第三章电解质沉淀水解汇总

1、无机化学无机化学多媒体多媒体电子教案2022-3-19 在化学平衡及其移动原在化学平衡及其移动原理和阿仑尼乌斯电离理论的理和阿仑尼乌斯电离理论的基础上，着重讨论水溶液中基础上，着重讨论水溶液中酸碱质子转移反应和沉淀反酸碱质子转移反应和沉淀反应。应。 基基 本本 要要 求求2022-3-19 基基 本本 要要 求求 掌握弱电解质的解离度掌握弱电解质的解离度、稀释定律、稀释定律、解离平衡解离平衡、同离子效应、缓冲溶液、同离子效应、缓冲溶液、 盐类水解的基本概念。盐类水解的基本概念。2. 掌握一元弱酸、一元弱碱溶液中离掌握一元弱酸、一元弱碱溶液中离子浓度的计算；一元弱酸盐、一元子浓度的计算；一元弱酸

2、盐、一元弱碱盐溶液弱碱盐溶液pH值的计算。值的计算。3. 掌握溶度积规则及其溶度积规则的掌握溶度积规则及其溶度积规则的应用和有关计算。应用和有关计算。4. 会进行溶度积和溶解度的相互换算会进行溶度积和溶解度的相互换算。5. 了解分级沉淀及沉淀转化的概念。了解分级沉淀及沉淀转化的概念。2022-3-19目目 录录3.1 水的解离反应和溶液的酸碱性水的解离反应和溶液的酸碱性3.2 弱电解质的解离反应弱电解质的解离反应3.3 盐类的水解反应盐类的水解反应3.4 沉淀反应沉淀反应2022-3-19第一节第一节水的解离反应水的解离反应和溶液的酸碱性和溶液的酸碱性无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教

3、案第三章第三章 酸碱反应和沉淀反应酸碱反应和沉淀反应第一节第一节水的解离反应水的解离反应和溶液的酸碱性和溶液的酸碱性2022-3-193-1-1酸碱的电离理论酸碱的电离理论3.1.1 酸碱的电离理论酸碱的电离理论酸碱的电离理论酸碱的电离理论阿仑尼乌斯阿仑尼乌斯的的酸碱理论酸碱理论认为：认为： 酸酸是在水溶液中解离产生的阳离子全部是是在水溶液中解离产生的阳离子全部是H+的化合物；的化合物；碱碱是在水溶液中解离产生的阴离子全部是是在水溶液中解离产生的阴离子全部是OH- -的化合物；的化合物；酸酸碱碱中和反应实质是中和反应实质是H+和和OH- -结合生成结合生成H2O的反应；的反应；酸酸碱碱的相对强

4、弱可根据它们在水溶液中解离的相对强弱可根据它们在水溶液中解离出出H+或或OH- -程度来衡量程度来衡量2022-3-193-1-2 水的解离反应和溶液的酸水的解离反应和溶液的酸碱性碱性3.1.2 水的解离反应和溶液的酸碱性水的解离反应和溶液的酸碱性水的解离反应水的解离反应c(H+)/cc(OH- -)/c=Kw Kw 水的离子积水的离子积Kw(298.15K) =1.010-14Kw与温度有关。与温度有关。纯水或稀溶液中纯水或稀溶液中 H2O(l) H+(aq) + OH- -(aq)2022-3-19溶液的酸碱性和溶液的酸碱性和pH溶液的酸碱性溶液的酸碱性7=71.010-71.010-71

5、.010-7c(OH- -)/molL-11.010-7c(H+)/molL-1碱性碱性中性中性酸性酸性溶液酸碱性溶液酸碱性c(H+)/cc(OH- -)/c=Kw pH= -lg c(H+)/c pOH= -lg c(OH- -)/cpH = pKw -pOH=14 -pOH2022-3-19例例例例 20.10 molL-1HOAc溶液中溶液中, c(H+)=1.3410-3molL-1pH= -lgc(H+)/c= -lg(1.3410-3)= 2.87pH值越大，溶液酸性越弱，碱性越强。值越大，溶液酸性越弱，碱性越强。0.10 molL-1NH3H2O溶液中溶液中, c(OH- -)=

