沉淀反应实用教案

1、11.1 难溶电解质的溶度积和溶解度1. 溶解度 (S):单位(dnwi)：g (克); mol/L (摩尔每升)当：时 溶质(rngzh)为 难溶物 S0. 1g时 溶质(rngzh)为 易溶物第1页/共56页第一页，共57页。第2页/共56页第二页，共57页。 (aq)mB(aq)nA (s)BAnmmnnmmnspnm(A B )(A )(B )Kcc2. 溶度积spK定义：在一定温度下，难溶电解质的饱 和溶液中，各组分(zfn)离子浓度幂的 乘积意义：表征(bio zhn)难溶电解质的溶解能力的特 性常数，是温度的函数。第3页/共56页第三页，共57页。3. 溶度积和溶解度的关系(gu

2、n x)(1) 由溶度积求溶解度平衡(pnghng)1Lmol/icnSmSmnnmA B (s) nA(aq)mB (aq)3sp32sp22spmnsp4 2 ABBA (2) AB (1)m()n(KSSKKSSSK型或型第4页/共56页第四页，共57页。43113sp107 . 14108 . 14 KS例(1) 已知某温度(wnd)时Mg(OH)2的11sp108 . 1K求：S例(2) 求：Mg(OH)2的在NaOH(0.01mol/L)中的S。解：2)(OHMg OHMg22起始(q sh)浓度：平衡(pnghng)浓度：S0.01+S0第5页/共56页第五页，共57页。间的关系

3、与的）求例（sp243)(POCa3KS5sp108 KS 722108 . 101. 0)201. 0(ssssKsp解：第6页/共56页第六页，共57页。(2) 由溶解度求溶度积例：25 时，每升Ag2CrO4饱和溶液(bo h rn y)中含有10-2g的Ag2CrO4，求其溶度积。S5-2-42106.51331.18102.16)CrOC(Ag解：第7页/共56页第七页，共57页。42CrOAg42CrOAg123532101 . 14)105 . 6(4)2(sssKsps2s问题(wnt) ：是否可以说：Ksp越大，S就越大？第8页/共56页第八页，共57页。(1) 相同(xin

4、 tn)类型 大的 S 也大 减小 S 减小(2) 不同类型要通过计算结论：相同(xin tn)类型才有可比性分子式溶度积溶解度/ AgBr AgIAgCl5105 . 61Lmol10108 . 113100 . 517103 . 812101 . 110101 . 97101 . 75103 . 1spKAgClAgBrAgIspK第9页/共56页第九页，共57页。注意(zh y)：以上计算不适用于如下情况（1） 易水解的难溶电解质。（2）难溶弱电解质及某些易于在溶液中以离子对等形式存在的难溶电解质。如：AB(s) AB(aq)A+ + B-此时(c sh) )()(ABKABCSsp若忽

5、略(hl)C(AB),计算误差太大。 第10页/共56页第十页，共57页。 (1) Q 过饱和溶液，沉淀析出。mnnmA B (s) nA(aq)mB (aq)(B)A(Qnmmncc1. 溶度积规则(guz)spKspKspK11.2 沉淀(chndin)反应第11页/共56页第十一页，共57页。 （1） 同离子效应(xioyng)（1） 同离子效应(xioyng)如：AgCl(s)Ag+ + Cl-加入(jir) NaCl(s) Na+ + Cl-则：C(Cl-)增加，平衡左移，S下降。2. 影响沉淀反应的因素第12页/共56页第十二页，共57页。 在难溶电解质溶液中加入(jir)与其含有

6、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。定义(dngy)：第13页/共56页第十三页，共57页。例：求 25时， PbSO4在 0. 10 molL-1 Na2SO4溶液(rngy)中的溶解度。2241B1B PbSO4(s) Pb (aq)SO (aq) /(mol L ) 0 0.10 /(mol L ) 0 10cc x .x初始平衡1717241788spLmol101 . 1 Lmol101 . 1 CrOLmol010. 0101 . 1101 . 10.1 10. 010. 0 101 . 1)10. 0(SSxxxxKxx纯水中的溶解度为：中很小第14页/共5

