1,沉淀溶解平衡,2,難溶不溶,在學習初中化學時,我們曾根據物質的溶解度將物質分為易溶、可溶、微溶、難溶等。,溫故,3,實驗步驟：,在上層清液中滴加KI溶液后，有黃色沉淀產生。,實驗現象：,結論解釋：,PbI2固體加水,滴加幾滴KI溶液,PbI2,結論：說明上層清液中有Pb2+.,實驗結論：難溶物也有部分溶解，也存在溶解平衡。,探究一、溶度積Ksp的含義及其應用,4,溶解PbI2(s)Pb2(aq)+2l-(aq)沉淀,PbI2在水中溶解平衡,盡管PbI2固體難溶于水，但仍有部分Pb2和I-離開固體表面進入溶液，同時進入溶液的Pb2和I-又會在固體表面沉淀下來，當這兩個過程速率相等時Pb2和I-的沉淀與PbI2固體的溶解達到平衡狀態即達到沉淀溶解平衡狀態.PbI2固體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：,5,難溶固體在溶液中達到沉淀溶解平衡狀態時，離子濃度保持不變（或一定）。此時沉淀達到最大溶解，形成飽和溶液。其離子濃度的系數次方的乘積為一個常數這個常數稱之為溶度積常數簡稱為溶度積，用Ksp表示。,3、溶度積常數或溶度積(Ksp)：,表達式,概念：,25時，Ksp=,Pb2+I-2,Ksp（BaSO4）=Ba2+SO42-單位：mol2L-2KspFe(OH)3=Fe3+OH-3單位：mol4L-4KspMg(OH)2=Mg2+OH-2單位：mol3L-3,6,溶液未飽和，無沉淀析出，若加入過量難溶電解質，可以繼續溶解直至飽和,沉淀溶解平衡的判斷,溶度積規則,QKsp，QKsp，QKsp，,溶液過飽和，平衡向生成沉淀方向移動，有沉淀析出,溶液飽和，沉淀與溶解平衡,溶度積(Ksp)的大小與難溶電解質性質和溫度有關，與沉淀的量和離子濃度無關.但離子濃度的改變可使平衡發生移動,而不能改變溶度積.,溶度積(Ksp)的性質一,7,遷移應用一,將0.001mol/LNaCl溶液和0.001mol/LAgNO3溶液等體積混合,是否有AgCl沉淀生成?,QAg+Cl-,2.5107mol2/L-2,0.0005mol/L0.0005mol/L,KSP,離子結合生成沉淀,(AgCl的KSP=1.81010mol2L-2),8,如果將210-5molL-1的CaCl2溶液與310-5molL-1的Na2CO3溶液等體積混合，問能否產生沉淀？已知CaCO3的Ksp=5.010-9(molL-1)2,Qc=110-5molL-11.510-molL-1=1.510-10(molL-1)2Ksp(AgI)溶解度S（難溶物的濃度）:AgClAgBrAgIAg2S（計算）,14,不變不變不變,不移動不變不變不變,不變,不變,討論：對于平衡ZnS（S）Zn2+(aq)+S2-(aq)若改變條件，對其有何影響,探究二、沉淀溶解平衡的移動,15,2、小組成員合作完成實驗，仔細觀察現象,產生白色沉淀,Zn2+S2-=ZnS,沉淀轉化為黑色,ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+（aq）,探究三、沉淀的轉化,16,向ZnS粉末加入到10mL0.1molL-1的CuSO4溶液中，是否有CuS沉淀生成？請通過計算后回答。已知:Ksp(ZnS)=1.610-24Ksp(CuS)=1.310-36,解：在ZnS沉淀溶解平衡體系中產生的硫離子濃度為：S2-=Zn2+=(Ksp)1/2=(1.610-24)1/2=1.2610-12molL-1,Qc(CuS)=C(Cu2+)C(S2-)=0.1molL-11.2610-12molL-1=1.2610-13,因為：Qc(CuS)Ksp(CuS),所以ZnS沉淀會轉化為CuS沉淀。,有關一種沉淀為什么轉化為另一種沉淀的定量計算:,17,1、沉淀轉化的實質：沉淀溶解平衡的移動。,2、沉淀轉化的條件：通常，難溶電解質轉化成更加難溶的物質,ZnS與CuS是同類難溶物，Ksp(ZnS)Ksp(CuS),CuS的溶解度遠小于ZnS的溶解度。,18,鍋爐的水垢中除了CaCO3和Mg(OH)2外，還有CaSO4使得水垢結實，用酸很難快速除去，要快速除去水垢，可以用飽和Na2CO3溶液處理，使之轉化為易溶于酸的CaCO3,而快速除去。