6、1.3210-3molL-1 pH=14-pOH=14-lgc(OH- -)/c =14-lg(1.3210-3)= 11.122022-3-19酸碱指示剂酸碱指示剂能在一定能在一定pH范围内保持一定颜色的某些有机范围内保持一定颜色的某些有机弱酸或弱碱。弱酸或弱碱。 3.14.4甲基橙甲基橙 红红 橙橙 黄黄石蕊石蕊 红红 5.0 紫紫 8.0 蓝蓝 8.210.0酚酞酚酞 无色无色 粉红粉红 红红pH试纸在不同的试纸在不同的pH溶液中显不同的颜色溶液中显不同的颜色 c(H+)/(molL-1) 1 10-1 10-2 10-3 10-4 10-510-6 10-7 10-810-910-10

7、10-1110-1210-1310-14 pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14酸性增强酸性增强 中性中性 碱性增强碱性增强第三章第三章 酸碱反应和沉淀反应酸碱反应和沉淀反应2022-3-19第二节第二节弱电解质的解离反应弱电解质的解离反应无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案第三章第三章 酸碱反应和沉淀反应酸碱反应和沉淀反应第二节第二节弱电解质的解离反应弱电解质的解离反应2022-3-193-2-1 解离平衡和解离常数解离平衡和解离常数3.2.1 解离平衡和解离常数解离平衡和解离常数弱电解质在水溶液中部分解离，存在弱电解质在水溶液中部分解离，存在解离

8、平衡解离平衡。 c(H+)/cc(A- -)/cKi (HA) = c(HA)/c简化为简化为解离平衡解离平衡Ki 标准解离常数标准解离常数Ka、Kb分别表示分别表示弱酸弱酸、弱碱弱碱标准解离标准解离常数常数一元弱酸一元弱酸 HA(aq) H+(aq) + A- -(aq) c(H+)c(A- -)Ki (HA) = c(HA)2022-3-19Ki 越小，表示弱电解质解离越困难，即越小，表示弱电解质解离越困难，即电解质越弱。电解质越弱。弱电解质：一般弱电解质：一般Ki 10-4 中强电解质：中强电解质： Ki =10-210-3解离常数解离常数Ki 可定量表示弱电解质可定量表示弱电解质解离程

9、度大小解离程度大小。Ki 与与浓度无关浓度无关，与，与温度有关温度有关。由于温度对由于温度对Ki 影响不大，故室温下研究影响不大，故室温下研究解离平衡时，一般可不考虑温度影响。解离平衡时，一般可不考虑温度影响。 2022-3-19例例试计算试计算298.15K、标准态下、标准态下Ka (HOAc)值。值。 fGm/(kJmol-1) -396.46 0 -369.31 rGm = (-369.31) - (-396.46)kJmol-1 = 27.15 kJmol-1 - rGm -27.15103Jmol-1lnKa= = RT 8.314Jmol-1K-1298.15KKa(HOAc) =

10、1.810-5解：解： HOAc H+ + OAc- -2022-3-193-2-2解离度和稀释定律解离度和稀释定律3.2.2 解离度和稀释定律解离度和稀释定律解离度解离度 解离部分弱电解质浓度解离部分弱电解质浓度解离度解离度() = 100% 解离前弱电解质浓度解离前弱电解质浓度解离度可表示解离度可表示弱电解质解离程度的大小弱电解质解离程度的大小。 在温度、浓度相同条件下，在温度、浓度相同条件下，越小，电解越小，电解质越弱。质越弱。 弱电解质在溶液中解离达平衡后，已解离弱电解质在溶液中解离达平衡后，已解离的弱电解质分子的百分数，称为的弱电解质分子的百分数，称为解离度解离度。2022-3-19

11、稀释定律稀释定律 c(H+)/cc(A- -)/c 2 cKa = = () c(HA)/c 1 - c c cKi ()2 c若若(c/c)/Ki 500，则，则1-1,Ki 与与都能说明弱电解质的解离程度；都能说明弱电解质的解离程度；但但与与c 有关，有关，Ki 与与c 无关。无关。HA(aq) H+(aq) + A- -(aq)设设一元弱酸一元弱酸(HA)的浓度为的浓度为c： c(H+)因为因为 = 100% c Ki c /c浓度越小，解离度越大浓度越小，解离度越大 稀释定律稀释定律2022-3-193-2-3 弱酸或弱碱溶液中离子浓度弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算计算3.2.3 弱酸或