7、6页第十四页，共57页。（2） 盐效应 盐效应：在难溶电解质溶液中，加入(jir)易溶强电解质而使难溶电解质的溶解度增大的作用。224 PbSO4(s) Pb (aq)SO (aq)加入(jir) NaCl(s) Cl-(aq) + Na+(aq) 则：离子氛浓度(nngd)增加，平衡右移，S增大。 问题：PbSO4 中加入Na2SO4 ，S一定减小吗？第15页/共56页第十五页，共57页。(1) 当 时， 增大，S(PbSO4)显著减小，同离子效应(xioyng)占主导；124oL0.04mol)(SOc)(SO24c(2) 当 时， 增大，S(PbSO4)缓慢(hunmn)增大，盐效应占主

8、导。124oL0.04mol)(SOc)(SO24cc(Na2SO4)/ molL-1 0 0.001 0.01 0.02 0.04 0.100 0. 200 S(PbSO4)/ mmolL-1 0.15 0.24 0.016 0.014 0.013 0.016 0.023 第16页/共56页第十六页，共57页。（3） pH 值对溶解度的影响沉淀(chndin)的酸溶解 1 难溶金属(jnsh)氢氧化物 a. 溶于酸nn2spspnnspnnospn5M(OH) (s) M(aq)nOH (aq)HOHH O (OH )(M) (OH )(M) (OH )1.0 10SSKKccKccKc 加

9、酸，使开始沉淀沉淀完全第17页/共56页第十七页，共57页。molL-1 Fe3+molL-1 Ni2+的溶液(rngy)中，欲除掉Fe3+，Ni2+仍留在溶液(rngy)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：Kc(Fe3+)10-5Ni2+开始(kish)沉淀pH可控制(kngzh) pH = 4(kngzh) pH = 4第18页/共56页第十八页，共57页。b 溶于酸也溶于碱O3HAl 3H(s)Al(OH)23343Al(OH) OH(s)Al(OH)第19页/共56页第十九页，

10、共57页。c 溶于铵盐122sp Mg(OH) 5.1 10 K22432sp22432222-32+2-4Mg(OH) (s) Mg2OHNHOH NHH O Mg(OH) (s)2NH Mg2NH2H O()() c (OH ) c (NH)c (OH )QQKc MgcNHK使sp22b3(Mg(OH) ) (NH )KK第20页/共56页第二十页，共57页。例 L的 molL-1 MgCl2溶液中加入 等体积的 molL-1的氨 水溶液，问是否有Mg(OH)2沉淀生成？为了不使 Mg(OH)2沉淀析出，至少(zhsho)应加入多少克NH4Cl(s)？ (设加入NH4Cl(s)后体积不变

11、)第21页/共56页第二十一页，共57页。解:(1)21o1o33241B1B(Mg )0.25mol L (NH )0.050mol L NHH O NHOH /(mol L ) 0.050 0 0 /(mol L ) 0.050 ccccxxx初始平衡14453b2Lmol109.5)OH(105 . 9108 . 1)NH(050. 0cxKxx第22页/共56页第二十二页，共57页。7242o2103 . 225. 0)105 . 9()Mg()OH(ccQ沉淀析出。所以有，2sp112spMg(OH) 108 . 1)Mg(OH)(KQK第23页/共56页第二十三页，共57页。324

12、666Bo1o NH H O NH OH / 0.050 4.5 10 4.5 10 4.5 10 mol L 0.050 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(161222spsp2cKcKQ沉淀析出，为了不使第24页/共56页第二十四页，共57页。（4） 分步沉淀(chndin)ClLmol100 . 1ILmol100 . 11313313AgNO Lmol100 . 1 逐滴

13、加入后析出先析出 AgCl(s) AgI(s)1L溶液(rngy)实验(shyn)：a. 分步沉淀和共沉淀第25页/共56页第二十五页，共57页。 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第26页/共56页第二十六页，共57页。分步沉淀(chndin)的次序(a) 与 和沉淀类型有关 沉