,19,重晶石（主要成分是BaSO4）是制備鋇化合物的重要原料:BaSO4不溶于酸，但可以用飽和Na2CO3溶液處理轉化為易溶于酸的BaCO3,BaSO4、BaCO3,Ba2+,BaSO4,BaCO3,1、BaSO4的ksp比BaCO3小，為什么可以轉化？2、飽和Na2CO3溶液的作用是什么？3、如何操作才能保證絕大多數BaSO4轉化為BaCO3？,20,利用沉淀轉化原理，在工業廢水的處理過程中，常用FeS(s)、MnS(s)等難溶物作為沉淀劑除去廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。,Ksp(FeS)=6.310-18mol2L-2Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2,FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+,FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+,FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+,練習：寫出FeS(s)與廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反應離子方程式。,遷移應用二,21,水垢中的Mg(OH)2是怎樣生成的?,硬水:是含有較多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和SO42-的水.,加熱時：Ca2+2HCO3-=CaCO3+CO2+H2OMg2+2HCO3-=MgCO3+CO2+H2OMgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2,為什么在水垢中鎂主要以Mg(OH)2沉淀形式存在，而不是以MgCO3沉淀的形式存在？比較它們飽和時Mg2+的大小。,學以致用三,22,因為QcKsp(Mg(OH)2),所以有Mg(OH)2沉淀析出。即加熱后，MgCO3沉淀轉化為Mg(OH)2。,因此硬水加熱后的水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3和MgCO3.,洗滌水垢方法：除出水垢中的CaCO3和Mg(OH)2用食醋CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+CO2+H2OMg(OH)2+2CH3COOH=(CH3COO)2Mg+2H2O,生成的MgCO3在水中建立以下平衡,MgCO3Mg2+CO32-,而弱酸酸根離子CO32-發生的水解反應：CO32-+H2OHCO3-+OH-,使水中OH-濃度增大，對于Mg(OH)2Mg2+2OH-而言，,23,齲齒和含氟牙膏,（1）鈣、磷在骨骼牙齒中的存在形式,Ca5(PO4)3OH,羥基磷酸鈣,（2）存在的溶解平衡,遷移應用四,24,（3）吃糖為何會出現齲齒？,沉淀溶解平衡理論,（4）含氟牙膏的使用,使用含氟牙膏，可以使難溶物轉化為更難溶物質。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蝕,使牙齒更堅固,注：氟過量會導致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量較高的地區的人，不宜使用含氟牙膏,提示:糖在酶的作用下產生了一種有機弱酸,25,拓展：沉淀的生成,（1）應用：除雜或提純物質,(2)原則：生成沉淀的反應能發生，且進行得越完全越好。,（3）方法,、加沉淀劑：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、NaHS、H2S做沉淀劑,Cu2+S2=CuSHg2+S2HgS,提示：殘留在溶液中的離子濃度小于1X10-5mol/L,就認為離子沉淀完全了。,26,例：根據上表的數據，CuCl2中混有少量Fe3+如何除去？,通過調節pH,加入氫氧化銅或堿式碳酸銅或氧化銅等，調節pH至，鐵離子全部轉化為氫氧化鐵沉淀除去。,27,氧化還原法,根據上表，CuCl2中混有少量Fe2+如何除去？,28,先把Fe2+氧化成Fe3+，加入氫氧化銅或堿式碳酸銅或氧化銅,調節PH至3到4使Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀，過