12、弱碱溶液中离子浓度计算弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算 对于对于HA型弱酸或型弱酸或BOH型弱碱，若型弱碱，若Ki Kw ，且，且其浓度其浓度c(molL-1)不很小，则可忽略水的解离。不很小，则可忽略水的解离。若若(c/c)/Ka500，c(H+)5000.100 - x0.100 则则 x =1.3410-3 c(OH- -)=1.3410-3 molL-1 NH3H2O NH4+ + OH- - c(NH4+) c(OH- -) x2 Kb = = = 1.810-5 c(NH3H2O) 0.100 - x解：解： Kb(NH3H2O)=1.810-5 Kw， 故可忽略水的解离。故可忽略水的

13、解离。2022-3-19pH = -lgc(H+)/c = -lg(7.510-12)=11.12例例 计算计算0.100molL-1氨水溶液中的氨水溶液中的c(OH- -)、pH和氨水的解离度。和氨水的解离度。 c(OH- -)=1.3410-3 molL-1 Kw(c)2 1.010-14(molL-1)2 c(H+ +) = = c(OH- -) 1.3410-3molL-1 = 7.510-12molL-1 c(OH- -)= 100%= 1.34% c Ki或或 = 1.34% c /c2022-3-193-2-4多元弱酸的分步解多元弱酸的分步解3.2.4 多元弱酸的分步解离多元弱酸

14、的分步解离 多元弱酸在水溶液中的解离是分步多元弱酸在水溶液中的解离是分步( (分级分级) )进行的，进行的，平衡时每一级都有一个解离平衡常数。平衡时每一级都有一个解离平衡常数。H2S溶液中的溶液中的c(H+)主要决定于第一级解离的主要决定于第一级解离的H+，第二级解离程度更小，故第二级解离程度更小，故c(H+)c(HS- -)。多元弱酸的强弱主要取决于多元弱酸的强弱主要取决于Ka(1)的大小。的大小。 c(H+) c(HS- -)Ka(1) = = 1.110-7 c(H2S) c(H+) c(S2- -)Ka(2) = = 1.310-13 c(HS- -)解离常数解离常数逐级递减逐级递减如

15、如 H2S H+ + HS- - (1) HS- - H+ + S2- - (2)2022-3-19例例常温、常压下常温、常压下H2S在水中的溶解度为在水中的溶解度为0.10molL-1，计算，计算H2S饱和溶液中饱和溶液中c(H+)、c(S2- -)和和H2S的解离度。的解离度。平衡浓度平衡浓度/(molL-1) 0.10 - x x x(c/c)/Ka(1)= 0.10/(1.110-7)500，0.10 - x0.10 x = 1.110-4c(H+) = 1.110-4 molL-1解：解：Ka(1)Ka(2)， Ka(1)Kw，故可根据第一级解，故可根据第一级解离平衡计算离平衡计算c

16、(H+)。 H2S H+ + HS- - c(H+) c(HS- -) x2 Ka(1) = = = 1.110-7 c(H2S) 0.10 - x2022-3-19因为因为Ka(1)Ka(2)，所以所以 c(HS- -)c(H+) c(S2- -)Ka(2)c =1.310-13 molL-1例例常温、常压下常温、常压下H2S在水中的溶解度为在水中的溶解度为0.10molL-1，计算，计算H2S饱和溶液中饱和溶液中c(H+)、c(S2- -)和和H2S的解离度。的解离度。解：解：c(S2- -)可由第二级解离平衡求得：可由第二级解离平衡求得： c(H+) = 1.110-4 molL-1 c

17、(H+) c(S2- -)Ka(2) = c(HS- -) c(H+)c(S2- -) = Ka(2) c(HS- -) Ka(1) 1.110-7 = = 0.11% c /c 0.10二元弱酸溶液中二元弱酸溶液中: c(A2- -)Ka(2)molL-1，与弱酸的初始浓度关系不大。与弱酸的初始浓度关系不大。2022-3-19常温常压下，常温常压下，H2S饱和溶液中，饱和溶液中，c平平(H2S)0.10molL-1调节调节H2S溶液的酸度，可控制溶液的酸度，可控制c(S2- -)。c(H+)2c(S2- -)1.410-21(molL-1)3c(H+)与与c(S2- -)的关系的关系 利用多

