第9章沉淀—溶解平衡課件分解

1、 第第9章章 沉淀沉淀溶解平衡溶解平衡 9.1 沉淀沉淀-溶解平衡的建立溶解平衡的建立 9.2 沉淀的生成與溶解沉淀的生成與溶解 9.3 兩種沉淀之間的平衡兩種沉淀之間的平衡 9.4 沉淀反應應用實例沉淀反應應用實例溶解-沉淀平衡的建立 )(aqSO(aq)Ba (s)BaSO2424)SO()Ba()BaSO(2424spaaKspK 活度積常數,簡稱活度積沉淀沉淀-溶解平衡（難溶性強電解質）溶解平衡（難溶性強電解質）溶解沉淀其數值只與溫度有關沉淀沉淀-溶解平衡溶解平衡，是指在一定溫度下難溶強電解質飽和，是指在一定溫度下難溶強電解質飽和溶液中的離子與難溶物固體之間的多相動態(tài)平衡。溶液中的離子

2、與難溶物固體之間的多相動態(tài)平衡。solubility product濃度與活度濃度與活度 強電解質在溶液中是完全電離的，但電離產生的強電解質在溶液中是完全電離的，但電離產生的離子由于帶電而相互作用，每個離子都被異性離離子由于帶電而相互作用，每個離子都被異性離子包圍，形成了子包圍，形成了“離子氛離子氛”，使得離子在溶液中，使得離子在溶液中不完全自由。不完全自由。 為定量描述強電解質溶液中離子間的牽制作用，為定量描述強電解質溶液中離子間的牽制作用，引入了引入了活度活度概念?；疃仁菃挝惑w積溶液在表觀上概念?；疃仁菃挝惑w積溶液在表觀上所含的離子濃度，即有效濃度。所含的離子濃度，即有效濃度。 a = f

3、 c f 稱為活度系數，反映電解質溶液中離子相互牽稱為活度系數，反映電解質溶液中離子相互牽制作用的大小。溶液越濃，離子電荷越高，制作用的大小。溶液越濃，離子電荷越高，f就越就越小，活度與濃度的差距就越大；溶液很稀，小，活度與濃度的差距就越大；溶液很稀，f1，這時活度與濃度基本趨于一致。這時活度與濃度基本趨于一致。 難溶強電解質飽和溶液通常很稀，可以使用濃度替代難溶強電解質飽和溶液通常很稀，可以使用濃度替代活度?；疃?。)(aqSO(aq)Ba (s)BaSO2424溶解沉淀22sp44(BaSO )(Ba)(SO)Kcc 溶度積溶度積常數常數,簡稱溶度積簡稱溶度積spK實際上省略了標準濃度項，所

4、以濃度積也是無量綱的。實際上省略了標準濃度項，所以濃度積也是無量綱的。溶解度溶解度 理論上，絕對不溶解的物質是沒有的。理論上，絕對不溶解的物質是沒有的。 習慣上，把溶解度小于習慣上，把溶解度小于0.01g/100g（水）（水）的物質稱為不溶物或難溶物；的物質稱為不溶物或難溶物； 但是難溶的界限是不嚴格的，但是難溶的界限是不嚴格的， 例如例如0 C PbCl2在水中的溶解度為在水中的溶解度為0.675g/100g水，而飽和溶液的濃度只有水，而飽和溶液的濃度只有2.43 10-2mol L-1.為了計算方便，通常采用為了計算方便，通常采用飽和溶液的濃度飽和溶液的濃度來表示來表示溶解度。溶解度。溶度

5、積和溶解度的關系溶度積和溶解度的關系溶解度：S ( molL-1 ）衡濃1Lmol/icnSmS(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmnnmsp(n )(m )KSS溶度積解度較大？問它們在純水中哪個溶和的溶度積分別為和下例題：已知,1077. 1101 . 1AgClCrOAgC25011242124224422sp24423sp24312351解：設Ag CrO 的溶解度為x molL ，Ag CrO (s)2Ag (aq)CrO (aq)x2xxK(Ag CrO ) (Ag ) c(CrO )(2x)(x)4x(Ag CrO ) x41.110 4 6.510 molLcK1sp2s

6、p1051解：設AgCl的溶解度為y molL ，AgCl (s)Ag (aq)Cl (aq)yyyK(AgCl)(Ag )(Cl )y yK(AgCl) 1.7710 1.3310 molLcc間的關系與的思考題：求sp243)(POCaKSsp5 108KS(1) 相同類型 大的 S 也大 (2) 不同類型要計算(3) 對于AB型難溶弱電解質spK結論：分子式溶度積溶解度/ AgBr AgIAgCl5105 . 61Lmol10108 . 113100 . 517103 . 812101 . 110101 . 97101 . 75103 . 1spSK (1) Q 過飽和溶液，沉淀析出。m

