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文檔簡介
Ksp反映了難溶電解質在水中的溶解能力Ksp的意義溶度積常數Ksp(1)對于同類型(陰、陽離子個數比相同)的難溶電解質來說,Ksp越小,其溶解度越小。溶度積:Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)溶解度:S(AgCl)>S(AgBr)>S(AgI)(2)不同類型的難溶電解質不能直接通過Ksp的大小判斷溶解度大小,要通過Ksp計算出離子濃度來比較。1.判斷給定條件下有無沉淀生成2.判斷溶液中離子能否沉淀完全3.判斷沉淀析出的順序4.計算某離子開始沉淀的pH和完全沉淀的pH
Ksp的應用③Q<Ksp,溶液未飽和,無沉淀析出。
Q=cm(An+)·cn(Bm-)任意時刻濃度(定量判斷給定條件下有無沉淀生成)①Q>Ksp,溶液過飽和,有沉淀析出。②Q=Ksp,溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。若此時加入過量難溶電解質,難溶電解質溶解直至溶液飽和。Ksp的應用1------溶度積規(guī)則三、溶度積常數Ksp7.已知CaCO3的Ksp=2.8×10-9,現(xiàn)將濃度為2×10-4mol·L-1的Na2CO3溶液與CaCl2溶液等體積混合,若要產生沉淀,則所用CaCl2溶液的濃度至少應大于A.2.8×10-2mol·L-1B.1.4×10-5mol·L-1C.2.8×10-5mol·L-1D.5.6×10-5mol·L-1√若要產生沉淀,Q應大于Ksp,因為等體積混合,所以體積加倍,混合時濃度減半。設所用CaCl2溶液的濃度為x,則
>2.8×10-9,求得x>5.6×10-5mol·L-1?!纠吭?L含
0.001mol/LSO42-的溶液中,注入等體積0.01mol/LBaCl2,能否使SO42-沉淀完全?[Ksp(BaSO4)=1.08×10-10]c(SO42-)=2.4×10-8mol/L
Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO42-)=1.08×10-10∴
沉淀完全剩余的n(Ba2+)=0.009mol,
體積加倍c(Ba2+)=4.5×10-3mol/L<1.0×10-5mol/L0.01mol0.001mol解:
Ba2++SO42-=BaSO4↓
Ksp的應用2-----判斷溶液中離子能否沉淀完全三、溶度積常數Ksp注意體積變化
在一般情況下,當溶液中剩余離子的濃度小于1×10-5mol/L時,化學上通常認為生成沉淀的反應就進行完全了4.Ksp的應用3------判斷沉淀析出的順序三、溶度積常數Ksp【例】已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,向濃度均為0.01mol/L的Cl-和CrO42-的混合液中滴加AgNO3溶液,Cl-和CrO42-誰優(yōu)先沉淀?解:Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10c(Ag+)==1.8×10-8mol/LKsp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO42-)=2.0×10-12AgCl沉淀時需要的離子濃度小,AgCl先沉淀。溶解度小的先沉淀c(Ag+)==1.4×10-5mol/L11.(1)向0.1mol·L-1的AgNO3溶液中加入等體積0.1mol·L-1的NaCl和0.1mol·L-1的NaBr混合液,生成的沉淀主要是________。AgNO3的量不足,先生成溶解度更小的AgBr。AgBr(2)取等體積的AgCl和AgI飽和溶液混合,再加入足量AgNO3溶液,生成的沉淀主要是________。由于AgCl溶解度大,混合溶液中c(Cl-)較大,加入AgNO3主要生成AgCl沉淀。AgCl4.Ksp的應用3------計算某離子開始沉淀的pH和完全沉淀的pH三、溶度積常數Ksp【例】實驗測得某水樣中的鐵離子的濃度為2.6×10-6mol/L若要使水中的鐵離子轉化為沉淀,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:Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)=2.6×10-39c(OH-)3
=1×10-33mol/Lc(OH-)
=1×10-11mol/Lc(H+)
=
1×10-3mol·L-1pH
=3pH要控制在3以上才能使水中的鐵離子轉化為沉淀。注意:若要計算使某個離子沉淀完全時的pH值,則該離子濃度要取1×10-5mol/L帶入Ksp計算。
氫氧化物沉淀不一定在堿性環(huán)境第2課時沉淀溶解平衡的應用第四節(jié)
沉淀溶解平衡一、沉淀的生成二、沉淀的溶解三、沉淀的轉化一、沉淀的生成2.應用:在無機物的制備和提純,廢水處理等領域,常利用生成沉淀來達到分離或除去某些離子的目的。1.原理:利用同離子效應或化學反應,使沉淀溶解平衡向生成沉淀方向移動一、沉淀的生成1.在工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵,使其溶解于水,再加氨水調pH,可使Fe3+轉變?yōu)镕e(OH)3沉淀而除去2.在工業(yè)廢水處理過程中以Na2S作沉淀劑使廢水中的某些金屬離子如Cu2+、Hg2+等生成極難溶的沉淀CuS、HgS而出去。Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)洗滌硫酸鋇固體,用蒸餾水好還是稀硫酸好?硫酸鋇在硫酸中的溶解度比在純水中小,硫酸中硫酸根濃度大,使平衡左移有利于沉淀生成。故用稀硫酸洗BaSO4(s)?Ba2+(aq)+SO42-(aq)【思考與討論】
利用生成沉淀分離或除去某種離子,首先要使生成沉淀的反應能夠發(fā)生;其次希望沉淀反應完成后,溶液中剩余離子的濃度能夠盡量小?!舅伎寂c討論】若要除去某溶液中的SO42-,你選擇加入鈣鹽還是鋇鹽?
