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1、第10章 沉淀平衡v10-1 溶度积原理v10-2 沉淀与溶解v习题10-1 溶度积原理一般可用溶解度的大小来衡量物质在水中溶解能力 的大小. 物质 溶解度(g/100g水) 易溶物 0.1 微溶物0.010.1 难溶物Ksp是过饱和溶液,向生成沉淀的方向移动 。例 在20mL 0.0020molL-1Na2SO4溶液中加入 20 mL 0.020molL-1 BaCl2溶液，有无BaSO4沉淀生成？ 并判断 SO42- 离子是否沉淀完全？已知BaSO4的Ksp= 1.0710-10 .解:（1） 有BaSO4沉淀生成即 1.0710-10 0.0090 x x = SO42- 1.210-8
2、 mol L-1 设平衡时 SO42- = x molL-1沉淀完全是指离子残留量 10-5 mol L-1故加入BaCl2 可使SO42- 沉淀完全Ksp = Ba2+SO42- = ( 0.0090 + x ) x起始浓度/molL-1 0.010 0.0010 平衡浓度/ molL-1 0.010 （0.0010- x） xBaSO4 (s) Ba 2+ + SO42- 0.0090 + x 0.0090 x 很小四、同离子效应和盐效应 同离子效应PbI2 饱和溶液 + KI (aq) 黄在难溶电解质溶液中加入含有 共同离 子的易溶强电解质，使 难溶电解质溶 解度降低的现象。2.盐效应在
3、难溶电解质饱和溶液中加入不含相同离 子的强电解质，将使难溶电解质的溶解度 略为增大的现象。例:298K时硫酸钡的溶解度为1.0410-5molL-1，如果在0.010molL-1的硫酸钠溶液中的溶解度是多少？解：先求KspBaSO4Ba2+ + SO42-1.0410-5 1.0410-5Ksp=Ba2+SO42-=1.0410-51.0410-5=1.0810-10求sNa2SO42Na+ + SO42-BaSO4 Ba2+ + SO42-初 0 0.01平衡 s s+0.010.01Ksp=Ba2+SO42-=s0.01s=Ksp/0.01=1.0810-10/0.01=1.0810-8m
4、olL-1sKsp 有沉淀析出。答：能析出Ag2CrO4沉淀。例:向1.0 10-3 molL-1 的K2CrO4溶液中滴加 AgNO3溶液,求开始有Ag2CrO4沉淀生成时的 Ag+? CrO42-沉淀完全时, Ag+= ? 假设反应前 后体积不变。已知Ksp(Ag2CrO4)=1.010-12 解: Ag2CrO4 2Ag+ + CrO42-Ksp = Ag+2 CrO42-CrO42-沉淀完全时的浓度为1.0 10-5 molL-1，故有例：向0.1 molL-1 的ZnCl2溶液中通H2S气体至 饱和时，溶液中刚有ZnS沉淀生成，求此时溶 液的H+ = ?已知Ksp(ZnS)=2.01
5、0-22，H2S 的 Ka1=1.310-7， Ka2=7.110-15解: ZnS Zn2+ + S2-H2S 2H+ + S2-= 0.21 molL-1二、沉淀的溶解 J J K Kspsp1生成弱电解质 生成弱酸CaCO3(s) +2H+ Ca2+ + H2CO3H2O + CO2 生成弱酸盐生成弱酸盐PbSO4(s) + 2Ac-Pb(Ac)2 + SO42- 生成弱碱生成弱碱Mg(OH)2(s) + 2NH4+ Mg2+ + 2NH3H2O 生成水Fe(OH)3(s) + 3H+ Fe3+ + 3H2O 发生氧化还原反应发生氧化还原反应3CuS + 8HNO3(稀)3Cu(NO3)
6、2+ 3S+ 2NO+ 4H2O 生成配离子AgCl + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + Cl-J Ksp 溶解Ag+ S2-J Ksp 溶解课堂练习：课堂：在AgCl的饱和溶液中，有AgCl固体存在，当分别向 溶液中加入下列物质时，将有何种变化？加入物质 平衡 AgCl 溶液中浓度 引起变化 移动 溶解度 Ag+ Cl- 原因 HCl(0.1 molL-1)AgCl(s) Ag+ + Cl- 不变 不变 不变 稀释 生成配离子 盐效应 同离子效应AgNO3(0.1 molL-1) KNO3(s)NH3H2O(2 molL- 1)H2O 同离子效应三、酸度对沉淀和溶解的影响例 计算298
