普通化学 沉淀溶解反应.ppt

2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,1,第八章沉淀-溶解反应,主讲：李琼芳,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,2,第八章沉淀-溶解平衡,教学目标,溶度积原理,1.掌握溶度积概念，能熟练进行有关简单计算。,2.掌握溶度积原理。,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,3,沉淀-溶解平衡的移动,1.掌握同离子效应对沉淀-溶解平衡的影响。,2.掌握介质酸度对沉淀-溶解平衡的影响，熟练判断常见金属氢氧化物、硫化物的沉淀条件及金属离子分离条件。,分步沉淀作用,掌握分步沉淀原理及其简单应用。,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,4,第一节难溶电解质的溶度积,一、沉淀溶解平衡和溶度积常数二、溶度积和溶解度的相互换算三、溶度积规则,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,5,第一节难溶电解质的溶度积,一、沉淀溶解平衡和溶度积常数,AgCl(s),溶解,沉淀,沉淀溶解达到平衡时：,溶度积常数,Ag+(aq)+Cl-(aq),2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,6,难溶电解质：,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,7,二、溶度积和溶解度的相互换算,溶解度：一定温度下，1L难溶电解质的饱和溶液中难溶电解质溶解的物质的量。,例8-1：已知298K时，BaF2在纯水中的溶解度为6.310-3molL-1，此溶液中F-浓度有多大？BaF2的溶度积为多少？,解：,离子平衡浓度/molL-1,6.310-3,26.310-3,=(6.310-3)(26.310-3)2,=1.010-6,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,8,化学式Ksps/(mol.L-1)类型,AgCl1.7710-101.2510-5AB,AgBr5.3510-137.3110-7AB,Ag2CrO41.210-126.5410-5A2B,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,9,例8-2：已知298K时，,计算298K时AgCl的溶度积。,解：,=77.11-131.25-(-109.8),=55.66molL-1,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,10,三、溶度积规则,当QKsp时，为过饱和溶液，有沉淀析出，直至饱和。,当QKsp时，为不饱和溶液，无沉淀析出，若体系中尚有沉淀存在，沉淀将被溶解，直至饱和。,当Q=Ksp时，为饱和溶液，达到平衡状态。,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,11,第二节沉淀的生成,一、沉淀生成的条件二、同离子效应对沉淀反应的影响三、沉淀剂的用量,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,12,第二节沉淀的生成,一、沉淀生成的条件,例8-3：等体积混合0.002molL-1的Na2SO4溶液和0.02molL-1的BaCl2溶液，是否有白色的BaSO4沉淀生成？SO42-是否沉淀完全？已知Ksp(BaSO4)=1.110-10,解：,溶液等体积混合后，浓度变为原来的二分之一。,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,13,有BaSO4沉淀生成。,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,14,BaSO4=SO42-+Ba2+,初始浓度/molL-1,平衡浓度/molL-1,110-3,110-2,x,110-2-110-3+x,=110-2-110-3,Ksp(BaSO4)=c(SO42-）c(Ba2+）,c(SO42-）=1.210-8molL-1,一般认为，溶液中残留的离子浓度小于110-5molL-1时即认为沉淀完全。,BaSO4沉淀析出后，达到新的平衡时，溶液中剩余的c(SO42-）为：,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,15,解：,离子平衡浓度/molL-1,x,2x+0.01,1.010-6=x(2x+0.01)2,解得：,x=3.510-3mol/L,8.4BaF2在0.01mol/LNaF溶液中的溶解度是多少？（Ksp=1.010-6）,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,16,例8-5在0.1molL-1ZnCl2溶液中通入H2S气体至饱和。如果加入盐酸以控制溶液的pH，试计算开始析出ZnS沉淀和Zn2+沉淀完全时溶液的pH值。已知：Ksp(ZnS)=2.510-22，298K时，K1(H2S)=1.3210-7，K2(H2S)=7.110-15。,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,17,解：,求开始生成ZnS沉淀时S2-的浓度及溶液的pH值。,ZnS(s)=Zn2+(aq)+S2-(aq),当QKsp时，析出ZnS沉淀。,又因：,解得：c(H+)=0.19molL-1,pH=0.72,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,18,解得：c(H+)=1.910-3molL-1,pH=2.72,即当pH=0.72时，开始有ZnS生成；当pH=2.72时ZnS沉淀完全。,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,19,二、同离子效应对沉淀反应的影响,BaSO4=SO42-+Ba2+,三、沉淀剂的用量,欲使溶液中某一离子沉淀完全，可加入适当的沉淀剂，一般来说，加入过量20-25%为宜。,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,20,第三节分步沉淀,当溶液中同时存在几种离子时，离子积首先超过溶度积的难溶电解质将先析出沉淀。,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,21,第四节沉淀的溶解,一、沉淀的溶解1通过生成弱电解质使沉淀溶解2通过氧化还原反应使沉淀溶解3通过配位反应使沉淀溶解二、沉淀的转化,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,22,一、沉淀的溶解,例8-6：今有Mg(OH)2沉淀0.1mol，问需要1L多大浓度的铵盐才能使之溶解？Ksp(Mg(OH)2)=1.810-11,解：,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,23,由于溶解0.1molMg(OH)2需要用去0.2molNH4+，所以NH4+的初始浓度应为(0.27+0.2)=0.47molL-1,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,24,二、沉淀的转化,例8-7：在1LNa2CO3溶液中溶解0.01molL-1的CaSO4，问Na2CO3的最初浓度应为多少？已知Ksp(CaSO4)=9.110-6，Ksp(CaCO3)=2.810-9。,解：,沉淀转化平衡为,CaSO4（s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq),反应达到平衡时,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,25,根据题意，平衡时，c(SO42-)=0.01molL-1,因此Na2CO3最初的浓度应为：,c(Na2CO3)=0.01+3.310-6=0.01molL-1,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,26,CO32-,平衡移动方向,CaCO3(s),2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,27,例8.8在c(Co2+)=1.0mol/L的溶液中含有少量Fe3+离子杂质。应如何控制pH值，才能达到除去Fe3+离子杂质的目的？已知KspCo(OH)2=1.0910-15，KspFe(OH)3=2.6410-39。,解：,计算使Fe3+定量沉淀完全时所需溶液的最低pH值：,KspFe(OH)3=c(Fe3+)c3(OH-),2.6410-39=1.010-6c3(OH-),解得：c(OH)=1.3810-11mol/L,pH=3.14,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,28,1.0910-15=1.0c2(OH),解得：c(OH)=3.3010-8mol/L,KspCo(OH)2=c(Co2+)c2(OH),pH=6.5,结论：控制溶液的pH3.146.5，既可除去Fe3+又不会生成Co(OH)2沉淀，达到分离Fe3+和Co2+的目的。,计算Co2+不能生成Co(OH)2沉淀时溶液的最高pH值：,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,29,例8-9某溶液中含有Mg2+离子，其浓度为0.01molL-1，含有少量Fe3+杂质。欲除去Fe3+杂质，应如何控制溶液的pH值？已知：Ksp(Fe(OH)3)=410-38，Ksp(Mg(OH)2)=1.810-11,解：,计算Fe3+沉淀完全时溶液的pH值：,pH=3.2,2019/12/11,第八章沉淀-溶解反应,30,计算Mg2+开始沉淀时的pH值：,pH=9.62,溶液的pH值控制在3.2-