《无机与分析化学 第八章（1）沉淀溶解平衡》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无机与分析化学 第八章（1）沉淀溶解平衡（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第八章（第八章（1 1）沉淀溶解平衡）沉淀溶解平衡Precipitation solubility equilibrium第一节 溶度积 第二节 沉淀的生成 第三节 分步沉淀和沉淀的转化 第四节 沉淀的溶解沉淀的生成与溶解沉淀的生成与溶解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 过饱和溶液 平衡 沉淀析出1离子积IP (ion product)AmBn(s) mAn+ + nBm- 溶度积规则的使用条件 10-5 g ml-1 固体，才有浑浊现象。 溶液呈过饱和状态时，沉淀难于生成。 避免沉淀剂
2、过量 如： Hg2+ + 2I- HgI2(桔红) HgI2 + 2I- HgI42- (无色) 避免副反应 如： CO32- + H2O HCO3- + OH-S2- + H2O HS- + OH-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。例例3-2 3-2 已知已知BaSOBaSO4 4的的 KKspsp=1.07=1.07 1010-10-10，求求298298KK时，时，BaSOBaSO4 4在在 0.0100 0.0100 mol Lmol L-1-1的的KK2 2S
3、OSO4 4溶液中的溶解度。并与溶液中的溶解度。并与在纯水中的溶解度在纯水中的溶解度( (例例3-1)3-1)作作比较。比较。解：设溶解度为 x molL-1平衡浓度/molL-1 x 0.0100 + xBaSO4(s) Ba2+ + SO42-Ksp = Ba2+ SO42- = x (0.0100 + x) 0.0100 + x 0.0100溶液中离子浓度10-6molL-1,沉淀完全。结论结论纯水中：上述PbI2(加KI)沉淀中继续加过量KI(s)溶解PbI2 + 2I- PbI42-含同离子的沉淀剂不能过量太多 沉淀剂过量20 30 即可。同离子效应盐效应在难溶电解质饱和溶液中加入不
4、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。AB(s) A+ + B-离子浓度较高时 ：Ksp = A+B-I ， 1， IP Ksp平衡3-2 沉淀的生成 IP Ksp一、加入沉淀剂例3-3 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 mol L-1设平衡时设平衡时 SOSO4 42-2-
5、= = x x mol molLL-1-1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 很小二、控制溶液的 pH 值例3-4 计算298K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) Fe
6、3+ + 3OH- 开始沉淀 Fe3+OH- KsppOH = 13 lg 6.42 = 12.19 pH = 1.81沉淀完全沉淀完全例3-5 在 100 ml 0.20molL-1 的 MgCl2 溶液 中，加入100ml 含有 NH4Cl 的 0.010molL-1 氨水溶液 , 欲阻止生成 Mg(OH)2 沉淀，上述氨水中需含几克 NH4Cl ？Fe3+ 10-5 molL-1 pH = 14(12lg6.42) =2.81解：混合后解：混合后不产生Mg(OH)2 沉淀，则 IP Ksp3-3 分步沉淀和沉淀的转化用一种沉淀剂，使溶液中的 几种离子先后沉淀出来的方法。例3-6 溶液中C
7、l-、CrO42-离子浓度均为0.0010molL-1 ， 若逐滴加入AgNO3溶液，试计算： （1）哪一种离子先产生沉淀？ （2）第二种离子开始沉淀时，溶液中残留的第一 种离子的浓度是多少？一、分步沉淀解：解：(1) (1) 开始沉淀开始沉淀故 AgCl 已沉淀完全( Cl- 10-5 molL-1 ) 先产生AgCl 沉淀 Ksp =Ag+Cl-金属硫化物的分步沉淀金属硫化物的分步沉淀MS +2H+ M2+ + H2SKsp一、分步沉淀K例例3-73-7某溶液中Cd2+和Zn2+离子浓度均为0.10molL-1，为 使Cd2+离子生成CdS沉淀与Zn2+离子分离，须通入饱和 H2S溶液，
8、试问此时H+ 应控制在什么范围？解： H2S = 0.10 molL-1使Cd2+沉淀完全所需 H+ 的最低浓度为不使不使 ZnZn2+ 2+ 沉淀，溶液中沉淀，溶液中 HH+ + 的最高浓度为的最高浓度为 0.14 molL-1 H+ 2.1 molL-1是近似计算分步沉淀 金属氢氧化物的分步沉淀M(OH)n(s) Mn+ + nOH- Ksp=Mn+OH-n例3-8 某酸性溶液中，Fe3+和Zn2+离子的浓度均为 0.010 molL-1, 根据它们的溶度积，计算出彼此分离 的pH范围。解：开始沉淀解：开始沉淀 Fe(OH)3 先沉淀分步沉淀是近似计算Fe(OH)3 沉淀完全（Fe3+ 1
9、.010-5mol.L-1) 6.4210-12molL-1 OH- 8.2810-8 molL-1 故 2.81 pH 6.92分步沉淀二、沉淀的转化二、沉淀的转化在含有某一沉淀的溶液中，加入 适当的试剂，使之生成另一种沉淀。例3-9 通过计算说明，在含有SrCO3沉淀溶液中加 入Na2SO4溶液，能否将SrCO3转化为SrSO4？解： SrCO3(s) + SO42-SrSO4(s) + CO32-SrCO3饱和溶液中故可以转化二、沉淀的转化二、沉淀的转化例例3-10 3-10 如果在1L Na2CO3 溶液中转化 0.010molL-1 CaSO4 ，问 Na2CO3 的最初浓度应为多少
10、？解： CaSO4(s) + CO32-CaCO3(s) + SO42- Na2CO3 的最初浓度为0.010 + 7.110-7 0.010 ( molL-1 )3-4 3-4 沉淀的溶解沉淀的溶解 IP IP K Kspsp1生成弱电解质 生成弱酸CaCO3(s) +2H+ Ca2+ + H2CO3H2O + CO2 CaCO3(s) Ca2+ + CO32-CO32- + H+ HCO3-HCO3- + H+ H2CO3CaCOCaCO3 3(s) + 2HAc Ca(s) + 2HAc Ca2+2+ + 2Ac+ 2Ac- -+ H + H2 2COCO3 3CaCO3(s) Ca2+
11、 + CO32-2HAc 2Ac - + 2H+CO32- + H+ HCO3-HCO3- + H+ H2CO3 生成弱酸盐生成弱酸盐PbSO4(s) + 2Ac-Pb(Ac)2 + SO42-PbSO4(s)Pb2+ + SO42-K1 =KspPb2+ + 2Ac-Pb(Ac)2K2 =K稳K= K1K2 = Ksp K稳= 1.810-81.0104= 1.810-41 1生成弱电解质生成弱电解质 生成弱碱生成弱碱Mg(OH)2(s) + 2NH4+ Mg2+ + 2NH3H2OMg(OH)2(s) Mg2+ + 2OH- K1=Ksp2NH4+ + 2OH- 2NH3H2O 生成水Fe
12、(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)2+ 3S+ 2NO+ 4H2O 生成配离子AgCl + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + Cl-IP Ksp 溶解Ag+ S2-IP 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
