普通化学-PPT课件-第六章-沉淀溶解反应.ppt

1、3.3 沉淀溶解平衡按溶解度大小电解质分易溶电解质难溶电解质溶解度小于0.01g/100g3.3.1 溶度积 3.3 沉淀溶解平衡1.溶度积常数 AgCl(s) Ag(aq) Cl(aq) 溶解沉淀)Cl(C)Ag(CKsp溶度积 AmBn（s） mAn+（aq） + nBm-（aq）溶解沉淀)B(C)A(CKmnnmspspmKlnRT)T(rG溶度积原理-109.80 77.12 -131.26 AgCl(s) Ag(aq) Cl(aq) molkJ/Gmf)(66.55)()()()(1molkJAgClGClGAgGTrGmfmfmfmspmKlnRT)T(rG10sp1075. 1K

2、2.溶度积与溶解度的换算 溶解度（S）一定温度下1升难溶电解质饱和溶液中所含溶质的量。 例3-16 已知298K时AgCl的溶解度为1.92103gL1，求其Ksp 解： MAgCl=143.4gmol1 )(1034. 14 .1431092. 1153LmolSC(Ag)=C(Cl)=S=1.34105molL1 Ksp=C(Ag)C(Cl)=S2=1.971010例3-17 已知298K时Mg(OH)2的Ksp =5.611012，求其溶解度S。 解： Mg(OH)(s) Mg22OH S 2S Ksp =C(Mg2)C2(OH)=S(2S)2=4S3)(1012. 141061. 54

3、143123LmolKSsp（1）AB型（如AgCl、BaSO4等）化合物2.溶度积与溶解度的换算 Ksp = S2 （2）AB2型或A2B（如Mg(OH)2或Ag2CrO4）化合物Ksp = 4S3 （3）AB3型或A3B（如Fe(OH)3）化合物Ksp = 27S4 例：Sr3(PO4)2的溶度积KSP表达式是_ A. KSP = Sr2+PO43- B. KSP = 3Sr2+2PO43- C. KSP = Sr2+3PO43-2 D. KSP = Sr32+(PO4)23-C例： 在下列难溶银盐的饱和溶液中, Ag+离子浓度最大的是(括号内为溶度积)_ A. AgCl (1.8 x 1

4、0-10) B. Ag2C2O4 (3.4 x 10-11) C. Ag2CrO4 (1.1 x 10-12) D. AgBr (5.2 x 10-13)Ksp = S2 S=1.34105Ksp = 4S3 S=2.40104B例：Hg2Cl2 的KSP为1.3 x 10-18 ,0.1升饱和溶液的浓度是_mol.L-1 A. 6.88 10-7 B. 1.69 10-5 C. 6.88 10-8 D. 1.14 10-9 Hg2Cl2(s) 2Hg(aq)2Cl(aq) 2S 2SKsp=C2(Hg)C2(Cl)=16S4B例： AgBr的溶度积KSP = 5.2 x 10-13, AgB

5、r在0.1 mol.L-1 KBr溶液中的溶解度是_ mol.L-1 A.2.6 x 10-6 B. 5.2 x 10-12 C. 4.0 x 10-13 D. 4.0 x 10-14 AgBr(s) Ag(aq)Br(aq) SS+0.10.1Ksp=C(Ag)C(Br)=0.1SB同离子效应例： CaF2在0.1 mol.L-1 KNO3溶液中的溶解度与水中的溶解度相比，属于下列哪一种( ) A. 增大 B. 减小 C. 相同 D. 无法判断A盐效应3.溶度积规则 QlnRTKlnRT)T(rGm化学反应等温方程式 AmBn（s） mAn+（aq） + nBm-（aq）)B(C)A(CQm

6、nnmsp（1）若Q Ksp ，G 0，溶液为过饱和溶液。有沉淀生成；（2）若Q= Ksp ， G=0，溶液为饱和溶液。反应处于平衡状态； （3）若Q Ksp ， G 0，溶液为不饱和溶液。无沉淀生成 或已有的沉淀溶解。溶度积规则 例3-18 已知在298K时，PbI2的Ksp =8.49109。问（1）在0.010molL-1Pb(NO3)2溶液中加入等体积的0.010molL1KI溶液时，是否有PbI2沉淀产生？（2）如果加入等体积的KI溶液后，混合溶液中的C(Pb2)和C(I)的离子积，恰好达到PbI2的溶度积，求这KI溶液的浓度。解： （1）C(Pb2)=0.0101/2=0.005m

