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1、,第八章 沉淀溶解平衡,8.1 难溶电解质的溶度积 8.2 沉淀的生成和溶解,一、溶度积,初始 溶 沉 平衡 溶 沉,Ksp= Ag+r Cl -r,Ksp称为难溶电解质的沉淀溶解平衡 常数，简称溶度积。,一般难溶电解质： AmDn(s) mAn+(aq) + nDm-(aq) Ksp = An+rm Dm-rn,Ksp 决定于难溶电解质的本性，与温度有关，与溶液浓度无关。,1. AD型(如AgCl、AgI、CaCO3) AD (s) A+ (aq) + D(aq) 溶解度： S S Ksp = A+r Dr = S2,2. AD2或A2D型 Mg(OH)2 、Ag2CrO4 AD2(s) A
2、2+ (aq) + 2D(aq) 溶解度： S 2S,Ksp = A2+r D r2 = S(2S)2 = 4S3,3. AD3或A3D型 (如 Fe(OH)3 、Ag3PO4) A3D(s) 3A+ (aq) + D3- (aq) 溶解度： 3S S,4. A3D2型 如Ca3(PO4)2 、 Mg3(PO4)2 (自推),Ksp =A+r3 D3-r = (3S)3S = 27S4,【例】已知AgCl在298K时溶解了1.9210-3 gL-1，计算其Ksp。,解： AgCl的摩尔质量= 143.4 g mol-1 S = 1.9210-3/143.4 = 1.34 10-5 (molL-
3、1) Ksp = S2 = 1.810-10,【例】 298K，Ag2CrO4的Ksp =1.110-12， 计算其溶解度S。,解：,比较： S(AgCl) Ksp (Ag2CrO4),三、同离子效应与盐效应,在难溶电解质的饱和溶液中，加入相同离子的易溶电解质，使难溶电解质的溶解度下降，称为同离子效应。,【例】计算298K时AgCl在0.01molL-1 NaCl 溶液中的溶解度。,S(0.01+S) = Ksp (AgCl) = 1.7710-10 Ksp (AgCl)很小，0.01 + S 0.01 S = 1.7710-8 (molL-1),纯水中，,相差：,在难溶电解质的饱和溶液中，加
4、入不相同的易溶电解质，使难溶电解质的溶解度稍增大，称为盐效应。,【例】 Pb(Ac)2 + 2KI PbI2+ 2KAc,上述沉淀中加入NaNO3， PbI2可溶解.,AmDn(s) mAn+ + nDm- 平衡时： Ksp = An+rm Dm-rn,四、溶度积规则,任意态的离子积用Qc表示.,Qc Ksp , 无沉淀生成，加入沉淀可溶解。,Qc = Ksp，平衡态，既无沉淀生成，也不能 溶解沉淀,Qc Ksp ，有沉淀生成。,溶度积规则：,Ksp= Ag+r Cl -r,一、 沉淀的生成（Qc Ksp）,【例】 0.004molL-1AgNO3与 0.004molL-1 K2CrO4等体积
5、混合，有无Ag2CrO4沉淀生 成？(Ag2CrO4的Ksp =1.1 10-12),7.2 沉淀的生成和溶解,解： 2Ag+ + CrO42- Ag2CrO4 0.002 0.002,Qc = cr2(Ag+)cr(CrO42-) = (0.002)3 = 810-9,Qc Ksp (Ag2CrO4)，有Ag2CrO4 沉淀生成.,【例】在 0.1molL-1CuSO4溶液中不断通入H2S气体至饱和c(H2S)=0.1molL-1。试计算溶液中残留的Cu2离子浓度。,Kj 称为竟争平衡常数。,【例】取5ml0.002molL-1Na2SO4与等体积的 0.02molL-1的BaCl2混合，计
6、算SO42-是否沉淀完全即c(SO42- )10-5molL-1？ （BaSO4的 Ksp =1.110-10.）,x = cr (Cu2+) = 5.110-18,0.2-2x0.2,c(Cu2+) = 5.110-18( molL-1),沉淀 0.009 0.001 平衡 x 0.009+x 0.001- x,解： SO42- + Ba2+ BaSO4 初 0.001 0.01,Ksp = (0.009+x)x = 1.110-10 0.009+x 0.009 x = 1.210-8 10-5 SO42-已沉淀完全。,【例】在50 ml 0.2molL-1 MgCl2溶液中加入 等体积的0
7、.2molL-1的氨水，有无Mg(OH)2生成？Mg(OH)2 的Ksp =1.810-10，氨水的Kb =1.7710-5,解： c(Mg2+) = 0.2/2 = 0.1 (molL-1) c(NH3.H2O) = 0.2/2 = 0.1 (molL-1),NH3.H2O NH4+ + OH- 平衡 0.1-x x x,Qc = cr(Mg2+) cr2(OH-) = 0.1(1.3310-3 )2 = 1.7810-7,Qc Ksp (Mg(OH)2) 有Mg(OH)2 沉淀生成.,二、分步沉淀 在相同浓度的Cl-、Br-、I- 的溶液中 逐滴加入AgNO3 溶液，AgI最先沉淀， 其次