7、ncc)B()A(QnmspK任意狀態(tài)下的反應商任意狀態(tài)下的反應商Q溶度積規(guī)則溶度積規(guī)則(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmnspKspK例題：例題：0.100mol L-1的的MgCl2溶液和等體積同溶液和等體積同濃度的氨水混合，會不會生成濃度的氨水混合，會不會生成Mg(OH)2沉淀？沉淀？（已知：（已知：125,1061. 5,1077. 12)(,3OHMgspKKNHb1.金屬氫氧化物沉淀的生成金屬氫氧化物沉淀的生成2. 金屬硫化物沉淀的生成金屬硫化物沉淀的生成常用的沉淀劑是常用的沉淀劑是H2S。在常溫、常壓下，飽和在常溫、常壓下，飽和H2S溶液的濃度約為溶液的濃度約為0.1mo

8、l/L。2222137221221042. 1103 . 1101 . 11 . 0HHHKKSHSaa 例例 25下,于0.010molL-1FeSO4溶液中通入H2S(g), 使其成為飽和溶液 (c(H2S)= 0.1molL-1) 。(1)是否有FeS生成。(2) 若用HCl調節(jié)pH值，使H+= 0.30molL-1 。試判斷能否有FeS生成。已知:191371059. 1,103 . 1,101 . 1,2,22, 1FeSspSHaSHaKKK解解：（：（1）求算飽和）求算飽和H2S水溶液中水溶液中S2-的平衡濃度。的平衡濃度。FeSspKScFecLmolKSHSHa,151322

9、113222103 . 1103 . 101. 0)(103 . 1，則，則主要由第一步電離給出主要由第一步電離給出飽和水溶液中飽和水溶液中假設假設故，可以生成故，可以生成FeS沉淀。沉淀。（2） 當當H+=0.3mol/L時，飽和時，飽和H2S水溶水溶液中液中S2-的平衡濃度為的平衡濃度為LmolSLmolHLmolSHcSHHSHKKSaa/106 . 13 . 01042. 1/3 . 0/01. 0)(2122222222212FeSspKScFec,2122102 . 101. 0)(故，不能生成故，不能生成FeS沉淀。沉淀。在同一溶液中，存在著幾種能被同一沉淀劑所沉淀的在同一溶液中

10、，存在著幾種能被同一沉淀劑所沉淀的離子，當加入沉淀劑時，它們被沉淀的先后次序不同。離子，當加入沉淀劑時，它們被沉淀的先后次序不同。3. 順序沉淀順序沉淀例題：若溶液中含有例題：若溶液中含有Cl-、Br-、I-三種離子，且三種離子，且cCl-=cBr-=cI-=0.10mol L-1，問向該溶液中滴加，問向該溶液中滴加AgNO3時，時，產生沉淀的次序如何？產生沉淀的次序如何？gClgClAgI、AgBr、AAgI、AgBr、A所以產生沉淀的次序為所以產生沉淀的次序為, ,) )c(Agc(Ag) )c(Agc(Ag) )c(Agc(Ag: :的大小依次為的大小依次為r、AgI沉淀所需cr、AgI

11、沉淀所需c產生AgCl、AgB產生AgCl、AgBL Lmolmol10109.39.30.100.1010109.39.3c cK K) )c(Agc(AgL Lmolmol10105.05.00.100.1010105.05.0c cK K) )c(Agc(AgL Lmolmol10101.81.80.100.1010101.81.8c cK K) )c(Agc(AgI IBrBrClClAgAg1 116161717I II I1 112121313BrBrBrBr1 19 91010ClClClClsp,AgIsp,AgIsp,AgBrsp,AgBrsp,AgClsp,AgCl的最低濃

12、度分別為的最低濃度分別為沉淀，所需沉淀劑沉淀，所需沉淀劑、產生產生解解AgAgIAgBrAgCl:對于相同類型的沉淀，對于相同類型的沉淀，Ksp小的先被沉淀出來。小的先被沉淀出來。例題：若溶液中含有例題：若溶液中含有Cl-、CrO42-、PO43-三種離子，三種離子，且且c(Cl-)=c(CrO42- )=c(PO43-) =0.10mol L-1，問向該溶，問向該溶液中滴加液中滴加AgNO3時，產生沉淀的次序如何？時，產生沉淀的次序如何？4 43 34 42 21 15 53 316163 3POPOPOPOAgAgsp,sp,POPO1 16 61212CrOCrOCrOCrOAgAgsp

13、,sp,CrOCrO1 19 91010ClClAgClAgClsp,sp,ClClPOPO、Ag、AgCrOCrOAgCl、AgAgCl、Ag所以產生沉淀的次序為所以產生沉淀的次序為L Lmolmol10101.11.10.100.1010101.41.4c cK K) )c(Agc(AgL Lmolmol10104.54.50.100.1010102.02.0c cK K) )c(Agc(AgL Lmolmol10101.81.80.100.1010101.81.8c cK K) )c(Agc(Ag的最低濃度分別為的最低濃度分別為所需沉淀劑Ag所需沉淀劑Ag3 34 44 43 33 34