14、淀类型相同,被沉淀离子浓度(nngd)相同, 小者先沉淀, 大者后沉淀; 沉淀类型不同, 则要通过计算确定。spKspKspK问题(wnt)：AgCl可以先生成吗？第27页/共56页第二十七页，共57页。 (b) 与被沉淀离子浓度(nngd)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第28页/共56页第二十八页，共57页。(

15、c)当AgCl生成(shn chn)时，C(I-)有多大？810108 . 101. 0108 . 1)(AgC817)(108 . 1105 . 8)()(AgCKspICAgIlmol/107 . 49第29页/共56页第二十九页，共57页。 例: 某溶液中含 和 ,它们(t men)的浓度分别是 mol.L-1和mol.L-1，通过计算证明，逐滴加入 试剂,哪一种沉淀先析出.当第二种沉淀析出时,第一种离子是否被沉淀完全(忽略由于加入 所引起的体积变化).Cl24CrO3AgNO3AgNO第30页/共56页第三十页，共57页。 解:析出(xch) 所需的最低 浓度)Cl(AgCl)spcK

16、Cl1)(Agc10. 0108 . 11019Lmol108 . 124CrO2)(Agc)(CrO)CrO(Ag2442spcK0010. 0101 . 11215Lmol103 . 3Cl1)(Agc24CrO2)(AgcAgCl(s)Ag先析出AgCl,CrOAg42开始析出时当)Cl(c)(Ag(AgCl)2spcK510103 . 3108 . 116Lmol105 . 5510第31页/共56页第三十一页，共57页。 mol.L-1Zn2+ mol.L-1Zn2+ mol.L-1Cd2+ ,mol.L-1Cd2+ ,当在此溶液中通入H2SH2S使之饱和时,C(H2S)mol.L-

17、1 .,C(H2S)mol.L-1 . (1) (1)试判断哪一种沉淀首先析出？ (2) (2)为了使Cd2+Cd2+沉淀完全问溶液中H+H+浓度(nngd)(nngd)应为多少？此时，ZnSZnS是否能析出？ （3 3）在 Zn2+ Zn2+ 和 Cd2+ Cd2+ 的分离中，通常加HClHCl调节溶液的H+H+浓度(nngd)(nngd)，如果加入HClHCl后 c(H+) c(H+)为 mol.L-1 mol.L-1，不断通入H2SH2S，最后溶液中的H+H+，Zn2+Zn2+和Cd2+Cd2+浓度(nngd)(nngd)各为多少？第32页/共56页第三十二页，共57页。 解: (1)

18、ZnS: (1) ZnS和CdSCdS类型(lixng)(lixng)相同，)Cd()Zn(22 cc27sp22sp100 . 8)(CdS105 . 2)(ZnSKK先析出CdS第33页/共56页第三十三页，共57页。 22(2)MH S MS(s)2Hspa,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(1c第34页/共56

19、页第三十四页，共57页。22(3)CdH S CdS(s)2H1iLmolc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)(Hc5102 . 112L0.1mol)Zn(c第35页/共56页第三十五页，共57页。1 沉淀沉淀(chndin)的溶解的溶解条件条件(tiojin)： QKsp11.3

20、 沉淀的溶解沉淀的溶解(rngji)和转和转化化(1) 生成弱电解质（H H2 2O O）OHMgHOHMg22222)(平衡时：22222()()()()wC MgCOHKspKCHCOHK结论：结论：Ksp越大，越容易溶解。越大，越容易溶解。第36页/共56页第三十六页，共57页。（2）生成(shn chn)弱酸CaCO3(s) + 2H+ Ca2+2CO2+2H2Omol的ZnS溶于1升的HCl 中， 问：要用多大浓度(nngd)的盐酸可将其溶 解。（Ksp(ZnS10-22）711321.1 101.3 10)aakk第37页/共56页第三十七页，共57页。解：22( )2ZnS sH

21、ZnH S起始(q sh)浓度mol/LX 0 0转化(zhunhu)平衡(pnghng)浓度mol/LX-0.2 0.1 22222222()()()()()()()()C H S C ZnC H S C ZnC SKcCHCHC S22202122.5 100.1 0.11.4 10(0.2)KspKspKK KX总第38页/共56页第三十八页，共57页。lmolXX/95. 075. 02 . 0(3) 生成(shn chn)弱碱22432()22Mg OHNHMgNHH O(4) 氧化-还原(hun yun)溶解第39页/共56页第三十九页，共57页。sp222242242353sp