8、是AgBr, 最后是AgCl。,因为：Ksp(AgI) Ksp(AgBr) Ksp(AgCl),【例】在含0.05molL-1Pb(NO3)2和0.05molL-1 AgNO3混合液中，逐滴加入K2CrO4 溶液(假 设体积不变)，问PbCrO4和Ag2CrO4哪 种先 沉淀?(PbCrO4的Ksp=1.810-14, Ag2CrO4的 Ksp = 1.110-12),解：生成PbCrO4时，CrO42-的最低浓度为 cr(Pb2+)cr(CrO42-) 1.810-14,生成Ag2CrO4 时，CrO42-的最低浓度为 cr2 (Ag+)cr (CrO42-) 1.110-12 cr(CrO
9、42-) 1.110-12/0.052 = 4.4 10-10,先产生的沉淀为PbCrO4。,cr(CrO42-) 1.810-14/0.05 = 3.6 10-13,【例】在1 molL-1 CuSO4 溶液中含有少量的 Fe3+杂质，pH控制在什么范围才能除去Fe3+ ? 使c(Fe3+) 10-5molL-1,解： Fe(OH)3的 Ksp = 2.610-39 ， Cu(OH)2 的Ksp = 5.610-20,Fe (OH)3 Fe3+ + 3OH Ksp = Fe3+r OHr3 = 2.610-39,pOH = 11.2 , pH = 2.8 pH 2.8,Cu(OH)2 Cu
10、2+ + 2OH Ksp = Cu 2+r OH r2 = 5.610-20,pOH = 9.6 , pH = 4.4 控制 pH：2.8 4.4 .,三、沉淀的溶解(Qc Ksp ),1. 生成弱电解质 【例】 CaC2O4(s) Ca2+ + C2O42-,CaC2O4(s) + 2H+ H2C2O4 + Ca2+,Ksp 越大，Ka 越小(酸越弱)，则Kj 越大，沉淀越易溶解；反之， Ksp 越小，Ka 越大，则Kj 越小，沉淀难于溶解。,【例】今有ZnS和HgS两种沉淀各0.1mol， 问要用1升多少浓度的盐酸才能使它们溶 解？(ZnS的Ksp =2.510-22，HgS的Ksp =
11、4.010-53),解： ZnS + 2H+ H2S + Zn2+ 平衡 x 0.1 0.1,盐酸的初浓度= 2+0.2 = 2.2 (molL-1),HgS + 2H+ H2S + Hg2+ 平衡： y 0.1 0.1,HgS不能溶于盐酸。,2. 发生氧化还原反应而溶解 CuS(s) Cu2+ + S2-,+ HNO3 S + NO,3CuS+8HNO3=Cu(NO3)2+3S+ 2NO+4H2O,AgCl (s)+2NH3 Ag (NH3)2+ + Cl-,四、沉淀的转化 1. 同类型难溶电解质 AgCl + Br- AgBr + Cl-,Kj 越大，沉淀转化越彻底。即生成的沉淀Ksp 越
12、小，转化越彻底。,沉淀转化方向：AgCl AgBr AgI,Kj 很大 ，反应向右进行。,1. Mg(OH)2 在室温时的溶度积为Ksp，在 0.1molL-1NaOH溶液中，其溶解度S为 A. 10 Ksp B. 100 Ksp C. 200 Ksp D. (Ksp 4)1/3,自测题：,S ( 2S + 0.1)2 = Ksp 2S + 0.1 0.1 S = Ksp / 0.01 = 100 Ksp ，选B,2. Ca3 (PO4)2的溶解度为 a/2 molL-1，其 Ksp为 A. 36a5 B. C. D.,Ca3 (PO4)2 3Ca2+ + 2PO42- S 3S 2S,Ksp
13、 =(3S)3(2S)2=108S5=108(a/2)5=,3. 0.208%(g/g)的BaCl2溶液中，SO42 离子 的允许浓度是多少？,cr(Ba+)c(SO42-) Ksp (BaSO4) cr(SO42-)1.110-10/0.01=1.110-8 c(SO42-)1.110-8(molL-1),解：,4. 已知在25时，PbI2的Ksp为1.3910-8， 则饱和溶液中，c(I-)是( )molL-1 A. 1.5110-3 B. 3.0210-3 C. 2.4310-3 D. 3.5110-3,解： PbI2 Pb2+ + 2I- S 2S,cr(I-) = 2S = 3.0210-3 选B,5. 过量AgCl溶解在下列各种物质中，问哪 种溶液中c(Ag+)最小 ( ) A. 100mL水 B. 1000mL水 C. 100mL0.2molL-1KCl溶液 D. 1000mL0.5molL-1KNO3溶液,C,作业：1、2、3、4、5、7,
