高中化學(xué) 第三章 第四節(jié) 難溶電解質(zhì)溶解平衡（二）課件 新人教版選修4.ppt

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難溶電解質(zhì)的溶解平衡,難溶電解質(zhì)的溶解平衡,一、沉淀溶解平衡 1、固體物質(zhì)的溶解性 2、沉淀溶解平衡 3、影響沉淀溶解平衡的因素 二、溶度積 1、判斷沉淀溶解方向 2、分步沉淀——選擇合適的沉淀劑 三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 1、沉淀的生成： QcKsp 2、沉淀的溶解： QcKsp 3、沉淀的轉(zhuǎn)化,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,1、沉淀的生成： QcKsp 實(shí)質(zhì)：平衡向生成沉淀的方向移動(dòng)（分離或除去某些離子） （1）加入沉淀劑 如：沉淀Cu2+、Hg2+ 、Ag+等，以Na2S、H2S作沉淀劑 （2）調(diào)節(jié)溶液的pH 如：工業(yè)原料NH4Cl中混有FeCl3，使其溶解于水加氨水調(diào) pH值至7~8，使Fe3+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀而除去。,Hg2＋ + S2－= HgS↓ Cu2＋ + H2S= CuS↓+2H+,Fe3＋ + 3NH3?H2O====Fe(OH)3↓+3NH4＋,除去某溶液中的SO42-，你選擇加入鋇鹽還是鈣鹽？為什么？,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,（3）氧化還原法 如：在粗制CuSO4.5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2+，在提純時(shí)，為了除去Fe2+，常用什么方法？(溶液中Fe2+ 、Cu2+、Fe3+完全沉淀為氫氧化物，需要的pH分別為9.6、6.4、3.7),為了除去Fe2+，常加少量的H2O2，使Fe2+氧化為Fe3+，然后再加少量堿至溶液pH=4，可以達(dá)到除去亞鐵離子而不損失硫酸銅的目的。,多種方法綜合處理,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,1、沉淀的生成： QcKsp 多種方法綜合運(yùn)用 1、工業(yè)制備氯化銅時(shí)，將濃鹽酸用蒸汽加熱至80 ℃左右，慢慢加入粗CuO粉末（含雜質(zhì)Fe2O3 ， FeO），充分?jǐn)嚢?，使之溶解，得一?qiáng)酸性的混合溶液，現(xiàn)欲從該混合溶液中制備純凈的CuCl2溶液，采用以下步驟：｛參考數(shù)據(jù)如下},二、溶度積,1、沉淀的生成： QcKsp 多種方法綜合運(yùn)用 （1）第一步除去Fe2+，能否直接調(diào)整pH=9.0將Fe2+沉淀除去？理由是_____________________________。 （2）有人用強(qiáng)氧化劑NaClO將Fe2+氧化為Fe3+： ①加入NaClO后，溶液的pH的變化是_____ A.一定增大 B.一定減小 C.可能增大 D.可能減小 ②你認(rèn)為用NaClO作氧化劑是否妥當(dāng)？理由是？ （3）現(xiàn)在下列幾種常用的氧化劑，可用于除去混合溶液中的Fe2+的有___ A.濃HNO3 B.KMnO4 C.Cl2 D.O2 E.H2O2,不能；因Fe2+沉淀的pH最大，F(xiàn)e2+沉淀完全時(shí)，Cu2+也沉淀,A,不妥當(dāng)；引入了新雜質(zhì)Na+,CDE,二、溶度積,1、沉淀的生成： QcKsp 多種方法綜合運(yùn)用 （4）除去溶液中的Fe3+的方法是調(diào)整溶液的pH=3.2，現(xiàn)有下列試劑，均可將強(qiáng)酸性的溶液的pH調(diào)到3.2，最適宜選用的有___ A.NaOH B.氨水 C.Cu2(OH)2CO3 D.Na2CO3 E.CuO F.Cu(OH)2） （5）若提供的藥品有：Cl2、濃H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu，試結(jié)合題給表格作參照，簡(jiǎn)述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的實(shí)驗(yàn)步驟： （6）將除去Fe3+和Fe2+后所得溶液小心加熱濃縮，再冷卻結(jié)晶，即可得CuCl2·xH2O。如果要將CuCl2·xH2O處理為無(wú)水氯化銅，如何操作：____________________,CEF,通入足量Cl2，使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+；加入CuO，調(diào)節(jié)溶液pH 約為4（或3.2≤pH4.7），使Fe3＋沉淀完全,在干燥的HCl氣流保護(hù)下加熱,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,2、金屬氫氧化物在酸中溶解度不同，因此可利用這一性質(zhì)，控制溶液的pH，達(dá)到分離金屬離子的目的。難溶金屬氫氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L－1)如圖所示。 (1)pH＝3時(shí)溶液中銅元素的 主要存在形式是______。 (2)若要除去CuCl2溶液中的 少量Fe3＋，應(yīng)該控制溶液的 pH________。 A．6,Cu2＋,B,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,1、金屬氫氧化物在酸中溶解度不同，因此可利用這一性質(zhì)，控制溶液的pH，達(dá)到分離金屬離子的目的。