第六章 沉淀溶解平衡-精品文档资料整理.PPT
第六章第六章 沉淀沉淀溶解平衡溶解平衡 6.3 两种沉淀之间的平衡两种沉淀之间的平衡 6.2 沉淀的生成与溶沉淀的生成与溶解解 6.1 溶解度和溶度积溶解度和溶度积 6.1 溶解度和溶度积溶解度和溶度积6.1.3 溶度积和溶解度间的关系溶度积和溶解度间的关系6.1.2 溶度积溶度积6.1.1 溶解度溶解度 在一定温度下，达到溶解平衡时，一在一定温度下，达到溶解平衡时，一定量的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解定量的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度通常以符号度通常以符号 S 表示。表示。 对水溶液来说，通常以饱和溶液中每对水溶液来说，通常以饱和溶液中每 100 100g 水所含溶质质量来表示，即以：水所含溶质质量来表示，即以：g /100g /100g水表示。水表示。6.1.1 溶解度溶解度g /100g； g /L; mol /L.6.1.1 溶解度溶解度可溶可溶110g/100克水克水 微溶微溶10.01g/100克水克水难溶难溶10g/100克克3、几乎所有硝酸盐都是可溶的；、几乎所有硝酸盐都是可溶的；Ba(NO3)2,是微溶的是微溶的4、大多数醋酸盐是可溶的；、大多数醋酸盐是可溶的；Be(Ac)2：是难溶的，：是难溶的，7、大多数硫化物是难溶的，、大多数硫化物是难溶的，IA，A族金属族金属 硫化物和硫化物和(NH4)2S是可溶的。是可溶的。大多数氯化物是可溶的；大多数氯化物是可溶的；PbCl2是微溶的；是微溶的；AgCl，Hg2Cl2是难溶的。是难溶的。5、大多数溴化物、碘化物是可溶的；、大多数溴化物、碘化物是可溶的；PbBr2HgBr2是微溶的；是微溶的；AgBr，Hg2Br2， AgI，Hg2I2，PbI2：和：和HgI2是难溶的。是难溶的。6、大多数硫酸盐是可溶的；、大多数硫酸盐是可溶的；CaSO4，Ag2SO4，HgSO4是微溶的；是微溶的；BaSO4、SrSO4，PbSO4是难溶的。是难溶的。8、 多数碳酸盐、磷酸盐和亚硫酸盐是难溶的；多数碳酸盐、磷酸盐和亚硫酸盐是难溶的；IA族金属族金属(Li除外除外)和铵离子的这些盐是可溶的。和铵离子的这些盐是可溶的。9、 多数氟化物是难溶的；多数氟化物是难溶的；IA族族(Li除外除外)金属金属氟化物、氟化物、NH4F，AgF和和BeF2是可溶的；是可溶的；SrF2，BaF2，PbP2是微溶的。是微溶的。10、几乎所有的氯酸盐、高氯酸盐都是可溶的、几乎所有的氯酸盐、高氯酸盐都是可溶的KClO4是微溶的。是微溶的。11、几乎所有的钠盐、钾盐均是可溶的；、几乎所有的钠盐、钾盐均是可溶的； NaSb(OH)6NaAcZn(Ac)23UO2(Ac)29H2O和和K2NaCo(NO2)6是难溶的。是难溶的。六硝基合钴六硝基合钴(III)酸钠钾酸钠钾醋酸双氧铀酰锌钠醋酸双氧铀酰锌钠 在一定温度下，将难溶电解质晶体放在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。6.1.2 溶度积溶度积 在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立了一种动态的多相离子平衡，可时，便建立了一种动态的多相离子平衡，可表示如下：表示如下：一般沉淀反应：一般沉淀反应： 溶度积常数，简称溶度积。溶度积常数，简称溶度积。 