18、重平衡规则，也可求得利用多重平衡规则，也可求得H2S溶液中的溶液中的c(S2- -)。 c(H+)/cc(HS- -)/c H2S H+ + HS- - ； Ka(1) = c(H2S)/c c(H+)/cc(S2- -)/c HS- - H+ + S2- -； Ka(2) = c(HS- -)/c两式相加得两式相加得 H2S 2H+ + S2- -； Ka= Ka(1)Ka(2) c(H+)2 c(S2- -)即即 = Ka(1)Ka(2) c(H2S)(c)22022-3-193-2-4多元弱酸的分步解多元弱酸的分步解3.2.4 多元弱酸的分步解离多元弱酸的分步解离小结小结l 多元弱酸的解

19、离是分步进行的，多元弱酸的解离是分步进行的，一般一般是是Ka(1)Ka(2) Ka(3)。溶液中的溶液中的 H+主要来自于弱酸的第一主要来自于弱酸的第一级解离，计算级解离，计算c(H+)或或pH时可只考虑第一级解离。时可只考虑第一级解离。l 对于对于二元弱酸二元弱酸 ，当，当Ka(1)Ka(2)时，时，c(酸根离子酸根离子) Ka(2)molL-1，而与弱酸的初始浓度关系不大。，而与弱酸的初始浓度关系不大。l 对于对于二元弱酸二元弱酸，若，若 c(弱酸弱酸)一定时，一定时，c(酸根离子酸根离子)与与 c(H+)2成反比成反比。l 除多元弱酸外，除多元弱酸外，多元弱碱多元弱碱如如Al(OH)3，

20、中强酸中强酸如如H3PO4，以及，以及少数的盐少数的盐如如HgCl2、Hg(CN)2等，在溶等，在溶液中也是分步解离的。液中也是分步解离的。2022-3-193-2-5 解离平衡的移动同离子效解离平衡的移动同离子效应应3.2.5 解离平衡的移动同离子效应解离平衡的移动同离子效应 在弱电解质溶液中，加入在弱电解质溶液中，加入含有相同离子含有相同离子的的易溶强易溶强电解质电解质，使弱电解质解离度降低的现象。，使弱电解质解离度降低的现象。平衡平衡向左移动向左移动，HOAc的的解离度降低解离度降低解离平衡的移动解离平衡的移动 解离平衡和其它平衡一样，当维持体系平衡的条解离平衡和其它平衡一样，当维持体系

21、平衡的条件改变时，会引起解离平衡的移动。件改变时，会引起解离平衡的移动。 在在HOAc溶液中，若加入与溶液中，若加入与HOAc含有相同离子的电解质含有相同离子的电解质NaOAc。由于。由于c(OAc- -)的增大，导致的增大，导致HOAc解离平衡逆向移动。解离平衡逆向移动。同离子效应同离子效应 HOAc H+ + OAc- - NaOAc Na+ + OAc- -2022-3-19例例 在在0.100molL-1NH3H2O溶液中，加入固体溶液中，加入固体NH4Cl，使其浓度为，使其浓度为0.100molL-1，求溶液中，求溶液中c(H+)、NH3H2O的解离度。的解离度。解：解：KbKw ,

22、 设由设由NH3H2O解离的解离的c(OH- -)=x molL-1 平衡浓度平衡浓度/(molL-1) 0.100-x 0.100+x xx=1.810-5c(OH- -)=1.810-5 molL-1因为因为(c/c)/Kb=0.100/(1.810-5)500，加上同离子加上同离子效应效应，所以，所以0.100-x0.100，0.100+x0.100 NH3H2O NH4+ + OH- - c(NH4+) c(OH- -) (0.100+x) xKb = = =1.810-5 c(NH3H2O) 0.100-x 0.100 x =1.810-5 0.1002022-3-19解：解：c(O

23、H- -)=1.810-5 molL-1未加未加NH4Cl时，时，0.100molL-1NH3H2O溶液的溶液的= 1.34%，即即由于同离子效应，使由于同离子效应，使降低降低。 利用利用同离子效应同离子效应可调节溶液的酸碱性可调节溶液的酸碱性；控制弱酸控制弱酸溶液中酸根离子浓度溶液中酸根离子浓度；选择性地使某些金属离子沉淀选择性地使某些金属离子沉淀，达到离子分离、提纯的目的。达到离子分离、提纯的目的。例例 在在0.100molL-1NH3H2O溶液中，加入固体溶液中，加入固体NH4Cl，使其浓度为，使其浓度为0.100molL-1，求溶液中，求溶液中c(H+)、NH3H2O的解离度。的解离度

