第六章沉淀溶解平衡无机化学课件.ppt

1、 第六章第六章 沉淀沉淀溶解平衡溶解平衡 6.1 溶解度和溶度积溶解度和溶度积 6.2 沉淀的生成与溶解沉淀的生成与溶解 6.3 两种沉淀之间的平衡两种沉淀之间的平衡 6.4 沉淀反应应用实例沉淀反应应用实例6.1.1 溶解度溶解度6.1.2 溶度积的概念溶度积的概念6.1.3 溶度积和溶解度的关系溶度积和溶解度的关系 6.1 溶解度和溶度积溶解度和溶度积6.1.1 溶解度S ( molL-1 或 g /100g水） )(aqSO(aq)Ba (s)BaSO2424)(SO)(Ba)BaSO(2424spccKspK(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn)(B)(A)B(Anmmnmns

2、pccK 溶度积常数,简称溶度积6.1.2 溶度积溶解沉淀6.1.3 溶度积和溶解度的关系难溶物在纯水中的溶解度：S ( molL-1 ）平衡1Lmol/icnSmS(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn3sp32sp22spmnsp4 2 ABBA AB)m()n(KSSKKSSSK型或型间的关系与的思考题：求例：sp243153123sp1242sp)(POCaLmol105 . 6 4101 . 1 4 101 . 1)CrO(AgKSKSK5sp108 KS (1) 相同类型 大的 S 也大 减小 S 减小(2) 不同类型要计算spKAgClAgBrAgI结论：分子式溶度积溶解度

3、/ AgBr AgIAgCl5105 . 61Lmol10108 . 113100 . 517103 . 812101 . 110101 . 97101 . 75103 . 1spK6.2.1 溶度积规则溶度积规则6.2.2 同离子效应和盐效应同离子效应和盐效应6.2.3 pH 值对溶解度的影响值对溶解度的影响 沉淀的酸溶解沉淀的酸溶解6.2.4 配合物的生产对溶解度的影响配合物的生产对溶解度的影响 沉淀的配位溶解沉淀的配位溶解 6.2 沉淀的生成与溶解沉淀的生成与溶解 (1) J 过饱和溶液，沉淀析出。(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn)(B)A(nmmnccJ6.2.1 溶度积规

4、则spKspKspKPbI2(s)例：(1) 加酸(2) 加 或 或 促使 BaCO3的生成。(aq)CO(aq)Ba (s)BaCO23232223COOHCO2H利于 BaCO3 的溶解。2Ba23COsp23 )(COK JJc)(Ba2csp23 )(COK JJc 为 6. 010-4 。若在 40.0L该溶液中，加入 0.010 BaCl2溶液 10.0L ，问是否能生成BaSO4 沉淀？如果有沉淀生成，问能生成 BaSO4多少克？最后溶液中 是多少？)(SO24c1Lmol)SO(24c例：25时，晴纶纤维生产的某种溶液中，1Lmol BaSO 101.1106 . 9 100

5、. 2108 . 4 )Ba()SO(Lmol100 . 20 .500 .10010. 0)Ba(Lmol108 . 40 .500 .40100 . 6)SO(4sp10sp7342o24o132o14424o沉淀析出。，所以有KJKccJcc(aq)SO (aq)Ba (s)BaSO24243100 . 24108 . 4)L/(mol1Bc反应前43108 . 4100 . 2x31052. 1103101 . 1)1052. 1 (xx5.6g2330 .50108 . 4 2330 .50)108 . 4()(BaSOLmol103 . 7)SO(103 . 71052. 1105

6、2. 1 4441824833xmcxxx很小，1 lmol0 x)L/(mol1Bc反应后)L/(mol 1Bc衡平 1 同离子效应 在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的作用。6.2.2 同离子效应和盐效应例：求 25时， Ag2CrO4在 0.010 molL-1 K2CrO4溶液中的溶解度。x.x cc0100 2 ) L/(mol 0.010 0 )L/(mol (aq)CrO(aq)2Ag (s)CrOAg 1B1B2442平衡初始1516241612sp2Lmol106.5 Lmol102 . 5 CrOLmol010. 0102 .

