第三章

水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第四節(jié)沉淀溶解平衡第3課時沉淀反應(yīng)的計算議課時間:11月29日上課時間:12月2日

學習目標(1min)

1.了解沉淀反應(yīng)計算的題型。2.掌握沉淀反應(yīng)計算的方法。問題導學(10min)

在一定溫度下,一定量的水中,石灰乳懸濁液中存在下列溶解平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)＋2OH-(aq)(1)升高溫度,平衡______移動,溶解度______,Ksp______。(2)加水,平衡______移動,溶解度______,Ksp______。(3)加Ca(OH)2(s),平衡______移動,

n(Ca2+)______,c(Ca2+)______,溶解度______,Ksp______。(4)加CaO(s)(忽略溫度變化),平衡______移動,n(Ca2+)______,c(Ca2+)______,溶解度______,Ksp______。向左減小減小向右不變不變不不變不變不變不變向左減小不變不變不變點撥精講(18min)

三.沉淀反應(yīng)的計算1.溶度積與溶解度:(計算時要先將難溶電解質(zhì)的溶解度S的單位換算成mol/L)(2)1:2型:Ag2CrO4(s)=2Ag+(aq)+CrO42-(aq)

2S

S

Ksp=c2(Ag+)·c(CrO42-)=(2S)2·S=4S3(1)1:1型:AgCl(s)＝Ag+(aq)＋Cl-(aq)

S

SS

Ksp＝c(Ag+)·c(Cl－)＝S2對于基本不水解的AB型難溶強電解質(zhì)其溶解度S在數(shù)值上等于其溶度積的平方根。(單位:mol/L)相同類型的難溶強電解質(zhì),其Ksp大S也大,不同類型的難溶電解質(zhì)不能直接用溶度積比較其溶解度相對大小。

例1.已知CaCO3在常溫下的Ksp=5.0×10-9,則該溫度下飽和溶液中Ca2+的物質(zhì)的量濃度是多少？該溫度下的溶解度又是多少？解:CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)

Ksp=c(Ca2+)·c(CO32-)=5.0×10-9且c(Ca2+)=c(CO32-)=(5.0×10-9)0.5=7.071×10-5mol·L-1因1升水中溶解了7.071×10-5mol的CaCO3則1升水中溶解的CaCO3的質(zhì)量為:

7.071×10-5mol×100g·mol-1=7.071×10-3g所以該溫度下的溶解度為:S=7.071×10-4g2.分級沉淀:在混合離子的溶液中加入沉淀劑時,溶液中離子沉淀有先后順序的現(xiàn)象稱為分級沉淀。離子沉淀先后順序:離子開始沉淀時,所需沉淀劑濃度小者先沉淀,所需沉淀劑濃度大者后沉淀。例2.已知25℃時,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.0×10-13,用AgNO3溶液來沉淀濃度均為0.010mol/L的Cl－和Br－,開始沉淀時所需c(Ag+)分別是多少?

解:AgCl中c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=(1.8×10–10/0.010)=1.8×10–8mol/LAgBr中c(Ag+)=Ksp(AgBr)/c(Br-)=(5.0×10–13/0.010)=5.0×10–11mol/LAgBr先出現(xiàn)沉淀。

例3.已知25℃時,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10–12,用AgNO3溶液來沉淀濃度均為0.010mol/LCl–和CrO42-,最先得到的沉淀是AgCl還是Ag2CrO4?解:AgCl中c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl–)=(1.8×10–10/0.010)

=1.8×10–8mol/L

Ag2CrO4中c(Ag+)=【Ksp(Ag2CrO4)/c(CrO42-)】0.5

=【(2.0×10–12/0.010)】0.5=1.4×10–5mol/L計算結(jié)果表明,沉淀Cl-所需Ag+濃度(1.8×10?8mol/L)比沉淀CrO42?所需Ag+濃度(1.4×10?5mol/L)小得多,因此先出現(xiàn)AgCl沉淀(Ksp大)。說明生成沉淀所需試劑離子濃度越小的越先沉淀。解:兩種沉淀AgCl和AgBr共存時,c(Ag+)濃度相同,則:=c(Ag+)·c(Br-)c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgBr)Ksp(AgCl)=5.4×10-132.0×10-10=2.7×10-34.3.氫氧化物沉淀pH值相關(guān)計算:例5.實驗測得某水樣中的鐵離子的濃度為6×10-6mol·L-1若要使水中的鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀,則溶液的PH值至少要控制在多少以上?[已知Fe(OH)3的Ksp為2.6×10-39]解:設(shè)溶液中的c(OH-)最少為Xmol·L-1才能使水中的鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀。KSP=c(Fe3+)·c3(OH-)=6×10-6?X3=2.6×10-39

求得X=7.57×10-12mol·L-1則C(H+)=1.32×10-3mol·L-1即PH=2.88答:PH至少要控制在2.88以上。例6.已知在某溫度時,AgCl的Ksp=1.80×10-10,將0.001mol·L-1NaCl

和0.001mol·L-1AgNO3溶液等體積混合,是否有AgCl沉淀生成。解:兩溶液等體積混合后,Ag+和Cl-濃度都減小到原濃度的一半。c(Ag+)=c(Cl-)=1/2×0.001=0.0005(mol·L-1)在混合溶液中,則

Qc=c(Ag+)·(Cl-)=(0.0005)2=2.5×10-7＞Ksp=1.80×10-10

所以有AgCl沉淀生成。4.溶度積Ksp與離子積Qc的相關(guān)計算:例7.已知在某溫度時,Mg(OH)2的溶度積Ksp=3.2×10-17mol3·Lˉ3,

