 2 2S)=1.3S)=1.3S)=1.3S)=1.3 10101010-7-7-7-7 K K K Ka2a2a2a2(H(H(H(H2 2 2 2S)=7.1S)=7.1S)=7.1S)=7.1 10101010-15-15-15-1511/20/20222011/20/202221练习练习练习练习1 1：向向向向含含含含有有有有ZnZn2+2+、MnMn2+2+均均均均为为为为0.1mol.L0.1mol.L

14、-1-1溶溶溶溶液液液液中中中中通通通通入入入入HH2 2S S至至至至饱饱饱饱和和和和(0.1mol.L(0.1mol.L-1 1)那种离子先被沉淀那种离子先被沉淀那种离子先被沉淀那种离子先被沉淀?直接通入直接通入直接通入直接通入H H H H2 2 2 2S S S S能否将两种离子分开？能否将两种离子分开？能否将两种离子分开？能否将两种离子分开？K K K Kspspspsp(ZnS)=1.2(ZnS)=1.2(ZnS)=1.2(ZnS)=1.2 10101010-23-23-23-23 K K K Kspspspsp(MnS)=1.4(MnS)=1.4(MnS)=1.4(MnS)=1.

15、4 10101010-15-15-15-15K K K Ka1a1a1a1(H(H(H(H2 2 2 2S)=1.3S)=1.3S)=1.3S)=1.3 10101010-7-7-7-7 K K K Ka2a2a2a2(H(H(H(H2 2 2 2S)=7.1S)=7.1S)=7.1S)=7.1 10101010-15-15-15-1511/20/202222 练习练习2在保持在保持c(H+)0.30 molL-1的溶液中不断通入的溶液中不断通入H2S(g)以以使使H2S保持饱和保持饱和c(H2S)0.10 molL-1，下列离子，下列离子(浓度浓度均为均为0.01 molL-1)哪些可被沉淀

16、完全哪些可被沉淀完全?哪些不被沉淀哪些不被沉淀?Pb2+、Hg2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+、Mn2+、Ni2+11/20/202223 离离离离子子子子被被被被完完完完全全全全定定定定性性性性沉沉沉沉淀淀淀淀时时时时，c c(M(M2+2+)10)10-5-5mol/L,mol/L,故故故故可可可可被被被被沉沉沉沉淀完全的硫化物溶度积的最大值为淀完全的硫化物溶度积的最大值为淀完全的硫化物溶度积的最大值为淀完全的硫化物溶度积的最大值为：K Kspsp 10 c c(M(M2+2+)/)/c cc c(S(S2-2-)/)/c c=0.011.0=0.011.0 1010-21-21=110

17、=110-23-23 Mn Mn2+2+,Ni,Ni2+2+不被沉淀不被沉淀不被沉淀不被沉淀11/20/202224配位溶解法配位溶解法AgCl=Ag+Cl-+2NH3=Ag(NH3)2+氧化还原溶解法氧化还原溶解法CuS=Cu2+S2-+HNO3 S+NO+H2O沉淀溶解沉淀溶解沉淀溶解沉淀溶解(1)常见溶解沉淀的方法常见溶解沉淀的方法：5.3.3 沉淀的溶解沉淀的溶解(precipitate dissociation)11/20/202225酸溶法酸溶法：CaCO3(s)=Ca2+CO32-+2H+=CO2+H2OMg(OH)2=Mg2+2OH-+2NH4+=NH3+2H2O沉淀溶解沉淀溶

18、解沉淀溶解沉淀溶解11/20/202226综合溶解法3HgS+2HNO3(浓)+12HCl(浓)3S+3H2HgCl4+2NO+4H2O或 2FeCl3+HgS+2NaCl S+Na2HgCl4+2FeCl211/20/202227(2)一些沉淀的酸溶分析一些沉淀的酸溶分析11/20/202228K Kspsp不同不同11/20/202229Mg(OH)2+2NH4+=Mg2+2NH3+2H2OK=Ksp/(Kb)2=5.61 10-12/(1.8 10-5)2=0.017Mg(OH)Mg(OH)2 2可溶于一定浓度的氯化铵溶液。可溶于一定浓度的氯化铵溶液。Fe(OH)3+3NH4+=Fe3+