意义意义Ksp(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn- -+ + +mnnmmn)(B)(A)B(A- -+ += =ccKsp)(SO)(Ba)BaSO(2424- -+ += =cc可简写为：可简写为：Ksp )/(SO)/(Ba)BaSO( 2424- -+ += =ccccKsp溶解溶解)(aqSO(aq)Ba (s)BaSO2424-+沉淀沉淀6.1.3溶度积和溶解度间的关系溶度积和溶解度间的关系1L 平衡浓度/mol- - nSmS溶度积和溶解度的相互换算溶度积和溶解度的相互换算nm- -+ + +(aq)mB(aq)nA (s)BAmnmn)m()n(SS= =Ksp ABS = =型型Kspspn mnmKSnm+ += = 例例 ：25oC，AgCl的溶解度为的溶解度为1.9210-3 gL-1，求同温度下求同温度下AgCl的溶度积。的溶度积。)L/(mol1- - SS平衡浓度平衡浓度3 .143Mr(AgCl) = =解：解：已知已知1313Lmol1034. 1Lmol3 .1431092. 1 - - - - - = = = =S)aq(Cl(aq)Ag AgCl(s) - -+ + +1021080. 1)Cl()Ag()AgCl(- - -+ += = = =SccKsp 2 )L/(mol1xx- - 平衡浓度平衡浓度42331.7)CrOMr(Ag= =1215Lg102 . 2Lg 331.7105 . 6- - - - - = = = =S5312105 . 6 ,4101 . 1- - -= = =xx例：例：25oC，已知已知 ( (Ag2CrO4)=)=1.110-12，求求同温下同温下S( (Ag2CrO4) )/gL-1。Ksp)aq(CrO(aq)2Ag (s)CrOAg4422-2-+ + +24242)CrO()Ag()CrOAg(- -+ += =ccKsp解：解：间的关系间的关系与与的的思考题：求思考题：求243)(POCaSKsp间间的的关关系系与与的的求求思思考考题题： sp243KS)(POCa23)2()3(SS=spK 3 )L/(mol2SS 平衡浓度平衡浓度1- -)aq(2PO(aq)3Ca )2(POCa4433-3-2+2+ +解：解：3434)PO()Ca()POCa3(- -2+2+= =ccKsp25108 S = =Ksp)CrOAg()AgCl(42SS KspKsp 6.2 沉淀的生成与溶解沉淀的生成与溶解6.2.4 配合物的生成对溶解度的影响配合物的生成对溶解度的影响 沉淀的配位溶解沉淀的配位溶解6.2.3 pH 对沉淀溶解平衡的影响对沉淀溶解平衡的影响6.2.2 同离子效应与盐效应同离子效应与盐效应6.2.1 溶度积规则溶度积规则mnnm)(B)A(-+=ccJ沉淀沉淀溶解平衡的反应商判据溶解平衡的反应商判据, ,即即溶度积规则溶度积规则：6.2.1 溶度积规则溶度积规则(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn- -+ + + J 平衡向左移动平衡向左移动，沉淀析出，沉淀析出；Ksp J = 处于平衡状态，饱和溶液处于平衡状态，饱和溶液；Ksp J 平衡向右移动平衡向右移动，无沉淀析出；，无沉淀析出； 若原来有沉淀存在，则沉淀溶解。若原来有沉淀存在，则沉淀溶解。KspPbCrO4(s)例：例：2223COOHCO2H+ + +- -+ +BaCO3的生成。的生成。 加加 BaCl2 或或 Na2CO3 加酸加酸(aq)CO(aq)Ba (s)BaCO2323- -+ + +利于利于 BaCO3 的溶解的溶解。23 )(CO JJc - - + +)(Bac2Ksp 为为 6. 010-4 molL-1 。若在。若在 40.0L该该溶液中，加入溶液中，加入 0.010molL-1 BaCl2溶液溶液10.0L ，问是否能生成问是否能生成BaSO4 沉淀？如果有沉淀？如果有沉淀生成，问能生成沉淀生成，问能生成 BaSO4多少克？最后溶多少克？最后溶液中液中 是多少？是多少？)(SOc24- -)SO( c24- -例题例题：25时，晴纶纤维生产的某种溶液中，时，晴纶纤维生产的某种溶液中，14424oLmol108 . 40 .500 .40100 . 6)SO(c- - - - - = = = =7106 . 9 - - = =34100 . 2108 . 4- - - = =)Ba(c)SO(cJ2o24o+ +- -= =132oLmol100 . 20 .500 .10010. 0)Ba(c- - -+ + = = = =10sp101.1K- - = = BaSO KJ4sp沉淀析出。沉淀析出。，所以有，所以有 3100 . 2- - 4108 . 4- - )L/(mol1- - 反反应应前前浓浓度度103101 . 1x)x1052. 1(- - - = = + + 331052. 1x1052. 1 x- - - + + 很很小小，4 3 108 . 4100 . 2- - - - - 0)L/(mol1- - 反反应应后后浓浓度度x1052. 13+ + - -x)L/(mol1- - 平平衡衡浓浓度度(aq)SO (aq)Ba (s)BaSO2424- -+ + +5.6g2330 .50108 . 4 4= = - -2330 .50)x108 . 4()(BaSOm44 - - = =- -1824Lmol103 . 7)SO( c- - - - = =8103 . 7x- - = =钡离子过量钡离子过量,硫酸根不硫酸根不足量全反应。设硫酸钡足量全反应。设硫酸钡溶解为溶解为X达到平衡。达到平衡。6.2.2 同离子效应与盐效应同离子效应与盐效应1.1.同离子效应同离子效应在难溶电解质溶液中加入与其含有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。解质的溶解度降低的作用。为为什什么？么？平平衡衡向向左左移移例题例题：求求 25时时， Ag2CrO4在在 0.010 molL-1 K2CrO4溶液中的溶解度溶液中的溶解度。x010. 0 x 2 )L/(mol 1+ + - -浓浓度度平平衡衡0.010 0 )L/(mol 1- - 浓浓度度初初始始解解：(aq)CrO(aq)2Ag (s)CrOAg2442- -+ + +15Lmol106.5S - - - = =纯纯水水中中16421Lmol102 . 5S CrOKLmol010. 0- - - - = = 中中6102 . 5x- - = =010. 0 x010. 0 x + +很小很小12sp2101 . 1K)x010. 0()x2(- - = = =+ + 盐效应：盐效应： 在难溶电解在难溶电解质溶液中，质溶液中，加入易溶强加入易溶强电解质而使电解质而使难溶电解质难溶电解质的溶解度增的溶解度增大的作用。大的作用。2.2.盐效应盐效应为什么？为什么？平衡向右移平衡向右移 当当 时时， 增大，增大，S(PbSO4)显著减小，同离子效应显著减小，同离子效应占主导；占主导；124oL0.04mol)(SO-c)(SO24-c一般情况下：同离子效应一般情况下：同离子效应盐效应盐效应 6.2.3 pH 对沉淀溶解平衡的影响对沉淀溶解平衡的影响1.1.难溶金属氢氧化物难溶金属氢氧化物 溶于酸溶于酸)(aqnOH(aq)M (s)M(OH)nn-+nnsp)M( cK)OH( c+ +- -= =nnosp)M(cK)OH( c + +- - 开始沉淀开始沉淀n5sp100 . 1K)OH( c - - - 沉淀完全沉淀完全sp2KJ J OHOHH + +- -+ +使使加酸，加酸，离子完全沉离子完全沉淀的标准淀的标准2.826.85pH可将可将pH值值控制控制在在 2.82 6.85 之间之间Fe3+沉淀完全沉淀完全Ni2+开始沉淀开始沉淀例题：例题：在含有在含有0.10molL-1 Fe3+和和 0.10molL-1 Ni2+的溶液中，欲除掉的溶液中，欲除掉Fe3+，使使Ni2+仍留在仍留在溶液中，应控制溶液中，应控制pH值为多少值为多少? ?2.82 102.8 Fe(OH)393-6.85 105.0 Ni(OH)16 2- pH pH Ksp 沉沉淀淀完完全全开开始始沉沉淀淀解：解：c(Fe3+)10-585. 6)1 . 0100 . 5lg(1416= = - - -= =- -pH溶于酸也溶于碱溶于酸也溶于碱(aq)Al(OH) (aq)OH(s)Al(OH)43- - -+ +O(l)3H(aq)Al (aq)3H(s)Al(OH)233+ + + + +沉淀生成区沉淀生成区沉淀溶解区沉淀溶解区沉淀溶解区沉淀溶解区Zn、Al的单质、氧化物、氢氧化物都是两性的，的单质、氧化物、氢氧化物都是两性的，Be(OH)2也是两性的。也是两性的。溶于铵盐溶于铵盐22Mn(OH) Mg(OH) 例如：例如：上。上。加入铵盐溶解，道理加入铵盐溶解，道理同同(s)Mn(OH)21312102.1 10.15 - - -Ksp)aq(2OH)aq(Mg (s)Mg(OH)22+ +- -+ +- -+ +)aq(OHNH )aq(OH)aq(NH234 + +使使 JJ Kspo c0.05066o6 105 . 4 105 . 4 105 . 4050. 0 )L(mol/1c+ +- - - - - - 平衡浓度平衡浓度g3 . 4g)5 .5340. 020. 0()ClNH(m4= = = =25. 0101 . 5)Mg()(Mg(OH)OH(1222- -+ +- -= =ccKspMg(OH) )2(2J沉淀析出沉淀析出，为了不使为了不使Ksp423(aq)OH (aq)NH O(l)H (aq)NH+ + +- -+ +14o5o6Lmol20. 0)NH(c 108 . 1050. 0c105 . 4- -+ +- - - = = = = 53.5Cl)(NHM4r= =4.510-6-6总体积总体积016. 0)108 . 1 (101 . 52512= = =- - -0.050 0.25 )Lmol/(1- - y平衡浓度平衡浓度此题也可以用双平衡求解：此题也可以用双平衡求解：g3 . 4g )5 .5340. 020. 0()ClNH(mLmol20. 0)NH( c 20. 0y 016. 0y)050. 0(25. 041422= = = = = = = = - -+ +) l (O2H)aq(2NH)aq(Mg )aq(2NH(s)Mg(OH)23242+ + + + + +)(NH)Mg(OH)( )NH()NH()Mg(23224232= = = =+ + +cccc(OH)2c(OH)2KKspK b)aq(2OH)aq(Mg (s)Mg(OH)22+ +- -+ +- -+ +)aq(OHNH )aq(OH)aq(NH234 + +PbS Bi2S3 CuS CdS Sb2S3 SnS2 As2S3 HgS2.2.金属硫化物金属硫化物难溶金属硫化物在酸中的沉淀难溶金属硫化物在酸中的沉淀- -溶解平衡：溶解平衡：难溶金属硫化物的多相离子平衡：难溶金属硫化物的多相离子平衡：+ +- -+ +22(aq)S(aq)M MS(s)：强碱强碱+ + +- - - - -222(aq)OH (aq)HS O(l)H(aq)S S- - -+ + + + +22(aq)HS(aq)OH (aq)M O(l)HMS(s)= =- - -+ +2)HS()OH()M(cccK+ + + + +22S(aq)H(aq)M (aq)2HMS(s)= =- - -+ +22222+spa)S()S()H()SH()M( cccccK或或= =2a22a1spspa)SH(S)H()MS( KKKK在酸中的溶度积常数在酸中的溶度积常数spaK 例题：例题：25下下, ,于于0.010molL-1FeSO4溶液中溶液中通入通入H2S(g), 使其成为饱和溶液使其成为饱和溶液 (c(H2S)= 0.10molL-1) 。用用HCl调节调节pH值值，使使c(HCl)= 0.30molL-1 。试判断能否有试判断能否有FeS生成。生成。011. 0)30. 0(10. 001. 0)(HS)(H)Fe (2222cccJ= = = =+ + +S(aq)H(aq)Fe (aq)H2FeS(s)22+ + + + +解：解：600 spaK= =沉淀生成。沉淀生成。无无FeS spaKJ spaK越大越大, ,硫化物越易溶。硫化物越易溶。稀稀HClHAcMnSCdSPbSCuS Ag2SHgS浓浓HCl王王 水水3HNOZnS FeS 6.2.4 配合物的生成对溶解度的影响配合物的生成对溶解度的影响 沉淀的配位溶解沉淀的配位溶解c(Cd2+) c(S2)c(Cd2+) c(S2)aq(SH)aq(CdCl (aq)Cl4)aq(2HCdS(s)224+-+42224)Cl()H()SH() CdCl(ccccK =-+-fspa2a22a124fsp)SH()SH() CdCl() CdS(KKKKKK=-fspKKK =(aq)Cl(aq)Ag(NH (aq)2NHAgCl(s)233-+(aq)AgI (aq)IAgI(s)2-+)Lmol /(1- - 平平衡衡浓浓度度x10. 03103.00- -= =7101067. 1108. 1- -= =1123oL2.0molL0.20)mol1.8(O)HNH(- - - = = + += = c8 . 1= =x10. 0例题：例题：室温下，在室温下，在1.01.0L L氨水中溶解氨水中溶解0.100.10molmol固体的固体的AgCl(s)，问氨水的浓度最小应为多少问氨水的浓度最小应为多少? ?(aq)Cl(aq)Ag(NH (aq)2NHAgCl(s)233- -+ + + +解：解：32103.0010. 010. 0- -= = =Kx23fsp)Ag(NH()AgCl(+ += =KKK必须加上反必须加上反应去的浓度应去的浓度设体积为设体积为1 1升，氨升，氨水平衡时浓度为水平衡时浓度为x x氧化氧化配位溶解：配位溶解：223) l (O4H2NO(g)3S(s)aq()3Cu(NO+ + + +242O(l)4H3S(s)2NO(g)(aq)HgCl3H+ + + +氧化还原溶解：氧化还原溶解：36sp102 . 1)CuS(K= =- -3)aq(8HNO3CuS(s)+ +，sp22)S( S(s) SKJJc - - -HNO353sp104 . 6HgS)(K= =- -3(aq)2HNO12HCl(aq)3HgS(s)+ + +sp222242 )S( S(s) S)Hg( HgCl HgKJcc - - -+ +- -+ +使使使使 浓浓HCl 浓浓HNO3沉淀溶解的方法：沉淀溶解的方法：+4NH酸（碱或酸（碱或 盐）溶解盐）溶解氧化还原溶解氧化还原溶解配位溶解配位溶解氧化氧化 配位（王水）溶解配位（王水）溶解 6.3 两种沉淀之间的平衡两种沉淀之间的平衡6.3.2 沉淀的转化沉淀的转化6.3.1 分步沉淀分步沉淀-ClLmol100 . 1ILmol100 . 11313313 AgNOLmol100 . 1 - - - 逐逐滴滴加加入入后后析析出出先先析析出出 AgCl(s) AgI(s)6.3.1 分步沉淀分步沉淀实验实验：1L溶液溶液应用一种沉淀剂，使溶液中的几种离子先后沉应用一种沉淀剂，使溶液中的几种离子先后沉淀出来的方法，称为分级沉淀或分步沉淀。淀出来的方法，称为分级沉淀或分步沉淀。1.分步沉淀和共沉淀分步沉淀和共沉淀- -+ +I1)Ag(c- -+ +Cl2)Ag(c114Lmol103 . 8- - - = =- -+ +I1)Ag(c7108.1-=1Lmol-+Cl2)Ag(c开开始始沉沉淀淀时时：AgCl-15-110Lmol100 . 1Lmol106 . 4 cc)(I102 . 2 6- -= =c)(Ag)Ag(I2Cl1+ + + cc)I ()(AgI)Cl()(AgClspsp- - - ccKKc 与被沉淀离子浓度有关与被沉淀离子浓度有关-24CrO 例题：例题：某溶液中含某溶液中含Cl和和 ，它们它们的浓度分别是的浓度分别是 0.10mol.L-1和和0.0010mol.L-1，通过计算证明，逐滴加入通过计算证明，逐滴加入AgNO3试剂试剂，哪哪一种沉淀先析出。当第二种沉淀析出时，一种沉淀先析出。当第二种沉淀析出时，第一种离子是否被沉淀完全第一种离子是否被沉淀完全( (忽略由于加入忽略由于加入AgNO3所引起的体积变化所引起的体积变化)。- -+ +Cl1)(Agc- -+ +24CrO2)(Agc 先先析析出出AgCl19Lmol108 . 1- - - = =- -+ +Cl1)(Agc15Lmol103 . 3- - - = =- -+ +24CrO2)(Agc解：解：析出析出AgCl(s)所需的最低所需的最低Ag+浓度浓度- -+ +Cl1)(Agc10. 0108 . 110- - = =)Cl(AgCl)sp- -= =cK- -+ +24CrO2)(Agc 0010. 0101 . 112- - = =)(CrO)CrO(Ag2442sp- -= =cK析出析出Ag2CrO4(s)所需的最低所需的最低Ag+浓度浓度,CrOAg42开始析出时开始析出时当当16Lmol105 . 5- - - = =5100 . 1-1Lmol-)Cl( c- -)Cl(c- -510103 . 3108 . 1- - - = =)(Ag(AgCl)2sp+ += =cK6.3.2 沉淀的转化沉淀的转化95109 . 4101 . 7-=4104 . 1=(aq)SO(s)aCOC (aq)CO(s)CaSO243234-+)(Ca)(CO)(Ca)(SO223224+-+-=ccccK)(CaCO)(CaSO3sp4spKK=当硫酸根的浓度大于当硫酸根的浓度大于碳酸根碳酸根1.4104倍时倍时就可实现沉淀的转换就可实现沉淀的转换 7101 . 7x- - = =x)Lmol/(1- - 平平衡衡浓浓度度010. 0)CONa(c3201Lmol010.0- - 17Lmol)010. 0101 . 7(- - - + + = =例题：例题：在在1LNa2CO3溶液中使溶液中使0.010mol的的CaSO4全部转化为全部转化为CaCO3,求求Na2CO3的最的最初浓度为多少初浓度为多少? ? 解：解：(aq)SO(s)CaCO (aq)CO(s)CaSO243234- - -+ + +4104 . 1010. 0= = = Kx结论：结论：沉淀类型不同，计算反应的沉淀类型不同，计算反应的 。K沉淀类型相同沉淀类型相同, , 大（易溶大（易溶) )者向者向 小（难溶小（难溶) )者转化容易，二者者转化容易，二者 相差越相差越大，转化越完全，反之大，转化越完全，反之 小者向小者向 大者大者转化困难；转化困难；KspKspKspKspKsp 1L/mol- - 平衡浓度平衡浓度x010. 01Lmol24. 0 x- - = =1Lmol25. 0- - = =)CONa(c320)24. 0010. 0(+ += =1Lmol- - 例题：例题：如果在如果在1.0LNa2CO3 溶液中使溶液中使0.010mol的的BaSO4完全转化为完全转化为BaCO3，问问Na2CO3的溶液最初浓度为多少的溶液最初浓度为多少? ?解：解：(aq)SO(s)BaCO (aq)CO(s)BaSO243234- - -+ + +042. 0= =910106 . 2101 . 1- - - = =Kx= =010. 0)(BaCO)(BaSO3sp4spKK= =第六章作业：第六章作业：P176177页页 2、6、10、11.