7、olL1 C(I)= 0.0101/2=0.005molL1 则 Q=C(Pb2)C2(I)=0.005(0.005)2=1.3107 Q Ksp ，有PbI2沉淀产生。（2）设C(KI)=XmolL1C(I) =X/2molL1 C(Pb2)=0.005molL1Ksp(PbI2)=C(Pb2)C2(I)=0.005（X/2）2=8.4910-9 X=2.6103 KI=2.6103molL1例： 已知AgCl和Ag2CrO4的KSP分别为1.8 x 10-10，1.1 x 10-12。 若某混合液中，Cl- = CrO42- = 10-5 mol.L-1，当加入 Ag+达104mol.L-

8、1时，则会发生_ A. AgC l先沉淀 B. 只有AgCl沉淀 C. 只有Ag2CrO4沉淀 D. 二者都沉淀 Q=C(Ag-)C(CI)=10-410-5=109 Ksp 。有AgCl沉淀 Q=C2(Ag-)C(CrO42-)=（10-4）210-5=1013 Ksp 。 无Ag2CrO4沉淀B3.3.2 多相离子平衡移动 1.沉淀的生成沉淀的生成的必要条件： Q Ksp 例3-19 判断下列条件下是否有沉淀生成（均忽略体积的变化）：（1）将0.020molL1CaCl2溶液10ml与等体积同浓度的Na2C2O4溶液相混合；（2）在1.0molL1溶液中通入CO2气体至饱和。解（1）溶液等

9、体积混合后： C(Ca2)=0.010molL1 C(C2O42)=0.010molL1 Q=C(Ca2)C(C2O42)=1.01021.0102=1.0104Ksp=2.32109Q Ksp有CaC2O4沉淀析出 （2）饱和CO2水溶液中C(CO32)= Ka2 = 4.681011 Q=C(Ca2)C(CO32) =1.04.681011= 4.681011Q Ksp无CaCO3沉淀析出 例3-20 分别计算Ag2CrO4（s）在0.10molL1AgNO3溶液中的溶解度；（2）在0.10molL1Na2CrO4溶液中的溶解度（已知Ksp （Ag2CrO4）=1.121012） 解： （

10、1）设Ag2CrO4的溶解度为S Ag2CrO4（S） 2Ag CrO42起始0.10 0平衡0.10+2S0.10SS=C(CrO42)= Ksp/C2(Ag)=1.121010（molL1）Ag2CrO4在纯水中的S=6.54105molL1，小得多。同离子效应 （2）Ag2CrO4（S） 2Ag CrO42起始 0 0.10平衡2S0.10+S0.10Ksp =C2(Ag)C(CrO42)=（2S）20.10=0.40S2S=1.7106（molL1）例：将0.010molL1Ba2+溶液50ml与30ml0.020molL的Na2SO4溶液相混合，是否会产生BaSO4沉淀？反应后溶液中

11、Ba2+浓度为多少？解：溶液混合后： C(Ba2)=（0.01050）/80=0.0062（molL1） C(SO42-)=（0.02030）/80=0.0075（molL1） Q=C(Ba2)C(SO42)=0.00620.0075=4.6105Ksp=1.11010Q Ksp有BaSO4沉淀析出 BaSO4（S） Ba2 SO42起始0.00620.0075平衡X0.0075-（0.0062-X）=0.0013+X0.0013 Ksp =C(Ba2)C(SO42)=X 0.0013= 1.11010X=8.5108（molL1）离子沉淀完全的标志离子残留量105molL1使离子沉淀完全的措

12、施1、选择适当的沉淀剂，使沉淀物的溶解度尽可能地小例：如要沉淀SO42，选择下列那种沉淀剂A、BaCl2 B、 CaCl2 C、Pb（NO3）2已知Ksp （BaSO4）=1.11010，Ksp （CaSO4）=2.45105，Ksp （PbSO4）=1.06108溶解度最小的A2、可加入适量过量的沉淀剂利用同离子效应，降低了沉淀的溶解度3、控制溶液的pH值例3-21 某溶液中含在0.01molL1Cd2和0.01molL1Zn2。为使Cd2+形成CdS沉淀与Zn2分离，应控制S2浓度在什么范围？ 解：查表得 Ksp (CdS)=3.61029， Ksp (ZnS)=1.21023 Cd2沉淀