7、5 010. 0010. 0 101 . 1)010. 0()2(SSxxxKxx纯水中中很小2 盐效应AgCl在KNO3溶液中的溶解度 (25 ) 盐效应：在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质而使难溶电解质的溶解度增大的作用。 )L(mol /10 溶解度AgCl )L /(mol )KNO(1513c 0.00 0.00100 0.00500 0.0100 1.278 1.325 1.385 1.427(1) 当 时， 增大，S(PbSO4)显著减小，同离子效应占主导；124oL0.04mol)(SOc)(SO24c(2) 当 时， 增大，S(PbSO4)缓慢增大，盐效应占主导。124oL

8、0.04mol)(SOc)(SO24cc(Na2SO4)/ molL-1 0 0.001 0.01 0.02 0.04 0.100 0. 200 S(PbSO4)/ mmolL-1 0.15 0.024 0.016 0.014 0.013 0.016 0.023 6.2.3 pH 值对溶解度的影响沉淀的酸溶解 1 难溶金属氢氧化物 (1) 溶于酸n5spnnospnnspsp2nn100 . 1)OH( )M()OH( )M()OH( OHOHH)(aqnOH(aq)M (s)M(OH)沉淀完全开始沉淀使加酸，KccKccKcKJJ例：在含有0.10molL-1 Fe3+和 0.10molL-

9、1 Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，Ni2+仍留在溶液中，应控制pH值为多少? 3.2 104.0 Fe(OH) 7.15 102.0 Ni(OH)pH pH 解 38315 2sp沉淀完全开始沉淀：K 3.2c(Fe3+)10-5 7.15Ni2+开始沉淀pH可控制 pH = 4(2) 溶于酸也溶于碱O3HAl 3H(s)Al(OH)23343Al(OH) OH(s)Al(OH)(3) 溶于铵盐1312sp22102.0 10.15 Mn(OH) Mg(OH) K23b2sp23242sp23422)(NH )Mg(OH)( O2H2NHMg 2NH(s)Mg(OH) OHNH OHNH2

10、OHMg (s)Mg(OH)KKKKJJ使例6-5 在0.20L的 0.50molL-1 MgCl2溶液中加入等体积的 0.10molL-1的氨 水溶液，问有无Mg(OH)2沉淀生成？为了不使 Mg(OH)2沉淀析出，至少应加入多少克NH4Cl(s)？ (设加入NH4Cl(s)后体积不变)解:(1)xxxcccc 0.050 )Lmol/( 0 0 0.050 )Lmol/( OHNH OHNH L0.050mol)(NH L0.25mol)Mg(1B1B42313o12o平衡初始14453b2Lmol109.5)OH(105 . 9108 . 1)NH(050. 0cxKxx7242o210

11、3 . 225. 0)105 . 9()Mg()OH(ccJ沉淀析出。所以有，2sp112spMg(OH) 108 . 1)Mg(OH)(KJKo166o6B423 0.050 Lmol 105 . 4 105 . 4 105 . 4050. 0 / OH NH OH NH ccc平衡g3 . 45 .5340. 020. 0)ClNH(Lmol20. 0)NH(108 . 1050. 0105 . 4414o5o6mcc Lmol104.5 25. 0101 . 5)Mg()(Mg(OH) )OH( Mg(OH) )2(161222spsp2cKcKJ沉淀析出，为了不使PbS Bi2S3 C

12、uS CdS Sb2S3 SnS2 As2S3 HgS2 金属硫化物在酸中的溶度积常数或：强碱spa2a22a1spspa22222spa2222222222 )SH(S)H()MS( )S()S()H()SH()M( S(aq)H(aq)M (aq)2HMS(s) )HS()OH()M( (aq)HS(aq)OH (aq)M O(l)2HMS(s) (aq)OH (aq)HS O(l)H(aq)S S (aq)S(aq)M MS(s) KKKKKcccccKcccK spaK 例例6-6 25下,于0.010molL-1FeSO4溶液中通入H2S(g), 使其成为饱和溶液 (c(H2S)=

13、0.1molL-1) 。用HCl调节pH值，使c(HCl)= 0.30molL-1 。试判断能否有FeS生成。沉淀生成无FeS 600 011. 0)30. 0(10. 001. 0)(HS)(H)Fe (S(aq)H(aq)Fe (aq)H2FeS(s)spaspa222222KJKcccJ解:越大,硫化物越易溶溶解方法 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 溶稀HClHAcMnSCdSPbSCuSHgS浓HCl王 水3HNOZnS2HSHCdCl ) 浓 4HCl(CdS(s)224Cl)Ag(NH 2NHAgCl(s)233Br)OAg(S

14、 O2SAgBr(s)32322322AgI IAgI(s)fspaa,2a,1fspKKKKKKKfspKKK 6.2.4 配合物的生成对溶解度的影响 沉淀的配位溶解 )Lmol /( 平衡浓度1Cl)Ag(NH 2NHAgCl(s)233x10. 0123o32371023fspL2.4mol0.202.2O)HNH(2 . 2 102.0210. 010. 0102.02 1012. 1108 . 1 )Ag(NH()AgCl(cxKxKKK10. 0例6-7 室温下，在1.0L氨水中溶解0.10mol固体的AgCl(s)，问氨水的浓度最小应为多少?氧化还原溶解sp22224224235