22、S S(s) SHg HgCl HgO4H3S(s)2NO(g)HgCl3H )(2HNO)12HCl(3HgS(s)104 . 6HgS)(KQK使使浓浓，sp22223336sp)S( S(s) SO4H2NO(g)3S(s)3Cu(NO 8HNO3CuS(s)102 . 1)CuS(KQQcK (5)氧化配位(pi wi)溶解HNO3浓HCl浓HNO3第40页/共56页第四十页，共57页。沉淀溶解(rngji)(rngji)的方法: :(1)(1)酸（碱或 盐）溶解(2)(2)配位溶解(3)(3)氧化还原(hun yun)(hun yun)溶解(4)(4)氧化 配位（王水）溶解4NH第4

23、1页/共56页第四十一页，共57页。224334CaSO (s)CO CaCO (s)SO)(Ca)(CO)(Ca)(SO223224ccccK)(CaCO)(CaSO3sp4spKK96108 . 2101 . 93103 . 32 沉淀沉淀(chndin)的转化的转化结论：由一种结论：由一种(y zhn)难溶物转化为另一种难溶物转化为另一种(y zhn)更难溶的更难溶的难溶物较容易。难溶物较容易。第42页/共56页第四十二页，共57页。 例:在1L 溶液中使 的 全部转化(zhunhu)为 ,求 的最初浓度为多少? 解:32CONa1Lmol010. 04CaSO3CaCO224334Ca

24、SO (s)CO CaCO (s)SO3103 . 3010. 0 Kx6100 . 3x)NaCO(30c1Lmol010.032CONax1Lmol/平衡浓度010. 0010. 0103 . 36第43页/共56页第四十三页，共57页。结论(jiln)(1)(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; ;(2)(2)类型不同(b tn),(b tn),计算反应的KspKspKspKspKspK第44页/共56页第四十四页，共57页。 L 溶液中使 的 完全转化为 ,问 的溶液最初(zuch)浓度为多少?

25、 解:224334BaSO (s)CO BaCO (s)SO1L/mol平衡浓度x010. 01Lmol45. 0 x45. 0010. 01Lmol46. 0Kx010. 0)(BaCO)(BaSO3sp4spKK022. 032CONamol010. 04BaSO3BaCO32CONa)CONa(320c910101 . 5101 . 1第45页/共56页第四十五页，共57页。 2244Ag CrO2Cl2AgClCrOK)(Ag)(Cl)(Ag)(CrO22224cccc2sp42sp(AgCl)CrO(AgKK21012)108 . 1 (101 . 17103 . 3222AgClH

26、 S Ag S(s)2H2ClS)(Ag(AgCl)2spa2a12spKKKK50157210103 . 61010. 71032. 1)108 . 1 (8108 . 4K第46页/共56页第四十六页，共57页。11.4 11.4 沉淀(chndin)(chndin)反应的某些应用例1 1：1mol/L1mol/L的CoSO4mol/LCoSO4mol/L的Fe3+,Fe3+,如何(rh)(rh)控制PHPH值, ,使Fe3+Fe3+生成FeFe（OHOH）3 3而除去。第47页/共56页第四十七页，共57页。解：（1）开始(kish)生成Fe(OH)3时的PH值：POH=11.8 PH=

27、2.2 (强酸性(sun xn)33)(/)(FeCKspOHC12106 . 1第48页/共56页第四十八页，共57页。（2 2）完全(wnqun)(wnqun)沉淀Fe(OH)3Fe(OH)3时的PHPH值：33)(/)(FeCKspOHC113538106 . 110/104第49页/共56页第四十九页，共57页。（3 3）开始(kish)(kish)沉淀Co(OH)3Co(OH)3时的PHPH值：3()/()spC OHKC Fe816108 . 41/106 . 1结论：只要控制PH值在5左右，可完全(wnqun)除去Fe3+第50页/共56页第五十页，共57页。mol/L的的Co2+盐溶液中