Transcript 沉淀的生成

沉淀溶解平衡的应用
—沉淀的生成、溶解与转化
沉淀溶解平衡的应用
 交流与讨论:请运用沉淀溶解平衡的原理解释
下列事实,将你的想法与同学交流讨论.
 1.如果误食可溶性钡盐,造成钡中毒,应尽快用
5.0%的硫酸钠溶液给患者洗胃.
 2.将溶液的pH调节到3~4,可除去硫酸铜溶液
中的铁离子.
 3.精制食盐水时,可加入适量的氢氧化钠溶液
除去氯化钠溶液中的镁离子.
一、沉淀的生成
根据溶度积的规则，在难溶电解质溶液中，
如果相关离子积大于溶度积常数Ksp，就会有
沉淀生成。因此，要使溶液析出沉淀或要使沉
淀得更完全，就必须创造条件，使其离子积大
于溶度积，即QC > KSP 。
那些方法可以得到沉淀？
加入沉淀剂、蒸发浓缩液体等
1. 同离子效应
沉淀BaCl2溶液中的Ba2+，加入Na2SO4 溶液，
从沉淀效果看是加恰好完全反应的量，还是
稍过量？为什么？
例题：求 25℃时， BaSO4在水中的溶解度是
1.05×10-5 mol·L-1,问在0.01 mol·L-1Na2SO4溶液
中BaSO4的溶解度是多少?
-10
已知：Ksp(BaSO4 ) = 1.1× 10
解：设在0.01mol L-1 Na2SO 4溶液中，
B aSO4的溶解度为x mol L-1
B a2 (aq)  SO 42 (aq)
B aSO4 (s)
初始浓度/(mol L1 )
0
0.01
平衡浓度/(mol L1 )
x
0.01 x
x  (0.01  x)  K sp  1.1  10 10
(0.01  x)  0.01
x很小
x  0.01  1.1  10 10
1
即在0.01mol  L Na2SO4 中
纯水中
X  1.1  10  8
8
1
S  1.1  10 mol  L
5
1
S  1.05  10 mol  L
1. 同离子效应
在难溶电解质溶液中加入与其含有相同
离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶
解度降低的作用叫做同离子效应。
利用同离子效应，加入适当过量的沉淀
剂,可以使沉淀更趋完全,达到我们所要求的
目的.
2. pH 值对沉淀状况的影响
交流与讨论:
硫酸钠溶液中含有铁离子 ，应如何除去？
硫酸铜溶液中含有的铁离子呢？
2. pH 值对沉淀状况的影响
如果溶液中Fe3+ 和Cu2+ 的浓度均为0.01mol/L, 使
Fe3+完全沉淀而使Cu2+不沉淀的pH条件是什么?
已知：Ksp(Fe(OH)3)=4.0×10-39,
Ksp(Cu(OH)2)=5.6×10-20
注：一般浓度小于10-5mol/L时,就认为该微粒不存在
了，即沉淀完全。
2. pH 值对沉淀状况的影响
解: Fe(OH)3
Fe3+ + 3OHKsp = [Fe3+]×[OH-]3 = 4.0 ×10-39
Fe3+ 沉淀完全时的[OH-]为:
－
[OH ]  3
[Fe
 7.4  10
4.0  10
K sp
12
3
 3
]
1  10
1
mol  L
pOH = 11.13 , pH = 2.87
39
5
2. pH 值对沉淀状况的影响
Cu(OH)2
Cu2+ + 2OHKsp = [Cu2+]×[OH-]2 = 5.6 ×10-20
Cu2＋开始沉淀的pH值为:
20
5
.
6

10
c(OH－ ) 

