沉淀溶解平衡計算第1頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一3、沉淀的溶解與生成利用Q與K判斷沉淀的生成與溶解①Q(mào)=Ksp時難溶電解質(zhì)達到沉淀溶解平衡狀態(tài)，溶液是飽和溶液。②Q＞Ksp溶液中將析出沉淀，直到溶液中的Q=Ksp為止。③Q＜Ksp溶液為不飽和溶液，將足量的難溶電解質(zhì)固體放入，固體將溶解，直到溶液中Q=Ksp時，溶液達到飽和。以上規(guī)則稱為溶度積規(guī)則。沉淀的生成和溶解這兩個相反的過程它們相互轉化的條件是離子濃度的大小，控制離子濃度的大小，可以使反應向所需要的方向轉化。第2頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一有關計算(1).利用溶度積計算某種離子的濃度例1:25℃時，Ksp(PbI2)=7.1×10-9mol3L-3求PbI2的飽和溶液中的[Pb2+]和[I-].練1:25℃時，Ksp(AgBr)=5.0×10-10mol2L-2求AgBr的飽和溶液中的[Ag+]和[Br-].練2:25℃時，Ksp(Mg(OH)2)=5.6×10-12mol3L-3求Mg(OH)2

的飽和溶液中的[Mg2+]和[OH-].已知沉淀溶解平衡，求飽和溶液中的離子濃度。第3頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一為什么醫(yī)學上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”，而不用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”?BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為：

BaSO4Ba2++SO42-Ksp=1.1×10-10mol2L-2BaCO3Ba2++CO32-Ksp=5.1×10-9mol2L-2

由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃酸會與CO32-反應生成CO2和水，使CO32-離子濃度降低，使Qc<Ksp，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動，使體內(nèi)的Ba2+濃度增大而引起人體中毒。BaCO3Ba2++CO32-

+H+CO2+H2O所以，不能用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”。而SO42-不與H+結合生成硫酸，胃酸中的H+對BaSO4的溶解平衡沒有影響，Ba2+濃度保持在安全濃度標準下，所以用BaSO4作“鋇餐”。第4頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一（1）沉淀的溶解BaCO3(s)

等難溶鹽溶解在強酸溶液中:BaCO3(s)

+2H+=CO2+H2O+Ba2+CaCO3(s)+2H+=CO2+H2O+Ca2+ZnS(s)+2H+=Zn2++H2S

難溶于水的氫氧化物溶解在酸中：

Mg(OH)2(s)+2H+=Mg2++2H2OFe(OH)3(s)

+3H+=Fe3++3H2OMg(OH)2(s)溶解在氯化銨等酸性的鹽溶液中:Mg(OH)2(s)+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3第5頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一(2)沉淀的生成例1：將4×10-3molL-1的AgNO3溶液與4×10-3molL-1的NaCl溶液等體積混合能否有沉淀析出？Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2L-2解：只有當Qc>Ksp時，離子才能生成沉淀?；旌虾螅篬Ag+]=2×10-3molL-1,[Cl-]=2×10-3molL-1Qc=[Ag+][Cl-]=2×10-3molL-1

×

2×10-3molL-1

=4.0×10-6mol2L-2>1.8×10-10mol2L-2Qc>Ksp,所以有AgCl沉淀析出。練習：將4×10-3molL-1的Pb(NO3)2溶液與4×10-3molL-1的KI溶液等體積混合能否有沉淀析出？Ksp(PbI2)=7.1×10-9mol3L-3解：Qc=[pb2+][I-]2=2×10-3molL-1

×(

2×10-3molL-1)2=8×10-9>Ksp(PbI2)所以有PbI2沉淀析出。已知離子濃度，判斷是否形成沉淀第6頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一例2.在1L含1.0×10-3molL-1

的SO42-溶液中，注入0.01molBaCl2溶液（假設溶液體積不變）能否有效除去SO42-?已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10

mol2L-2解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉淀后，Ba2+過量，剩余的即[Ba2+]=0.01-0.001=0.009mol/L.[SO42-]=Ksp/[Ba2+]=1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8(mol/L)