14、 42 24 44 42 22 24 4沉淀，沉淀，、產生產生解解4342POAgCrOAgAgCl: 沉淀次序與被沉淀離子濃度也有關系沉淀次序與被沉淀離子濃度也有關系先析出時當則計算：若也可能先析出時當AgCl,)I (102 . 2)Cl()(I102 . 2 )I (103 . 8108 . 1)I ()(AgI)(AgCl)Cl()I ()(AgI)Cl()(AgCl)(Ag)Ag(AgCl,)I ()Cl(661710spspspspI2Cl1cccccKKccKcKccccn5spnnspnnspspnn100 . 1)OH(c )c(M)OH(c )c(M)OH(c(s)M(OH

15、)(aqnOH(aq)M沉淀完全開始沉淀時，當KKKKQ4. 金屬氫氧化物開始沉淀與沉淀完全時的金屬氫氧化物開始沉淀與沉淀完全時的pH值值溶液中金屬離子的濃度溶液中金屬離子的濃度小于小于1.0 10-5mol L-1例：計算例：計算0.10molL-1 Ni2+ 和和0.10molL-1 Fe3+開始沉淀及沉淀完全的開始沉淀及沉淀完全的pH值分別是多少？值分別是多少？ 3.2 1.2 104.0 Fe(OH) 9.15 7.15 102.0 Ni(OH)pH pH 解 38315 2sp沉淀完全開始沉淀：K 3.2c(Fe3+)10-5 7.15Ni2+開始沉淀開始沉淀pH選擇 3.2pH K

16、,則則MS可溶于酸?？扇苡谒帷?21)()(HSHM SHS)HMS 2222KKKKaasp溶解溶解MS所需要的所需要的H+的最低濃度的最低濃度spaaaaKMcKKSKKH)(SHSH22222121計算0.1molZnS、CuS溶于1.0L鹽酸中所需鹽酸的最低濃度。16362212222104 . 11061 . 01042. 125. 01021 . 01042. 1LmolLmolCuSZnSHH可見，可見，F(xiàn)eS、ZnS、MnS等等Ksp較大的硫化物可以溶較大的硫化物可以溶于鹽酸，而于鹽酸，而CuS、HgS等等Ksp較小的硫化物不能溶較小的硫化物不能溶于鹽酸。于鹽酸。氧化還原溶解氧

17、化還原溶解sp222242242353sp S S(s) SHg HgCl HgO4H3S(s)2NO(g)HgCl3H )(2HNO)12HCl(3HgS(s)104 . 6HgS)(KQK使使?jié)鉂?，sp222233S S(s) SO4H2NO(g)3S(s)3Cu(NO 8HNO3CuS(s)CuSKQQcKsp)(102 . 1)(36 氧化氧化配位溶解配位溶解HNO3濃HCl濃HNO3 金屬硫化物沉淀的溶解金屬硫化物沉淀的溶解1L溶液中溶解溶解方法 溶不溶 溶不溶 不溶 溶不溶 不溶 溶 溶不溶 不溶 不溶 溶不溶 不溶 不溶 不溶 溶7109 . 1)H( c很大很大108340.1

18、90.10molMS稀HClHAcMnSZnSCdSPbSCuSHgS濃HCl王 水3HNO Na2S S2 2Na + PbS PbSO4 Pb2 SO42 沉淀的轉化沉淀的轉化白色白色PbSO4沉淀及其飽和溶液共存于試管中，向沉淀及其飽和溶液共存于試管中，向其中加入其中加入Na2S溶液并攪拌，沉淀變?yōu)楹谏芤翰嚢?，沉淀變?yōu)楹谏?PbS)。19288sp4sp242428sp222284sp242410163100810532PbS)KPbSOKKSO2NaPbSSNaPbSO10081PbS)1/KPbSSPb2NaSSNa10532PbSOKSOPbPbSO.()(.(.)(由一種難溶

19、物質向另一種更難溶的物質轉化，相對比較容易進行。由一種難溶物質向另一種更難溶的物質轉化，相對比較容易進行。243234SO(s)aCOC CO(s)CaSOCaCOCaSOCOSO2232242324K)(CaCO)(CaSO3sp4spKK96108 . 2101 . 93103 . 3將鍋爐垢中將鍋爐垢中CaSO4轉化為易溶于酸的轉化為易溶于酸的CaCO3。需要多大的需要多大的CO32-濃度，才能使?jié)舛?，才能使CaSO4轉化為轉化為CaCO3?，轉化作用即可進行。，轉化作用即可進行。濃度大于濃度大于只要只要呢？呢？才能生成才能生成需要多大濃度的需要多大濃度的濃度為濃度為溶液中溶液中解：在飽和解：在飽和172317392323323134224103 . 9103 . 9100 . 3108 . 2)(100 . 3)(LmolCOLmolCaCaCOKCOCaCOCOLmolCaSOKCaCaCaSOspsp 例例:在在1L 1L 溶液中使溶液中使 0.01mol 0.01mol 的的 全部轉化為全部轉化為 , ,求求 的最初濃度為多少的最初