求室溫下Mg(OH)2飽和溶液中Mg2+和OHˉ的物質(zhì)的量濃度。解:已知Mg(OH)2(s)

Mg2+(aq)+2OH-(aq)由于:c(OH-)=2c(Mg2+)Ksp=c(Mg2+)?[c(OH-)]2=c(Mg2+)?[2c(Mg2+)]2=3.2×10-17c(Mg2+)=2.0×10-6mol?L-1c(OH-)=4.0×10-6mol?L-1四.有關(guān)Ksp的圖像例8.(山東卷)某溫度時,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是(

)A.加入Na2SO4可以使溶液由a點變到b點B.通過蒸發(fā)可以使溶液由d點變到c點C.d點無BaSO4沉淀生成D.a點對應(yīng)的Ksp大于c點對應(yīng)的KspC課堂小結(jié)(1min)

第3課時沉淀反應(yīng)的計算三.沉淀反應(yīng)的計算1.溶度積與溶解度:(計算時要先將難溶電解質(zhì)的溶解度S的單位換算成mol/L)2.分級沉淀:3.氫氧化物沉淀pH值相關(guān)計算:4.溶度積Ksp與離子積Qc的相關(guān)計算:當堂檢測(15min)1.氯化銀在25℃時溶解度為0.000192g/100gH2O,求它的溶度積常數(shù)。解:因AgCl飽和溶液極稀,1mLAgCl溶液=1mLH2O=1gH2O所以1LAgCl飽和溶液中含AgCl0.00192g,用物質(zhì)的量濃度表示:S(AgCl)=(0.00192g/L)/(143.5g/mol)=1.34×10-5mol/L

溶解的AgCl完全電離,故

c(Ag+)=c(Cl-)=1.34×10-5mol/L所以Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=(1.34×10-5)2=1.8×10-10當堂檢測(15min)2.在25℃下,向濃度均為0.01mol/L的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水,先生成__________沉淀(填化學式),生成該沉淀的離子方程式為:______________________________________。(已知4.242=18、5.13=13325℃時Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11

Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33)。解:要有Mg(OH)2沉淀生成,需有Qc[Mg(OH)2]>Ksp[Mg(OH)2]則:c(Mg2+)·c2(OH-)=0.01×c2(OH-)>1.8×10-11

即c(OH-)>4.24×10-5mol/L同理可得:有Al(OH)3沉淀生成,所需c(OH-)>5.1×10-11mol/L,先生成Al(OH)3沉淀。Al(OH)3Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+當堂檢測(15min)3.(15年全國1-28)(2)上述濃縮液中含有I-、Cl-等離子,取一定量的濃縮液,向其中滴加AgNO3溶液,當AgCl開始沉淀時,溶液中已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。為:

。解:兩種沉淀AgCl和AgI共存時,c(Ag+)濃度相同,則:=c(Ag+)·c(I-)c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgI)Ksp(AgCl)=8.5×10-171.8×10-10=4.7×10-7

4.7×10-7當堂檢測(15min)4.已知某溫度下CaC2O4的Ksp為2.5×10-9，將0.02mol·L-1澄清石灰水和0.01mol·L-1H2C2O4溶液等體積混合,所得溶液中C2O42-的物質(zhì)的量濃度為:__________________。5.0×10-7mol·L-1當堂檢測(15min)5.(2017全國1-27)(5)若“濾液②”c(Mg2+)=0.02mol·L-1,加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5mol·L-1,此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?(已知Ksp[FePO4]=1.3×10-22,

Ksp[Mg3(PO4)2]=

1.0×10-24)解:Fe3+恰好沉淀完全時,QC[Mg3(PO4)2]=c3(Mg2+)×c2(PO43-)=(0.01)3×(1.3×10-17)2=1.69×10-40＜Ksp[Mg3(PO4)2]=1.0×10-24因此不會生成Mg3(PO4)2沉淀。C(PO43-)=mol·L-1=1.3×10-17mol·L-11.3×10-221.0×10-5當堂檢測(15min)6.(2015江蘇)(2)已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-32，Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38，pH=7.1時Mn(OH)2開始沉淀。室溫下,除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋(使其濃度小于1×10－6mol·L－1),需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為_______________。

5.0<pH<7.1或5.0~7.1當堂檢測(15min)7.在常溫下,氫氧化銅懸濁液中存在如下平衡:Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),常溫下其Ksp=2×10-20

(1)某硫酸銅溶液里c(Cu2＋)=0.02mol·L-1,如要生成Cu(OH)2，應(yīng)調(diào)整溶液pH使之大于____。(2)要使0.2mol·L-1硫酸銅溶液中Cu2+濃度降至原來的千分之一,則應(yīng)向溶液里加入氫氧化鈉溶液,使溶液pH為_____。(3)Cu(OH)2(s)在純水的溶解度是

g已知:1.713=5

1.71×10-75

6當堂檢測(15min)8.已知在某溫度時,Ca(OH)2的溶度積Ksp=10-7mol3·L-3,將100mL

0.001mol/LCaCl2溶液和100mL0.01mol/LNaOH溶液混合,

是否有沉淀生成?寫出計算過程。解:兩溶液等體積混合后,Ca2+和OH-濃度都減小到原濃度的一半。c(Ca2+)=1/2×0.001=0.0005(mol·L-1)c(OH-