難溶金屬氫氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L－1)如圖所示。 (3)在Ni(NO3)2溶液中含有 少量的Co2＋雜質(zhì)，______ (“能”、“不能”)通過(guò)調(diào)節(jié) 溶液pH的方法來(lái)除去，理由是 ___________________________。 (4)要使氫氧化銅沉淀溶解，除了 加入酸之外，還可以加入氨水生成 [Cu(NH3)4]2＋，該反應(yīng)的離子方程式_________________________。,不能,Co2＋和Ni2＋沉淀時(shí)的pH范圍相差太小,Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,2、沉淀的溶解： QcKsp 實(shí)質(zhì)：移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)，從而使沉淀溶解。 (1)、酸溶解法： 如：固態(tài)CaCO3溶于鹽酸中：,HCO3-,H+,加入H+,H2CO3,,(2)、鹽溶解法 如：在有固態(tài)Mg(OH)2存在的飽和溶液中，存在著如下平衡： 向該飽和溶液中分別加入鹽酸、NaAc 、NH4Cl時(shí)，固體Mg(OH)2的質(zhì)量有什么變化？,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,NH3 · H2O,加入NH4+,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,1．已知：25 ℃時(shí)，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10-12，Ksp(MgF2)＝7.42×10-11。下列說(shuō)法正確的是( ) A．25 ℃時(shí)，飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2+)大 B．25 ℃時(shí)，在Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，c(Mg2+)增大 C．25 ℃時(shí)，Mg(OH)2固體在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小 D．25 ℃時(shí)，在Mg(OH)2的懸濁液中加入NaF溶液后， Mg(OH)2不可能轉(zhuǎn)化為MgF2,B,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,(3)、配位溶解法 如：在有固態(tài)AgCl存在的飽和溶液中，存在著如下平衡：,[Ag(NH3)2]+,2NH3 · H2O,Cu(OH)2(s)+4NH3 · H2O [Cu(NH3)4]2+(aq) + 4H2O+2OH-,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,(4) 、氧化還原法 如：不溶于鹽酸的AgS、CuS、HgS等硫化物加熱條件下可溶于硝酸中。,3Ag2S+8HNO3 === 6AgNO3 + 3S + 2NO ↑ + 4H2O,△,2AgNO3+H2S === Ag2S↓+2HNO3,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,2、沉淀的溶解： QcKsp,（1）.酸溶解法：強(qiáng)酸是常用的溶解難溶電解質(zhì)的試劑。如可溶解難溶氫氧化物（如Al(OH)3）、難溶碳酸鹽(如CaCO3)、某些難溶硫化物（如FeS）等。,（2）.鹽溶解法：某些鹽溶液也可用來(lái)溶解沉淀。（如Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液中）,（3）.配位溶解法：如Cu(OH)2可溶于NH3 · H2O溶液中，AgCl也可溶于NH3 · H2O溶液中。,AgCl(s)+2NH3 · H2O [Ag(NH3)2]+(aq) + 2H2O+2Cl-,Cu(OH)2(s)+4NH3 · H2O [Cu(NH3)4]2+(aq) + 4H2O+2OH-,（4）.氧化還原法：如：不溶于鹽酸的AgS、CuS、HgS等硫化物可溶于硝酸中。,3Ag2S+8HNO3 === 6AgNO3 + 3S + 2NO ↑ + 4H2O,△,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,1、某溫度下，F(xiàn)e(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤簆H，金屬陽(yáng)離子濃度的變化如圖所示。據(jù)圖分析，下列判斷錯(cuò)誤的是( ) A．Ksp[Fe(OH)3]Ksp[Cu(OH)2] B．加適量NH4Cl固體可使溶液 由a點(diǎn)變到b點(diǎn) C．c、d兩點(diǎn)代表的溶液中 c(H＋)與c(OH－)乘積相等 D．Fe(OH)3、Cu(OH)2分別在 b、c兩點(diǎn)代表的溶液中達(dá)到飽和,B,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,有白色沉淀 析出,白色沉淀轉(zhuǎn)變 為黃色,黃色沉淀轉(zhuǎn)變 為黑色,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液,生成白色沉淀,向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液，靜置,白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,AgCl(s) ? Ag+(aq) +Cl-(aq),+,KI = I- + K+,AgI（s）,2AgI(s) ? 