24、。 1.010-14c(H+)= = 5.610-10 molL-1 1.810-5 1.810-5 molL-1= 100% =1.810-2% 0.100 molL-12022-3-193-2-6 缓冲溶液缓冲溶液3.2.6 缓冲溶液缓冲溶液缓冲溶液缓冲溶液：具有保持溶液：具有保持溶液pH值相对稳定作用的值相对稳定作用的溶液。溶液。缓冲作用原理：如缓冲作用原理：如 HOAcNaOAc混合液混合液 大量大量 极小量极小量 大量大量 HOAc H+ +OAc- - c(HOAc) 根据根据 c(H+)= Ka(HOAc) ， c(OAc- -)c(H+)的大小取决于的大小取决于c(HOAc)/

25、c(OAc- -)的比值。的比值。当当适当适当稀释此溶液稀释此溶液时，由于时，由于c(HOAc)和和c(OAc- -)以同等倍数下降，故以同等倍数下降，故c(H+)、pH不变不变。2022-3-193-2-6 缓冲溶液缓冲溶液 大量大量 极小量极小量 大量大量 外加适量酸外加适量酸(H)，平衡向左移动，平衡向左移动外加适量碱外加适量碱(OH- -)，平衡向右移动，平衡向右移动NaOAc：抵消抵消H+物质物质；HOAc：抵消抵消OH- -物质物质。HOAc H+ +OAc- - 当外加适量碱时，当外加适量碱时，溶液中的溶液中的H+与外加的与外加的OH- -生成生成H2O，未解离大量的未解离大量的

26、HOAc就继续解离补充就继续解离补充H+的消耗的消耗( (即平衡向即平衡向右移动右移动) )。当达到新平衡时，当达到新平衡时，c(OAc- -)略有增加，略有增加，c(HOAc)略有减少，略有减少，c(HOAc)/c(OAc- -)变化不大，因此溶液的变化不大，因此溶液的pH值值基本不变。基本不变。当外加适量酸时，当外加适量酸时，溶液中大量的溶液中大量的OAc- -与外加的与外加的H+结合生结合生成成HOAc( (即平衡向左移动即平衡向左移动) )。当达到新平衡时，当达到新平衡时，c(HOAc)略有增加，略有增加，c(OAc)略有减少，略有减少，c(HOAc)/c(OAc- -)变化不大，变化

27、不大，因此溶液的因此溶液的pH值基本不变。值基本不变。2022-3-19常见的缓冲溶液常见的缓冲溶液 弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐等混合液；多元弱弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐等混合液；多元弱酸的两种不同酸度的盐混合液。酸的两种不同酸度的盐混合液。缓冲溶液缓冲溶液pKipH值范围值范围HOAc-NaOAc4.763.65.6NH3H2O-NH4Cl4.768.310.3NaHCO3-Na2CO310.339.211.0KH2PO4-K2HPO47.205.98.0H3BO3-Na2B4O79.27.29.2缓冲溶液的特点：缓冲溶液的特点：1. 缓冲溶液的缓冲能力是缓冲溶液的缓冲能力是有限有限的，只对

28、适量酸碱。的，只对适量酸碱。2. 缓冲能力与溶液中缓冲能力与溶液中各组分的浓度各组分的浓度有关，有关，c(HA)与与c(A- -)或或c(BOH)与与c(B+)较大时，缓冲能力强。较大时，缓冲能力强。2022-3-19缓冲溶液缓冲溶液pH值的计算值的计算例例 试计算含试计算含0.100molL-1HOAc、0.100molL-1 NaOAc溶液的溶液的pH值。值。 平衡浓度平衡浓度/(molL-1) 0.100-x x 0.100+x解：解：KaKw，设由，设由HOAc解离的解离的c(H+)=x molL-1 HOAc H+ +OAc- - c(OAc- -) c(H+) (0.100+x)

29、xKa = = =1.810-5 c(HOAc) 0.100-x因为因为(c/c)/Ka=0.100/(1.810-5)500，加上同离加上同离子效应子效应，所以，所以0.100-x0.100，0.100+x0.100 x=1.810-5c(H+)1.810-5 molL-1 0.100 x =1.810-5 0.100pH=4.742022-3-19例例(2)向向1L含有含有0.100molL-1HOAc、0.100 molL-1NaOAc溶液中通入溶液中通入0.01mol HCl气体气体(忽略溶液体积的变化忽略溶液体积的变化)，计算溶液的，计算溶液的pH值。值。解解: 反应反应 H+ +