19、3NH3+3H2OK=Ksp/(Kb)3=2.64 10-39/(1.8 10-5)3=4.5 10-15Fe(OH)3不溶于氯化铵溶液。不溶于氯化铵溶液。试分析试分析Mg(OH)2和和Fe(OH)3能否溶解在一定浓度能否溶解在一定浓度的的NH4Cl溶液中？溶液中？11/20/202230计算在计算在1升升NH4Cl溶液中溶解溶液中溶解0.1mol Mg(OH)2，NH4Cl初始浓度至少要初始浓度至少要多大？多大？11/20/20223111/20/202232将将0.10 mol ZnS完完全全溶溶解解于于1.0 L盐盐酸酸中，计算盐酸的最低浓度。中，计算盐酸的最低浓度。Ksp(ZnS)=2

20、.93 10-25 Ka1(H2S)=1.3 10-7 Ka2(H2S)=7.1 10-1511/20/202233设需要盐酸浓度为c/molL-1 ZnS(s)+2H+(aq)=Zn2+(aq)+H2S(aq)co/c 0.10 c 0 0ceq/c 0 c-0.20 0.10 0.10所需要的盐酸浓度为所需要的盐酸浓度为c(HCl)=5.81 molL-1 11/20/202234Ag2CrO4(NH4)2SAg2CrO4+S2-=Ag2S+CrO42-Ag2S实验实验实验实验11/20/202235由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转

21、化沉淀是否能发生转化及其转化的完沉淀是否能发生转化及其转化的完全程度由什么因素决定？全程度由什么因素决定？5.3.4 沉淀的转化沉淀的转化 (transformation of precipitate)11/20/202236 Ag2CrO4+S2-=Ag2S +CrO42-总趋势总趋势转化成溶解度更小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀溶解度小的转化成溶解度大的，溶解度小的转化成溶解度大的，不是绝对不可能的，要看差值大小。不是绝对不可能的，要看差值大小。调节试剂浓度来实现转化。调节试剂浓度来实现转化。11/20/202237分析能否实现下列沉淀的转化，为使转化分析能否实现下列沉淀的转化，为使转化完全

22、需要采取什么措施？完全需要采取什么措施？1，BaSO4+CO32-=BaCO3+SO42-2、Ag2CrO4+2Cl-=2AgCl+CrO42-3、AgI+Cl-=AgCl+I-4、Cu(OH)2+S2-=CuS+2OH-11/20/202238欲使欲使0.20mol BaSO4 完全转化为完全转化为BaCO3，若每，若每次用次用1L饱和饱和Na2CO3 溶液（溶液（c(Na2CO3)=1.6molL1）来处理，需处理多少次？）来处理，需处理多少次？（Ksp(BaSO4)=1.010-10 Ksp(BaCO3)=2.610-9）11/20/202239解：设 一次可转化的BaSO4 为 x m

23、ol BaSO4 +CO32-=BaCO3 +SO42-co/c 1.6 0ceq/molL-1 1.6-x x需要用饱和需要用饱和Na2CO3溶液处理溶液处理4次才能将次才能将0.2gBaSO4完完全溶解。全溶解。11/20/202240牙釉主要成分是Ca5(PO4)3OH，龋齿主要是由口腔中酸性物质与其反应形成的，反应如下：Ca5(PO4)3OH(s)+4H+(aq)5Ca2+(aq)+3HPO42-(aq)+H2O(l)若 存 在 F-,则 Ca5(PO4)3OH会 转 化 为Ca5(PO4)3F，从而防止龋齿的形成，牙齿得到 保 护。试 分 析 为 什 么 Ca5(PO4)3F比Ca5

24、(PO4)3OH有更强的耐酸腐蚀性？11/20/202241方解石(calcite)和文石(aragonite)是碳酸钙两种不同的晶体类型。珊瑚是方解石，而珍珠是文石。已知25时，Ksp 方解石=5.010-9，Ksp 文石=7.010-9。请分析：（1）哪种晶型在水中的溶解度更大？(2)在水种两者是否可以相互转化？(3)廉价的珊瑚是用石膏（CaSO42H2O）制作的。设计一简单的实验用于区分真假珊瑚。11/20/202242 重要知识Ksp 的定义式的定义式溶度积原理溶度积原理当当Q Ksp，沉淀生成，沉淀生成当当Q=Ksp，沉淀溶解反应处于平衡状态，沉淀溶解反应处于平衡状态当当Q Ksp，固体会溶解，固体会溶解应用：应用：沉淀生成、分步沉淀（离子的分离）沉淀生成、分步沉淀（离子的分离）沉淀的溶解、沉淀的转化沉淀的溶解、沉淀的转化11/20/202243此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