2
0.01
c(Cu )
K sp
 2.4 109 mol L1
pOH = 8.6, pH =5.4
因此, 只要控制pH值在2.87 ~ 5.4之间即可使
Fe3+完全沉淀而使Cu2+不沉淀。
2. pH 值对沉淀状况的影响
Fe3+沉淀完全
2.87
Cu2+开始沉淀
5.4
pH
可向溶液中加入氢氧化铜或碱式碳酸铜,调节
溶液的pH至3~4,铁离子就会转化为氢氧化铁沉淀
除去。
工业废水
重金属离子（如Cu2+、
Hg2+等）转化成沉淀
二、沉淀的溶解
根据溶度积原理,沉淀溶解的必要条件是溶
液中离子积小于溶度积 Ksp因此,创造一定条件,
降低溶液中的离子浓度,使离子积小于其溶度积,
就可使沉淀溶解，即QC < KSP 。
那些方法可以溶解沉淀？
实验：
向3支分别盛有少量Mg(OH)2固体的试
管中，分别滴加适量的蒸馏水、稀盐酸、
氯化铵溶液。观察现象。
现象： 加蒸馏水的沉淀未溶解，加稀盐酸、
氯化铵溶液的沉淀逐步溶解。
加稀盐酸：
3Mg(OH) 2(S)
6HCl
3Mg 2  6OH–

+
6Cl  6H

6H2O
由于溶液中生成了弱电解质H2O,使COH-减小,溶
液中CMg2+×(COH-)2＜Mg(OH)2的Ksp,使平衡向
Mg(OH)2溶解的方向移动,即向右移动.
若有足量盐酸,沉淀可以完全溶解.
加氯化铵： Mg(OH)2(S)
2NH4 Cl
Mg 2   2OH –
+

2Cl  2NH4

2NH3·H2O
由于溶液中生成了弱电解质NH3·H2O，使COH减小，溶液中CMg2+×(COH-)2＜Mg(OH)2的Ksp,
使平衡向Mg(OH)2溶解的方向移动。
若有足量铵盐，沉淀可以完全溶解。
小结
沉淀溶解的方法：
加入适当试剂，使难溶物溶液中离
子生成弱电解质
加入适当氧化剂或还原剂，与溶液
中某种离子发生氧化-还原反应
加入适当试剂，与溶液中某种离子
结合生成配合物。


小结：难溶电解质溶解的规律
不断减小溶解平衡体系中的相应
离子浓度，平衡就向沉淀溶解的方
向移动，从而使沉淀溶解.
总结
Ksp
大小关系
沉淀的生成
QC
沉淀的溶解
相关条件及反应
的影响
三、沉淀的转化
•
(1)记录现象，写出相应的方程式
•
产生白色沉淀→白色沉淀慢慢转化为黄色沉淀→黄
色沉淀转化为黑色沉淀
•
(2) 如果将上述两个实验中沉淀生成和转化的操作
步骤颠倒顺序，会产生什么结果？试利用平衡移动
原理和两种沉淀溶解度上的差别加以解释。
•
AgI沉淀不会转化为AgCI沉淀 。沉淀只是从溶解度
小的向溶解度更小的方向转化
 小结：沉淀的转化
 1、沉淀的转化的实质就是溶解平衡的移动。
一般来说,溶解能力相对较强的物质易转化为
溶解能力相对较弱的物质.
 2、沉淀转化的应用
•
交流与讨论：P.85用重晶石制备钡的化合物.
Ba2+ + SO42+
Na2CO3=CO32-+2Na+
BaSO4
BaCO3 BaSO4+CO32-
BaCO3+SO42-
 小结：沉淀的转化
 2、沉淀转化的应用
•
交流与讨论：如何除去锅炉水垢(CaSO4)？
SO42- + Ca2+
+
Na2CO3=2Na++CO32-
CaSO4
CaCO3
CaSO4 +CO32-
CaCO3+SO42-
 沉淀溶解的应用
•
交流与讨论：溶洞的形成
CaCO3
Ca2+ + CO32+
CO2+H2O
2HCO3-
CaCO3+CO2+H2O
Ca2++2HCO3-