30、OAc- - HOAc 反应了反应了 0.01 0.01 0.01 平衡浓度平衡浓度/(molL-1) 0.110-y y 0.090+y HOAc H+ +OAc- - 设此时由设此时由HOAc解离的解离的c(H+)= y molL-1 c(OAc- -) c(H+) (0.090+y) yKa = = =1.810-5 c(HOAc) 0.110-y因为因为(c/c)/Ka=0.110/(1.810-5)500，加上同离加上同离子效应子效应，所以，所以0.110-y0.110，0.090+y0.090y =2.210-5pH=4.662022-3-19例例(3)向向1L含有含有0.100m

31、olL-1HOAc、0.100 molL-1NaOAc溶液中加入溶液中加入0.01mol NaOH固体固体(忽略溶液体积的变化忽略溶液体积的变化)，计算溶液的，计算溶液的pH值。值。解解: 反应反应 OH- - + HOAc OAc- - + H2O 反应了反应了 0.01 0.01 0.01 平衡浓度平衡浓度/(molL-1) 0.090-z z 0.110+z HOAc H+ +OAc- - 设此时由设此时由HOAc解离的解离的c(H+)= z molL-1 c(OAc- -) c(H+) (0.110+z) zKa = = =1.810-5 c(HOAc) 0.090-z因为因为(c/c

32、)/Ka=0.090/(1.810-5)500，加上同离加上同离子效应子效应，所以，所以0.090-z0.090，0.110+z0.110z =1.4710-5pH=4.832022-3-19例例(4)向向1L含有含有0.100molL-1HOAc、0.100 molL-1NaOAc溶液中加入溶液中加入H2O，使溶液稀释，使溶液稀释10倍，计算溶液的倍，计算溶液的pH值。值。 平衡浓度平衡浓度/(molL-1) 0.010-x x 0.010+x HOAc H+ +OAc- - 解：设此时由解：设此时由HOAc解离的解离的c(H+)= xmolL-1 c(OAc- -) c(H+) (0.01

33、0+ x)x Ka = = =1.810-5 c(HOAc) 0.010-x 因为因为(c/c)/Ka=0.010/(1.810-5)500，加上同离加上同离子效应子效应，所以，所以0.010-x0.010，0.010+x0.010 x=1.810-5pH=4.74c(H+)1.810-5 molL-1第三章第三章 酸碱反应和沉淀反应酸碱反应和沉淀反应2022-3-19第三节第三节盐类的水解反应盐类的水解反应无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案第三章第三章 酸碱反应和沉淀反应酸碱反应和沉淀反应第三节第三节盐类的水解反应盐类的水解反应2022-3-193-3-1 水解反应和水解常数水解反

34、应和水解常数3.3.1 水解反应和水解常数水解反应和水解常数水解反应水解反应盐的盐的水解反应水解反应：盐的组分离子与水解离出来的：盐的组分离子与水解离出来的H+或或OH- -结合生成弱电解质的反应。结合生成弱电解质的反应。强碱弱酸盐强碱弱酸盐如如NaOAc Na+ + OAc- -+HOAc强碱弱酸盐的水解只是弱酸根阴离子的水解，强碱弱酸盐的水解只是弱酸根阴离子的水解，水解的结果使溶液呈碱性。水解的结果使溶液呈碱性。H2O OH- - + H+水解反应式：水解反应式： OAc- -H2O HOAcOH- -2022-3-19强酸弱碱盐强酸弱碱盐如如 NH4Cl NH4+ + Cl- -+NH3

35、H2O强酸弱碱盐的水解只是其弱碱阳离子的水解，强酸弱碱盐的水解只是其弱碱阳离子的水解，水解的结果使溶液呈酸性。水解的结果使溶液呈酸性。H2O OH- - + H+水解反应式：水解反应式： NH4+ H2O NH3H2O H+ +强酸强碱盐强酸强碱盐强酸强碱盐不水解，溶液呈中性。强酸强碱盐不水解，溶液呈中性。2022-3-19弱酸弱碱盐弱酸弱碱盐水溶液的酸碱性视生成弱酸、弱碱的水溶液的酸碱性视生成弱酸、弱碱的Ki 而定。而定。u Ka(HB) Kb(AOH) 水溶液显酸性水溶液显酸性A+ + B- - + H2O HB + AOH ( (弱酸弱酸) ) ( (弱碱弱碱) )如如NH4F：NH4+