因為，剩余的即[SO42-]=1.2×10-8mol/L<1.0×10-5mol/L

所以，SO42-已沉淀完全，即有效除去了SO42-。注意：當剩余離子即平衡離子濃度≤10-5mol/L時，認為離子已沉淀完全或離子已有效除去。已知某一離子濃度，求形成沉淀所需另一離子濃度。第7頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一例.用5%的Na2SO4溶液能否有效除去誤食的Ba2+?已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2L-2解：5%的Na2SO4溶液中的[SO42-]≈0.352mol/L,[Ba2+]=(1.1×10-10mol2L-2)/(0.352mol/L)=2.9×10-10molL-1

因為剩余的[Ba2+]<10-5mol/L

所以有效除去了誤食的Ba2+。第8頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

交流?研討

1.溶洞里美麗的石筍、鐘乳是如何形成的？

2.海洋中的多彩珊瑚又是怎樣生長形成的？2.沉淀的轉化ZnS沉淀轉化為CuS沉淀(1).在1試管中加入ZnSO4溶液，再滴入Na2S溶液，觀察現(xiàn)象。(2).靜置后傾去上層清液，蒸餾水洗滌沉淀2-3次。(3).向沉淀中滴加適量的CuSO4溶液，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：有白色沉淀出現(xiàn)，白色沉淀轉化成為黑色沉淀。為什么白色的ZnS沉淀會轉化成為黑色的CuS沉淀？觀察思考第9頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一ZnS在水中存在沉淀溶解平衡：CuS在水中存在沉淀溶解平衡：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。

當向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液時，ZnS溶解產(chǎn)生的S2-與CuSO4溶液中的Cu2+足以滿足Qc>Ksp(CuS)的條件，S2-與Cu2+結合產(chǎn)生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。CuS沉淀的生成，使得S2-的濃度降低，導致S2-與Zn2+的Qc<Ksp(ZnS),使得ZnS不斷的溶解，結果是ZnS沉淀逐漸轉化成為CuS沉淀。ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)Ksp=1.6×10-24mol2?L-2CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)Ksp=1.3×10-36mol2?L-2(1)ZnS沉淀轉化為CuS沉淀的定性解釋第10頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一ZnS(s)Zn2+(aq)+

S2-(aq)

+Cu2+(aq)CuS(s)

平衡向右移動ZnS沉淀轉化為CuS沉淀的總反應：ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+

沉淀轉化的實質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動。一種沉淀可轉化為更難溶的沉淀，難溶物的溶解度相差越大，這種轉化的趨勢越大。如：在AgCl(s)中加入NaI溶液可轉化為AgI(s)沉淀。在CaSO4(s)加入Na2CO3溶液可轉化為CaCO3(s)沉淀。第11頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

例：在ZnS沉淀加入10mL0.001mol/L的CuSO4溶液是否有CuS沉淀生成？已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24

Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2?L-2

解：ZnS沉淀中的硫離子濃度為：[S2-]=[Zn2+]=(Ksp)1/2=(1.6×10-24)1/2=1.26×10-12(mol/L)Qc=[Cu2+][S2-]=1.0×10-3mol/L×1.26×10-12mol/L=1.26×10-15mol2?L-2因為：Qc(CuS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀會轉化為CuS沉淀練習:已知Ksp(MnS)=2.5×10-13Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2?L-2通過計算說明MnS沉淀中滴加0.01mol/L的Pb(NO3)2溶液是否有PbS沉淀析出。(2).ZnS沉淀為什么轉化為CuS沉淀的定量計算第12頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

利用沉淀轉化原理，在工業(yè)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)=6.3×10-18mol2?L-2Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2?L-2Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2?L-2Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2?L-2練習：寫出FeS(s)與廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反應離子方程式。FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+第13頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

Cu2++MnS(s)=CuS(s)+Mn2+Cu2++H2S=CuS+2H+Cu2++S2-=CuSCu2++HS-=CuS+H+

用MnS、H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S作沉淀劑都能除去工業(yè)廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。第14頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一水垢中的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。第15頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一MgCO3沉淀溶解平衡：MgCO3(s)Mg2++CO32-CO32-水解平衡：CO32-+H2OHCO3-+OH-

因為Qc>Ksp(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.洗滌水垢的方法：除出水垢中的CaCO3和Mg(OH)2用食醋，CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+CO2+H2O

Mg(OH)2+2CH3COOH==(CH3COO)2Mg+2H2O第16頁，共17頁