15、3sp S S(s) SHg HgCl HgO4H3S(s)2NO(g)HgCl3H )(2HNO)12HCl(3HgS(s)104 . 6HgS)(KJK使使浓浓，sp22223336sp)S( S(s) SO4H2NO(g)3S(s)3Cu(NO 8HNO3CuS(s)102 . 1)CuS(KJJcK 氧化配位溶解HNO3浓HCl浓HNO3沉淀溶解的方法:(1)酸（碱或 盐）溶解(2)配位溶解(3)氧化还原溶解(4)氧化 配位（王水）溶解4NH6.3.1 6.3.1 分步沉淀分步沉淀6.3.2 6.3.2 沉淀的转化沉淀的转化 6.3 6.3 两种沉淀之间的平衡两种沉淀之间的平衡6.3.

16、1 分步沉淀ClLmol100 . 1ILmol100 . 11313313AgNO Lmol100 . 1 逐滴加入后析出先析出 AgCl(s) AgI(s)1L溶液实验：1. 分步沉淀和共沉淀 I1)Ag(cCl2)Ag(c)(I(AgI)spcK)(Cl(AgCl)spcK317101103 . 8310101108 . 17108.1114Lmol103 . 81LmolI1)Ag(cCl2)Ag(c开始沉淀时AgCl)I (c)(Ag(AgI)2spcK717108 . 1103 . 8-15-110Lmol10Lmol106 . 4分步沉淀的次序(1) 与 、沉淀类型有关 沉淀类型

17、相同,被沉淀离子浓度相同, 小者先沉淀, 大者后沉淀; 沉淀类型不同,要通过计算确定,先达到溶度积者先沉淀。spKspKspK (2) 与被沉淀离子浓度有关先析出时当也可能先析出时当AgCl,)I (102 . 2)Cl()(I102 . 2 )I (103 . 8108 . 1)I ()(AgI)(AgCl)Cl()I ()(AgI)Cl()(AgCl)(Ag)Ag(AgCl,)I ()Cl(661710spspspspI2Cl1cccccKKccKcKcccc 例68 银量法测定溶液中 含量时，以 为指示剂。某被测溶液中 浓度为 0.010mol.L-1， 浓度为0.0050mol.L-1

18、。 当用0.01000 mol.L-1 标准溶液进行 滴定时,哪一种沉淀先析出。当第二种沉淀 析出时,第一种离子是否已被沉淀完全？ （设到达滴定终点时,溶液体积增大一倍。） Cl24CrO3AgNOCl24CrO),AgCl(s(aq)Cl(aq)Ag)(s,CrOAg(aq)CrO(aq)2AgAgNO42243白色砖红色：后，可能发生下述反应溶液中加入 解:析出 所需的最低 浓度)Cl(AgCl)spcKCl1)(Agc0050. 0108 . 11018Lmol106 . 324CrO2)(Agc)(CrO)CrO(Ag2442spcK0025. 0101 . 11215Lmol101

19、. 2Cl1)(Agc24CrO2)(AgcAgCl(s)Ag先析出AgCl,CrOAg42开始析出时当)Cl(c)(Ag(AgCl)2spcK510101 . 2108 . 116Lmol106 . 8510 u例: 已知某溶液中含有 和 ,当在此溶液中通入 使之饱和时, 为 . (1)试判断哪一种沉淀首先析出？(2)为了使Cd2+沉淀完全问溶液中H+浓度应为多少？此时，ZnS是否能析出？ （3）在 Zn2+ 和 Cd2+ 的分离中，通常加HCl调节溶液的H+浓度，如果加入HCl后 c(H+)为 0.30mol.L-1，不断通入H2S，最后溶液中的H+，Zn2+和Cd2+浓度各为多少？1Lm

20、ol10. 021ZnLmol10. 021CdLmol10. 0SH2S)(H2c u解: (1) ZnS和CdS类型相同，)Cd()Zn(22 cc27sp22sp100 . 8)(CdS105 . 2)(ZnSKK先析出CdS 2HMS(s) SHM)2(22spa,2a,1222)S(H)M()(HKKKKccc）沉淀完全时（当2Cdc)H(1c271575100 . 81010. 71032. 110. 0100 . 11Lmol34. 0)H(2c22157105 . 21010. 71032. 110. 010. 0)H(2 c1Lmol19. 0不能析出ZnS)H(1c2HCd