13、完全时所需S2的最低浓度为：)(106.310106.3)()(12452922LmolCdCKSCSP不使ZnS沉淀，溶液中S2的最高浓度为：)(102 .101.0102 .1)()(1212322LmolZnCKSCSP应控制C(S2)在3.610241.21021之间 当C(S2)=1.21021(molL1)时，溶液中残留的C(Cd2)为：C(Cd2)= 3.61029 / 1.21021 =3.0107(molL1)Cd2已沉淀完全2.分步沉淀分步沉淀3.沉淀的溶解（沉淀的转化）沉淀的溶解（沉淀的转化） （1）生成弱电解质）生成弱电解质 Mg(OH)2(S) Mg22OH+HClH

14、2ONH4+NH3 H2OZnS Zn2+ + S2-+HClH2S例 计算使0.10mol的ZnS、CuS溶于1L盐酸中，所需盐酸的最低浓度。（ Ksp （CuS）=1.271036 Ksp （ZnS）=2.931023） 解：查表得 H2S的Ka1=5.10108，Ka2=1.201015 ZnS(S)2H Zn2H2S479. 0KK)ZnS(K)S(C)H(C)S(C)SH(C)Zn(C)H(C)SH(C)Zn(CK2a1asp22222222起始0.10X+0.20平衡0 X0.10 0.10)(14. 0479. 010. 010. 0)()()(122LmolKSHCZnCHC溶

15、解0.10mol的ZnS所需盐酸HCl浓度为：C（HCl）=0.20+0.14=0.34（molL-1）溶解0.10mol的CuS所需盐酸HCl浓度为：6.3105 （molL-1）解：例 计算使0.010mol的MnS、溶于1LHAc中，所需HAc的最低浓度。 Ksp （MnS）=4.561014 MnS(S)2HAc Mn2H2S+2Ac-起始0.010平衡0 X 0.010 0.010 0.02042a1a2sp2222109 . 4KK)HAc(Ka)MnS(K)HAc(C)Ac(C)SH(C)Mn(CK2224X)020. 0()010. 0(109 . 4X=0.009 molL1

16、溶解0.10mol的MnS所需醋酸HAc浓度为：C（HAc）=0.020+0.009=0.029（molL-1）（2）氧化还原反应）氧化还原反应 3CuS(S)8HNO3=3Cu(NO3)23S2NO4H2O （3）生成络合物）生成络合物 AgCl(s)2NH3 = Ag(NH3)2Cl （4）转化成其它沉淀）转化成其它沉淀CaSO4(s) + Na2CO3 = CaCO3(s) + Na2SO4在0.05 mol.L-1CuCl2溶液中滴入H2S至饱和 H2S = 0.1 mol.L-1, 溶液中残留的Cu2+等于_ mol.L-1 A. 3.6 x 10-16 B. 6.3 x 10-18

17、 C. 2.5 x 10-17 D. 6.3 x 10-19 (已知KSP,CuS = 6.3 x 10-36 K总H2S = 1.0 x 10-19 ) Cu2H2S = CuS(S)2Hsp222KK)SH(C)Cu(C)H(CK总182sp22103 . 6)SH(CKK)H(C)Cu(C总B1、 将10ml，0.30moll-1的HCOONa与10ml，0.30moll-1的HF混合。计算反应的平衡常数和溶液中的HCOO-、F-和H+各为多少？（KHCOOH=1.710-4，KHF=6.810-4）解： HCOO- + HF HCOOH + F-起始0.3010/20=0.150.15平衡XX0.15-X0.15-X4107 . 1108 . 6KKHHFHCOOHFHCOOHHFHCOOFHCOOHK44HCOOHHF4X)X15. 0(HFHCOOFHCOOHK22X = 0.05HCOO- = 0.05（mol/L）F- = 0.10 （mol/L）4108 . 605. 010. 0HHFFHKHFH=3.410-4 （mol/L）