2Ag+ (aq)+2I-(aq),Na2S = S2- + 2Na+,+,Ag2S（s）,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,3、沉淀的轉(zhuǎn)化 已知下列數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能得到什么結(jié)論？ 結(jié)論：沉淀一般可從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化，兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)。沉淀一般可從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化，兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易 如在BaSO4溶液中加入過(guò)量的Na2CO3，通過(guò)增大c(CO32-)、移走上層溶液等使BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3,注意：并不是Ksp相對(duì)較小的沉淀轉(zhuǎn)化為Ksp相對(duì)較大的沉淀就完全不能進(jìn)行 。,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,4、室溫下BaCO3、BaSO4的Ksp分別為5.1×10-9mol2 · L-2、1.1×10-10mol2 · L-2現(xiàn)欲使BaCO3固體轉(zhuǎn)化為BaSO4時(shí)，所加Na2SO4溶液的濃度至少為（ ） A.7.14×10-5mol/L B.3.3×10-5mol/L C.1.54×10-6mol/L D.5.1×10-9mol/L,C,法1：BaCO3(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq),法2：BaCO3(s) + SO42- BaSO4(s) + CO32-(aq),三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,1、已知CuSO4溶液分別與Na2CO3、Na2S溶液反應(yīng)的情況如下： (1)CuSO4+Na2CO3 主要：Cu2+ + CO32- + H2O === Cu(OH)2↓+ CO2↑ 次要：Cu2+ + CO32-=== CuCO3↓ (2)CuSO4+ Na2S 主要：Cu2++ S2－=== CuS↓ 次要：Cu2+ + S2－+ 2H2O=== Cu(OH)2↓+ H2S↑ 下列幾種物質(zhì)溶解能力由大到小的順序是( ) A．Cu(OH)2CuCO3CuS B．CuSCuCO3Cu(OH)2 C．CuSCu(OH)2CuCO3 D．CuCO3Cu(OH)2CuS,D,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,1、已知一些難溶物的溶度積常數(shù)如下表。 為除去某工業(yè)廢水中含有的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋雜質(zhì)，最適宜向此工業(yè)廢水中加入過(guò)量的____(填選項(xiàng))。 A．NaOH B．FeS C．Na2S,B,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,2、在實(shí)際生產(chǎn)中，通常將難溶于強(qiáng)酸的BaSO4制成易溶于鹽酸的碳酸鋇，已知25℃時(shí)Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。今有0.15 L 1.5 mol/L的Na2CO3溶液可以使多少克BaSO4固體轉(zhuǎn)化掉？,初始 (mol/L) 1.5 0 平衡 (mol/L) 1.5－x x,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,生產(chǎn)應(yīng)用、解釋自然現(xiàn)象 ①鍋爐除水垢 可先用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3。,水垢成分：CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4,用飽和Na2CO3 溶液浸泡數(shù)天,疏松的水垢CaCO3 Mg(OH)2,除去水垢,,,用鹽酸,寫(xiě)出除去水垢過(guò)程中發(fā)生的所有離子方程式,三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,應(yīng)用 ②一些自然現(xiàn)象的解釋 自然界也發(fā)生著溶解度小的礦物轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物的現(xiàn)象。 如：各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液，并向深部滲透，遇到深層閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS)，便慢慢地使之轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS)。,沉淀的生成、溶解、轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng),