暨南大学有机无机化学第十章-沉淀溶解平衡课件.ppt

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1、第十章第十章 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡一、溶度积和溶度积规则一、溶度积和溶度积规则1 1、溶度积常数、溶度积常数难溶物质难溶物质(比如比如AgCl)AgCl)溶于水时，部分发生溶解并溶于水时，部分发生溶解并解离。解离。AgCl AgCl(s)(s)Ag Ag+(aq)(aq)+Cl+Cl-(aq)(aq)当结晶（沉淀）和溶解的速率相等时，反应达到当结晶（沉淀）和溶解的速率相等时，反应达到平衡。平衡。平衡常数的表达式：平衡常数的表达式：K KspspAgAg+ClCl-K Kspsp称为称为溶度积常数溶度积常数，简称溶度积，它反映了电解，简称溶度积，它反映了电解质在水溶液中的溶解能力。质在水溶液

2、中的溶解能力。A Aa aB Bb b型的难溶电解质的溶度积常数表达式：型的难溶电解质的溶度积常数表达式：AaBb(s)aA n+bB m-KspAn+a Bm-b 一些难一些难溶溶电解质的电解质的K Kspsp列于附录中。列于附录中。A Aa aB Bb b型的难溶电解质的溶度积常数表达式：型的难溶电解质的溶度积常数表达式：AaBb(s)aA n+bB m-KspAn+a Bm-b 一些难一些难溶溶电解质的电解质的K Kspsp列于附录中。列于附录中。A Aa aB Bb b型的难溶电解质的溶度积常数表达式：型的难溶电解质的溶度积常数表达式：AaBb(s)aA n+bB m-KspAn+a

3、Bm-b 一些难一些难溶溶电解质的电解质的K Kspsp列于附录中。列于附录中。2、溶度积和溶解度之间的换算溶度积和溶解度之间的换算溶度积和溶解度都可表示难溶电解质在水中的溶溶度积和溶解度都可表示难溶电解质在水中的溶解能力的大小，它们之间有内在联系，在一定条解能力的大小，它们之间有内在联系，在一定条件下可直接进行换算。件下可直接进行换算。溶解度溶解度：一定温度下饱和溶液的浓度，以：一定温度下饱和溶液的浓度，以s s表示。表示。对于溶质对于溶质M Ma aX Xb b，溶解度为溶解度为s s（mol/Lmol/L），），则则:M Mm+m+=a=as s X Xn-n-=b=bs s 则则:K

4、Kspsp=(a=(as s)a a(b(bs s)b b=a=aa ab bb bs s(a+b)(a+b)例例：AgCl在在298.15K时时的的溶溶解解度度为为1.3310-5mol/L，求求其其溶度积。溶度积。例例：Ag2CrO4在在298.15K时时的的溶溶解解度度为为6.5410-5mol/L，求其溶度积。求其溶度积。例例:Mg(OH)2在在298.15K时时的的溶溶度度积积为为5.6110-12mol/L，求其溶解度。求其溶解度。K Kspsp=(as)=(as)a a(bs)(bs)b b=a=aa ab bb bs s(a+b)(a+b)电电 解解 质质类型类型难难 溶溶 电

5、电解质解质溶解度溶解度mol/L溶度积溶度积ABAgCl1.331051.7710-10A2BAg2CrO46.541051.1210-12AB2Mg(OH)21.121045.6110-12电电 解解 质质类型类型难难 溶溶 电电解质解质溶解度溶解度mol/L溶度积溶度积ABAgCl1.331051.7710-10A2BAg2CrO46.541051.1210-12AB2Mg(OH)21.121045.6110-12说明：说明：对于同类型的难溶电解质，溶解度越大，对于同类型的难溶电解质，溶解度越大，溶度积也越大。溶度积也越大。对于不同类型的难溶电解质，不能直接根对于不同类型的难溶电解质，不能

6、直接根据溶度积来比较溶解度的大小。据溶度积来比较溶解度的大小。不同类型难溶电解质是指化学不同类型难溶电解质是指化学式中阴阳离子数之比不同的化式中阴阳离子数之比不同的化合物：合物：ABA2BAB2说明：说明：对于同类型的难溶电解质，溶解度越大，对于同类型的难溶电解质，溶解度越大，溶度积也越大。溶度积也越大。对于不同类型的难溶电解质，不能直接根对于不同类型的难溶电解质，不能直接根据溶度积来比较溶解度的大小。据溶度积来比较溶解度的大小。不同类型难溶电解质是指化学不同类型难溶电解质是指化学式中阴阳离子数之比不同的化式中阴阳离子数之比不同的化合物：合物：ABA2BAB23、溶度积规则、溶度积规则AnBm

7、(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)J：难溶电解质溶液中，离子浓度以计量系数为幂：难溶电解质溶液中，离子浓度以计量系数为幂的连乘积，简称离子积。的连乘积，简称离子积。离子积与溶度积的表达式相同，但含义不同。离子积与溶度积的表达式相同，但含义不同。lK Kspsp表示难溶电解质处于表示难溶电解质处于沉淀溶解平衡时沉淀溶解平衡时饱和溶液饱和溶液中离子浓度以计量系数为幂的连乘积。在一定温中离子浓度以计量系数为幂的连乘积。在一定温度下，某难溶电解质溶液的度下，某难溶电解质溶液的K Kspsp为一常数。为一常数。lJ J表示表示任意条件下任意条件下离子浓度以计量系数为幂的连离子浓度以计量系数为幂的连

8、乘积。乘积。离子积与溶度积的表达式相同，但含义不同。离子积与溶度积的表达式相同，但含义不同。lK Kspsp表示难溶电解质处于表示难溶电解质处于沉淀溶解平衡时沉淀溶解平衡时饱和溶液饱和溶液中离子浓度以计量系数为幂的连乘积。在一定温中离子浓度以计量系数为幂的连乘积。在一定温度下，某难溶电解质溶液的度下，某难溶电解质溶液的K Kspsp为一常数。为一常数。lJ J表示表示任意条件下任意条件下离子浓度以计量系数为幂的连离子浓度以计量系数为幂的连乘积。乘积。溶度积规则：溶度积规则：当当J J K Kspsp表示溶液是饱和的，溶液中沉淀和表示溶液是饱和的，溶液中沉淀和溶解达到动态平衡。溶解达到动态平衡。

9、既无沉淀析出又无沉淀溶既无沉淀析出又无沉淀溶解解。当当J KJ KJ Kspsp表示溶液为过饱和，表示溶液为过饱和，溶液会有沉淀析溶液会有沉淀析出出。溶度积规则可以作为沉淀生成和溶解的依据。溶度积规则可以作为沉淀生成和溶解的依据。二、沉淀平衡的移动二、沉淀平衡的移动1 1、沉淀的生成、沉淀的生成根据溶度积规则，当溶液中的根据溶度积规则，当溶液中的J KJ Kspsp，就会生成，就会生成沉淀。沉淀。例、判断下列条件下是否有沉淀生成（微小体积变化忽略）例、判断下列条件下是否有沉淀生成（微小体积变化忽略）(1)(1)将将0.0200.020mol/LCaClmol/LCaCl2 2溶液溶液1010m

10、LmL与等体积同浓度与等体积同浓度NaNa2 2C C2 2O O4 4溶液相混合溶液相混合;(2);(2)在在1.01.0mol/LCaClmol/LCaCl2 2溶液中通入溶液中通入COCO2 2气体至气体至饱和。饱和。已知：已知：K Kspsp(CaC(CaC2 2O O4 4)=2.32)=2.321010-9-9,K,Kspsp(CaCO(CaCO3 3)=3.36)=3.361010-9-9,K Ka1a1(H(H2 2COCO3 3)=4.3)=4.31010-7-7 ，K Ka2a2(H(H2 2COCO3 3)=4.68)=4.681010-11-11。二、沉淀平衡的移动二、

11、沉淀平衡的移动1 1、沉淀的生成、沉淀的生成根据溶度积规则，当溶液中的根据溶度积规则，当溶液中的J KJ Kspsp，就会生成，就会生成沉淀。沉淀。例、判断下列条件下是否有沉淀生成（微小体积变化忽略）例、判断下列条件下是否有沉淀生成（微小体积变化忽略）(1)(1)将将0.0200.020mol/LCaClmol/LCaCl2 2溶液溶液1010mLmL与等体积同浓度与等体积同浓度NaNa2 2C C2 2O O4 4溶液相混合溶液相混合;(2);(2)在在1.01.0mol/LCaClmol/LCaCl2 2溶液中通入溶液中通入COCO2 2气体至气体至饱和。饱和。已知：已知：K Kspsp(

12、CaC(CaC2 2O O4 4)=2.32)=2.321010-9-9,K,Kspsp(CaCO(CaCO3 3)=3.36)=3.361010-9-9,K Ka1a1(H(H2 2COCO3 3)=4.3)=4.31010-7-7 ，K Ka2a2(H(H2 2COCO3 3)=4.68)=4.681010-11-11。例：分别计算例：分别计算Ag2CrO4(1)在纯水中的溶解度；在纯水中的溶解度；（2）在）在0.10mol/L的的AgNO3溶液中的溶解度；溶液中的溶解度；（3）在）在0.10mol/L的的Na2CrO4溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。已知已知KSP(Ag2CrO4)=1.

13、1210-122 2、同离子效应、同离子效应K Kspsp=(as)=(as)a a(bs)(bs)b b=a=aa ab bb bs s(a+b)(a+b)例：分别计算例：分别计算Ag2CrO4(1)在纯水中的溶解度；在纯水中的溶解度；（2）在）在0.10mol/L的的AgNO3溶液中的溶解度；溶液中的溶解度；（3）在）在0.10mol/L的的Na2CrO4溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。已知已知KSP(Ag2CrO4)=1.1210-122 2、同离子效应、同离子效应K Kspsp=(as)=(as)a a(bs)(bs)b b=a=aa ab bb bs s(a+b)(a+b)沉淀溶解平

14、衡中的沉淀溶解平衡中的同离子效应同离子效应：因加入含有共同离子的强电解质，而使难溶电因加入含有共同离子的强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的效应称为沉淀平衡中的同解质的溶解度降低的效应称为沉淀平衡中的同离子效应。离子效应。根据同离子效应，要使某种离子沉淀完全可根据同离子效应，要使某种离子沉淀完全可加适当过量的沉淀剂。比如要使加适当过量的沉淀剂。比如要使AgAg+沉淀完全沉淀完全可加适当过量的沉淀剂可加适当过量的沉淀剂ClCl-。选择洗涤剂时，最好选含有相同离子的洗涤选择洗涤剂时，最好选含有相同离子的洗涤剂。比如剂。比如BaSOBaSO4 4,可选择稀可选择稀H H2 2SOSO4 4做洗涤剂

15、。做洗涤剂。补充说明：沉淀溶解平衡中的盐效应c(Na2SO4)/(molL-1)00.001 0.01 0.02 0.04 0.10 0.20S(PbSO4)/(molL-1)0.150.0240.0160.0140.0130.0160.023 0 0.04molL-1，S 减小，同离子效应起主导作用；大于0.04molL-1，S 增大，同离子效应不起主导作用。0.04molL-1，S最小，同离子效应最大；PbSO4在含相同离子的在含相同离子的Na2SO4溶液中的溶解度溶液中的溶解度(25)c(KN03)/(molL-1)0.000.001000.005000.0100S(AgCl)/10-3

16、(molL-1)1.2781.3251.3851.427AgCl在含有不同离子的在含有不同离子的KNO3溶液中的溶解度溶液中的溶解度(298K)AgCl在KNO3中的溶解度比在纯水中的溶解度大，而且KNO3的浓度越大，溶解度也越大。AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq)KNO3(s)K+(aq)+NO3-(aq)c(KN03)/(molL-1)0.000.001000.005000.0100S(AgCl)/10-3(molL-1)1.2781.3251.3851.427AgCl在含有不同离子的在含有不同离子的KNO3溶液中的溶解度溶液中的溶解度(298K)AgCl在KNO3中的溶解度比在纯

17、水中的溶解度大，而且KNO3的浓度越大，溶解度也越大。AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq)KNO3(s)K+(aq)+NO3-(aq)c(KN03)/(molL-1)0.000.001000.005000.0100S(AgCl)/10-3(molL-1)1.2781.3251.3851.427AgCl在含有不同离子的在含有不同离子的KNO3溶液中的溶解度溶液中的溶解度(298K)AgCl在KNO3中的溶解度比在纯水中的溶解度大，而且KNO3的浓度越大，溶解度也越大。AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq)KNO3(s)K+(aq)+NO3-(aq)在难溶电解质溶液中加入不相同离子，也在

18、难溶电解质溶液中加入不相同离子，也会使沉淀的溶解度因盐效应而增大。会使沉淀的溶解度因盐效应而增大。加入适当过量的相同易溶强电解质，同离加入适当过量的相同易溶强电解质，同离子效应起主导作用，溶解度减小；子效应起主导作用，溶解度减小；加入大量过量的相同易溶强电解质，同离加入大量过量的相同易溶强电解质，同离子效应不起主导作用，反而会因盐效应，子效应不起主导作用，反而会因盐效应，使沉淀的溶解度增大；使沉淀的溶解度增大；结论结论难溶电解质溶液难溶电解质溶液易溶强电解质易溶强电解质（盐（盐 酸酸 碱）碱）加入同名离子加入同名离子适当过量时，适当过量时，同离子效应起同离子效应起主导作用主导作用大量过量时，大

19、量过量时，盐效应起主导盐效应起主导作用作用加入不同名离子加入不同名离子产生盐效应产生盐效应产生效应产生效应3、沉淀的生成、沉淀的生成(1)沉淀的生成沉淀的生成条件：当条件：当 JKsp 时，有沉淀生成。时，有沉淀生成。(2)完全沉淀的条件：完全沉淀的条件：溶液中被沉淀离子浓度低于：溶液中被沉淀离子浓度低于：1.0 10-5 mol/L 例：计算欲使例：计算欲使0.01mol/L的的Fe3+开始沉淀和沉淀开始沉淀和沉淀完全时的完全时的pH值。值。（已知（已知Fe(OH)3的的Ksp1.11036）四、分步沉淀四、分步沉淀如果溶液中同时含有几种离子，这些离子都能与如果溶液中同时含有几种离子，这些离

20、子都能与同一沉淀剂生成不同的沉淀，根据溶度剂规则，同一沉淀剂生成不同的沉淀，根据溶度剂规则，需要沉淀剂浓度小的离子，先生成沉淀，需沉淀需要沉淀剂浓度小的离子，先生成沉淀，需沉淀剂浓度大的离子则后沉淀，这种溶液中几种离子剂浓度大的离子则后沉淀，这种溶液中几种离子先后沉淀的现象称为分步沉淀。先后沉淀的现象称为分步沉淀。利用分步沉淀可将离子进行分离。利用分步沉淀可将离子进行分离。四、分步沉淀四、分步沉淀如果溶液中同时含有几种离子，这些离子都能与如果溶液中同时含有几种离子，这些离子都能与同一沉淀剂生成不同的沉淀，根据溶度剂规则，同一沉淀剂生成不同的沉淀，根据溶度剂规则，需要沉淀剂浓度小的离子，先生成沉

21、淀，需沉淀需要沉淀剂浓度小的离子，先生成沉淀，需沉淀剂浓度大的离子则后沉淀，这种溶液中几种离子剂浓度大的离子则后沉淀，这种溶液中几种离子先后沉淀的现象称为分步沉淀。先后沉淀的现象称为分步沉淀。利用分步沉淀可将离子进行分离。利用分步沉淀可将离子进行分离。四、分步沉淀四、分步沉淀如果溶液中同时含有几种离子，这些离子都能与如果溶液中同时含有几种离子，这些离子都能与同一沉淀剂生成不同的沉淀，根据溶度剂规则，同一沉淀剂生成不同的沉淀，根据溶度剂规则，需要沉淀剂浓度小的离子，先生成沉淀，需沉淀需要沉淀剂浓度小的离子，先生成沉淀，需沉淀剂浓度大的离子则后沉淀，这种溶液中几种离子剂浓度大的离子则后沉淀，这种溶

22、液中几种离子先后沉淀的现象称为分步沉淀。先后沉淀的现象称为分步沉淀。利用分步沉淀可将离子进行分离。利用分步沉淀可将离子进行分离。例：含例：含0.1mol/L的的Cl-及及I-溶液中加入溶液中加入Ag+，问哪种问哪种沉淀先析出，可否实现分步沉淀。沉淀先析出，可否实现分步沉淀。已知：已知：AgCl的的Ksp=1.561010；AgI的的Ksp=1.51016）五、沉淀的溶解五、沉淀的溶解根据溶度积规则，要使处于沉淀平衡状态的难根据溶度积规则，要使处于沉淀平衡状态的难溶电解质向溶解方向转化，就必须降低该难溶溶电解质向溶解方向转化，就必须降低该难溶电解质饱和溶液中某一离子的浓度，使电解质饱和溶液中某一