21、S(s) SHCd)3(221iLmolc反应前1iLmolc反应后1iLmolc平衡10. 010. 010. 010. 00 x30. 050. 0 x250. 0spa2a1KKKK27157100 . 81010. 71032. 110. 0)250. 0(2xx5102 . 1很小x50. 0250. 0 x5101 . 2x152Lmol102.1)Cd(c1L0.50mol)(Hc12L0.10mol)Zn(c5102 . 16.3.2 沉淀的转化243234SO(s)aCOC CO(s)CaSO)(Ca)(CO)(Ca)(SO223224ccccK)(CaCO)(CaSO3sp

22、4spKK96108 . 2101 . 93103 . 3 u例:在1L 溶液中使 的 全部转化为 ,求 的最初浓度为多少? u解:32CONa1Lmol010. 04CaSO3CaCO243234SO(s)CaCO CO(s)CaSO3103 . 3010. 0 Kx6100 . 3x)NaCO(30c1Lmol010.032CONax1Lmol/平衡浓度010. 0010. 0103 . 36结论u(1)类型相同, 大（易溶)者向 小（难溶)者转化容易,二者 相差越大转化越完全,反之 小者向 大者转化困难;u(2)类型不同,通过计算反应的 得结论。KspKspKspKspKspK u例:如

23、果在1.0L 溶液中使 的 完全转化为 ，问 溶液的最初浓度为多少?u解:243234SO(s)BaCO CO(s)BaSO1L/mol平衡浓度x010. 01Lmol45. 0 x45. 0010. 01Lmol46. 0Kx010. 0)(BaCO)(BaSO3sp4spKK022. 032CONa1Lmol010. 04BaSO3BaCO32CONa)CONa(320c910101 . 5101 . 1 2442CrO2AgCl 2ClCrOAgK)(Ag)(Cl)(Ag)(CrO22224cccc2sp42sp(AgCl)CrO(AgKK21012)108 . 1 (101 . 171

24、03 . 32Cl2HS(s)Ag SHAgCl222S)(Ag(AgCl)2spa2a12spKKKK50157210103 . 61010. 71032. 1)108 . 1 (8108 . 4K2 金属硫化物)S()H()S()SH()M( )SH(S)H()MS(S(aq)H(aq)M (aq)2HMS(s)得(3)(2)(1)1/ (3) S(aq)H (aq)H(aq)HS1/ (2) (aq)HS (aq)H(aq)S (1) (aq)S(aq)M MS(s)222222a22a1sp22a12a22sp22cccccKKKKKKKK或spa2a122)SH()M()H(KKKc

25、cc122Lmol00.1S)H( SH c溶液饱和沉淀完全开始沉淀spa2a152spa2a12o210. 0100 . 1)H( M)M(10. 0)H( MKKKcKKKcc)H(c5210)M(c沉淀生成沉淀溶解沉淀完全开始沉淀pH沉淀生成沉淀溶解沉淀完全开始沉淀6.728.722.924.922.274.270.190.722.72340.340.471081.08硫化物溶度积) 黄色CdS()PbS(黑 色)CuS(黑 色10105 . 218103 . 619102 . 322105 . 227100 . 828100 . 836103 . 63102 . 16102 . 1 3

26、104 . 55102 . 19109 . 13109 . 14102 . 1 5104 . 5)H( cpH12Lmol10. 0)M(c152Lmol101.0)M(c)H( cpH开始沉淀沉淀完全 某些金属硫化物沉淀时的c(H+)和 pH值ZnS(白色)NiS(黑色)FeS(黑色)MnS(肉色)7109 . 1结论：结论： (1) 被沉淀离子浓度相同时，同类型硫化 物的 愈大，开始沉淀和沉淀完全时的最大 c(H+ )愈小，最低 pH愈高；spK (2)控制溶液的H值，可使 相差较大的金属离子分离；4522spsp12152spsp22100 . 1100 . 110. 0MM(MS)S)

27、(M L1.0mol)(M Lmol101.0)(M S)(M(MS)MM ，使，和如分离KKccKKspK0.34 108.0 CdS 0.19 1052. ZnS 2722spK)(Hc1L0.30mol)H( c控制)H( c开始沉淀例: 在Cd2+和Zn2+的混合溶液中，co(Cd2+)=co(Zn2+)=0.10molL-1 ， 通入饱和 H2S 溶液，使二者分离，应控制pH值为多少?)H( c沉淀完全Zn2+开始沉淀Cd2+沉淀完全0.190.34 (3) MS沉淀的溶解是MS沉淀生成的逆过程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108340.190.10molMS稀HClHAcMnSZnSCdSPbSCuSHgS浓HCl王 水3HNO