7、K时使0.010molL-1Fe3+开始沉淀和沉淀完 全时溶液的pH值。已知Fe(OH)3的Ksp=2.6410-39。解： Fe(OH)3 (s) Fe3+ + 3OH- 开始沉淀 Fe3+OH-3 KsppOH = 13 lg 6.42 = 12.19 pH = 1.811.金属氢氧化物沉淀的生成和溶解 沉淀完全沉淀完全Fe3+ 10-5 molL-1 pH = 14(12lg6.42) =2.81注：由此可见:氢氧化物沉淀不一定在碱性环境； 不同氢氧化物的Ksp值不同，沉淀的pH值也不同 ，因此可通过控制pH值分离金属离子。见p344图 10-3。硫化物大部分为难溶物，硫化物的Ksp相差
8、很大 ，其沉淀、溶解情况比较复杂。在用酸溶解硫化物(或用H2S使金属离子沉淀为 硫化物)时，体系中同时存在硫化物的沉淀溶解平 衡及H2S的电离平衡。MS(s) M2+S2- Ksp S2-+2H+H2S K=1/(Ka1Ka2)其中Ka1=5.710-8；Ka2=1.210-15 MS(s)+2H+M2+H2SK=Ksp/(Ka1Ka2)=M2+H2S/H+22.难溶硫化物沉淀与溶解例: 使0.01 mol SnS溶于1 L 的盐酸中，求所需盐酸 的最低起始浓度 = ?已知Ksp(SnS)=1.010-25，H2S 的 Ka1=1.310-7， Ka2=7.110-15故所需盐酸的起始浓度为:
9、0.96 + 0.02 = 0.98mol L-10.01 mol SnS溶解将产生0.01 mol的H2S解: SnS+2H+ Sn2+ + H2S四、分步沉淀如果溶液中同时含有几种离子，当加入某种沉淀 剂时，沉淀反应将依怎样的次序进行呢？实验：取0.02molL-1氯化钠溶液20毫升，0.02 molL-1碘化钠溶液20毫升混合后,逐滴加入1molL-1 的AgNO3溶液观察现象？现象：先生成黄色沉淀AgI而后才生成白色沉淀 AgCl。对于同一类型的难溶电解质AgCl、AgI沉淀析出 的顺序是溶度积小的AgI先沉淀，溶度积大的AgCl 后沉淀，这种先后沉淀的作用叫分步沉淀。我们通过溶度积计
10、算来说明 已知:AgCl的Ksp=1.5610-10,AgI的Ksp=1.5610-16所以生成AgCl沉淀所需Ag+离子最低浓度为:Ag+=1.5610-10/0.01=1.5610-8(molL-1)生成AgI沉淀所需Ag+离子最低浓度为：Ag+=1.510-16/0.01=1.510-14(molL-1)生成AgI沉淀所需Ag+离子浓度少，所以先沉淀。当AgCl开始沉淀时，I-离子是否沉淀完全？ 当AgCl开始沉淀时溶液中Ag+为1.5610-8molL-1此 时I-=1.510-16/1.5610-8=9.610-9(molL-1)110-5(molL-1)I-离子早已沉淀完全，所以利
11、用此原理可以分离 两种离子且两种沉淀的溶度积相差越大，分离越完 全。例1：如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 molL-1, 使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么? 已知Ksp(Fe（OH）3)=4.010-39，Ksp(Mg（OH）2)=1.810-11pOH = 11.1 , pH = 2.9解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH-Ksp = Fe3+OH-3 = 4.0 10-39Fe3+ 沉淀完全时的OH-为:Mg2+开始沉淀的pH值为:pOH = 4.9, pH =9.1因此, 只要控制pH值在2.9 9.1之间即可使Fe3+ 定量沉淀而使Mg2+不沉
12、淀。例2：如果溶液中Zn2+和Mn2+的浓度均为0.10 molL- 1,能否利用通入H2S气体使Zn2+和Mn2+定量分离？Zn2+和Mn2+分离完全的pH值为多少?已知 Ksp(ZnS)=2.9310-25， Ksp(MnS)=4.6510-14 ，H2S 的 Ka1=5.710-8， Ka2=1.210-15解： Zn2+ + H2S ZnS + 2H+Mn2+ + H2S MnS + 2H+ Zn2+ 沉淀完全时的pH值为：pH = 1.82pH = 5.41控制pH值在1.18-5.41之间即可将Zn2+和Mn2+分离 完全。Mn2+ 开始沉淀时的pH值为：五、沉淀的转化如在AgCl的沉淀中加入I-离子又生成了一种新的沉淀AgI。AgCl(s) Ag+ + Cl-+KI I- + K+AgI这种在有沉淀的溶液中加入适当的试剂、生成另一种更难溶的物质，叫沉淀的转化。本章作业p347348的1，4，5， 6，13共五大题。上交时间：十七周星期 一 上交内容：第9章和第 10章的作业