23、离子的浓度，使 J KJ Kspsp.五、沉淀的溶解五、沉淀的溶解根据溶度积规则，要使处于沉淀平衡状态的难根据溶度积规则，要使处于沉淀平衡状态的难溶电解质向溶解方向转化，就必须降低该难溶溶电解质向溶解方向转化，就必须降低该难溶电解质饱和溶液中某一离子的浓度，使电解质饱和溶液中某一离子的浓度，使 J KJ Kspsp.金属硫化物的溶解金属硫化物的溶解 最近研究表明：S2-是很强的碱，其碱性OH-还强,在水中不能存在，故难溶金属硫化物的沉淀溶解平衡不能写为MS(s)M2+(aq)+S2-(aq)S2-(aq)+H2O(l)HS-(aq)+OH-(aq)考虑S2-的水解故难溶金属硫化物的多相离子平衡

24、应写作MS(s)+H2O(l)M2+(aq)+HS-(aq)+OH-(aq)金属硫化物的溶解金属硫化物的溶解 最近研究表明：S2-是很强的碱，其碱性OH-还强,在水中不能存在，故难溶金属硫化物的沉淀溶解平衡不能写为MS(s)M2+(aq)+S2-(aq)S2-(aq)+H2O(l)HS-(aq)+OH-(aq)考虑S2-的水解故难溶金属硫化物的多相离子平衡应写作MS(s)+H2O(l)M2+(aq)+HS-(aq)+OH-(aq)MS(s)+H2O(l)M2+(aq)+HS-(aq)+OH-(aq)+H3O+2H2O难溶金属硫化物MS在酸中的沉淀-溶解平衡MS(s)+2H3O+(aq)M2+(

25、aq)+H2S(aq)+2H2O(l)+H3O+H2S+H2O 硫化物硫化物KHAc稀稀HCl0.3molL-1浓浓HClHNO3王水王水MnS较大溶ZnS FeS10-2不溶溶CdS PbS10-7不溶不溶溶CuS Ag2S10-30不溶不溶不溶溶HgS10-32不溶不溶不溶不溶溶硫化物的溶解性硫化物的溶解性硫化物硫化物KHAc稀稀HCl0.3molL-1浓浓HClHNO3王水王水MnS较大溶ZnS FeS10-2不溶溶CdS PbS10-7不溶不溶溶CuS Ag2S10-30不溶不溶不溶溶HgS10-32不溶不溶不溶不溶溶硫化物的溶解性硫化物的溶解性例：在浓度为例：在浓度为0.010mol

26、L-1FeSO4溶液中通入溶液中通入H2S气体气体,使其成使其成H2S饱和溶液（饱和溶液（c(H2S)=0.10molL-1）,用用HCl调节调节 pH，使，使c(HCl)=0.30molL-1,判断能判断能否生成否生成FeS沉淀。沉淀。(Ksp =6102)JK ，无沉淀生成。解解:已知c(Fe2+)=0.010molL-1,c(H3O+)=0.30molL-1 c(H2S)=0.10molL-1FeS(s)+2H3O+(aq)Fe2+(aq)+H2S(aq)+2H2O(l)分享一些名言，与您共勉！分享一些名言，与您共勉！分享一些名言，与您共勉！分享一些名言，与您共勉！正视自己的长处，扬长避

27、短，正视自己的长处，扬长避短，正视自己的缺点，知错能改，正视自己的缺点，知错能改，谦虚使人进步，骄傲使人落后。谦虚使人进步，骄傲使人落后。自信是走向成功的第一步，自信是走向成功的第一步，强中更有强中手，一山还比一山高，山外有强中更有强中手，一山还比一山高，山外有山，人外有人山，人外有人!正视自己的长处，扬长避短，正视自己的长处，扬长避短，正视自己的缺点，知错能改，正视自己的缺点，知错能改，谦虚使人进步，骄傲使人落后。谦虚使人进步，骄傲使人落后。自信是走向成功的第一步，自信是走向成功的第一步，强中更有强中手，一山还比一山高，山外有强中更有强中手，一山还比一山高，山外有山，人外有人山，人外有人!永远不要认为我们可以逃避，我们的每一步都决定着最后的结局，我们的脚正在走向我们自己选定的终点。生活不必处处带把别人送你的尺子，时时丈量自己。对大部分人来说，工作是我们憎恨的一种乐趣，一种让我们脚步变得轻盈的重负，一个没有它我们就无处可去的地狱。世界上任何书籍都不能带给你好运，但是它们能让你悄悄成为你自己。一个人的成就越大，对他说忙的人就越少；一个人的成就越小，对他说忙的人就越多。