為什么?(2)如何使沉淀反應完成后,溶液中剩余離子的濃度能夠盡量小?加入鋇鹽,因為K(BaSO4)<K(CaSO4),加入等物質的量的鋇鹽和鈣鹽,鋇鹽使溶液中剩余的c(SO42-)較小。增大所用沉淀劑的濃度【練習】根據下表的數據,酸性CuCl2中混有少量Fe3+如何除去?【方法】加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3或CuO,調節(jié)pH至3.2≤pH<4.4,促進Fe3+水解,轉化為氫氧化鐵沉淀。氫氧化物開始沉淀時的pH值沉淀完全時的pH值(<10-5mol/L)Cu(OH)24.46.4Fe(OH)31.43.2Fe3+水解:Fe3++3H2O
?
Fe(OH)3+3H+加Cu(OH)2:Cu(OH)2+2H+=
Cu2++2H2O
促進Fe3+水解在粗制CuSO4·5H2O晶體中常含有雜質Fe2+,在提純時,為了除去Fe2+,可用什么方法?方法:向溶液加入少量的H2O2,使Fe2+氧化成Fe3+,然后再加入Cu(OH)2或CuO或Cu2(OH)2CO3調節(jié)pH至調節(jié)pH至3.2≤pH<4.42,再將生成的Fe(OH)3沉淀過濾除去。氧化劑可用:雙氧水、氧氣等(不引入雜質)氫氧化物開始沉淀時的pH值(0.1mol/L)沉淀完全時的pH值
(<10-5mol/L)Fe2+6.958.95Cu2+4.426.67Fe3+1.873.2二、沉淀的溶解1、原理:加酸、堿、鹽、強氧化劑等,不斷減少溶解平衡體系中的相應離子,使平衡向沉淀溶解的方向移動,就達到使沉淀溶解的目的(即Q<Ksp時,沉淀發(fā)生溶解)?!舅伎肌繛槭裁瘁t(yī)學上常用BaSO4作為內服造影劑“鋇餐”,而不用BaCO3?因為BaSO4不溶于胃酸,BaCO3會溶于胃酸,產生大量有毒的Ba2+。BaCO3(s)?CO32-(aq)+Ba2+(aq)
+H+HCO3-(aq)+H+H2CO3H2O+CO2↑BaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑
可用強酸溶解的難溶電解質還有CaCO3、FeS、Cu(OH)2、Mg(OH)2等。三、沉淀的轉化現(xiàn)象白色沉淀白色沉淀轉化為黃色沉淀黃色沉淀轉化為黑色沉淀【實驗3-4】Ag++Cl-=AgCl↓
AgCl>AgI>Ag2S沉淀溶解能力:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
沉淀溶解能力:Mg(OH)2
>
Fe(OH)3
【實驗3-5】步驟現(xiàn)象白色沉淀白色沉淀轉化為紅褐色沉淀(1)(2)實質:沉淀溶解平衡的移動條件:兩種沉淀的溶解度不同規(guī)律:一般來說,溶解度較大的沉淀轉化為溶解度較小的沉淀容易實現(xiàn),溶解度相差越大,轉化越容易。三、沉淀的轉化注意:當兩種難溶物溶解度相差不大時,溶解度相對較小的物質在一定條件下也可以轉化為溶解度相對較大的物質。鍋爐中水垢中含有CaSO4
,可先用Na2CO3溶液處理,使之轉化為疏松、易溶于酸的CaCO3。CaSO4
SO42-+
Ca2+
+CO32-CaCO3水垢成分CaCO3
Mg(OH)2
CaSO4
用飽和Na2CO3溶液浸泡數天疏松的水垢CaCO3、Mg(OH)2用鹽酸或飽和氯化銨溶液除去水垢CaSO4+CO32-?CaCO3+SO42-CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O①除鍋爐水垢沉淀轉化的應用②自然景觀的形成
CaCO3Ca2++CO32-+H2O+CO22HCO3-石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣與水及二氧化碳反應能轉化為微溶性的碳酸氫鈣。溶有碳酸氫鈣的水從溶洞頂向溶洞底滴落時,水分蒸發(fā),二氧化碳壓強減小以及溫度的變化都會使二氧化碳溶解度減小而析出碳酸鈣沉淀。這些沉淀經過千百萬年的積聚,漸漸形成了鐘乳石、石筍等。CaCO3+H2O+CO2+2HCO3-Ca2+原生銅的硫化物CuSO4溶液銅藍(CuS)
③解釋自然界中礦物的轉化:④工業(yè)廢水處理
工業(yè)廢水處理過程中,重金屬離子可利用沉淀轉化原理用FeS等難溶物轉化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀。
用FeS除去Hg2+的離子方程式:FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+主要
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