36、 + F- - + H2O NH3H2O + HFu Ka(HB)Kb(AOH) 水溶液显中性水溶液显中性如如NH4OAc： NH4+ + OAc- - + H2O NH3H2O + HOAcu Ka(HB) Kb(AOH) 水溶液显碱性水溶液显碱性如如NH4CN： NH4+ + CN- - + H2O NH3H2O + HCN2022-3-19水解常数水解常数水解常数水解常数 c(HOAc)/cc(OH- -)/c cKh = c(OAc- -)/c c即即 一元弱酸盐一元弱酸盐 一元弱碱盐一元弱碱盐 一元弱酸弱碱盐一元弱酸弱碱盐OAc- -H2O HOAcOH- - c(HOAc)/cc(

37、OH- -)/c cc(H+)/c c KwKh = = c(OAc- -)/c cc(H+)/c c Ka KwKh = Ka KwKh = Kb KwKh = Ka Kb2022-3-19水解常数水解常数Kh值越大，相应盐的水解程度越大。值越大，相应盐的水解程度越大。水解度水解度表示盐的水解程度。表示盐的水解程度。 盐水解部分的物质的量盐水解部分的物质的量(浓度浓度)水解度水解度(h) = 100% 盐原来的物质的量盐原来的物质的量(浓度浓度)Kh与水解度均可表示盐的水解程度，与水解度均可表示盐的水解程度，但但Kh与盐的浓度无关；与盐的浓度无关；h 与盐的浓度有关。与盐的浓度有关。2022

38、-3-193-3-2 分步水解分步水解3.3.2 分步水解分步水解多元弱酸盐或多元弱碱盐的水解是分步的。多元弱酸盐或多元弱碱盐的水解是分步的。 Kw 1.010-14Kh(1) = = = 7.710-2 Ka(2)(H2S) 1.310-13 Kh(2) Kh(2) Kh(3)，所以在，所以在FeCl3溶液中一般不会有溶液中一般不会有Fe(OH)3沉淀。沉淀。 Fe3+ + H2O Fe(OH)2+ + + H+ Fe(OH)2+ + H2O Fe(OH)2+ + + H+ Fe(OH)2+ + H2O Fe(OH)3 + + H+2022-3-193-3-3 盐溶液盐溶液pH的进似计算的进

39、似计算3.3.3 盐溶液盐溶液pH的近似计算的近似计算例例计算计算0.10molL-1NaOAc溶液的溶液的pH和水解度。和水解度。平衡浓度平衡浓度/(molL-1) 0.10-x x xpH=14 -lg(7.510-6)= 8.88 7.510-6molL-1h = 100% =7.510-3% 0.10molL-1 OAc- - + H2O HOAc + + OH- - x2 Kw 1.010-14Kh = = = = 5.610-10 0.10- x Ka(HOAc) 1.810-5解：解：Kh Kw，故可忽略水解离提供的，故可忽略水解离提供的OH- -。因为因为(c/c)/Kh=0.

40、10/(5.610-10)500，所以，所以0.10-x0.10 x =7.510-6c(OH- -)=7.510-6 molL-12022-3-193-3-4影响盐类水解度的因素影响盐类水解度的因素3.3.4 影响盐类水解度的因素影响盐类水解度的因素1. 水解离子的本性水解离子的本性水解产物水解产物(弱酸或弱碱弱酸或弱碱)越弱，则水解程越弱，则水解程度越大。度越大。水解产物是很弱电解质，且为难溶物质水解产物是很弱电解质，且为难溶物质或为挥发性气体，则水解程度极大，甚或为挥发性气体，则水解程度极大，甚至完全水解。至完全水解。 如如 Al2S3 + 6H2O Al(OH)3+ 3H2S 这类物质

41、溶于水，得到的是水解产物，这类物质溶于水，得到的是水解产物，而得不到其水溶液。而得不到其水溶液。2022-3-193.3.4 影响盐类水解度的因素影响盐类水解度的因素2. 盐溶液浓度、温度盐溶液浓度、温度一般来说，盐浓度越小，盐的水解度越大。一般来说，盐浓度越小，盐的水解度越大。水解反应为吸热反应，温度升高，盐的水解水解反应为吸热反应，温度升高，盐的水解度增大。度增大。3. 盐溶液酸度盐溶液酸度降低溶液的降低溶液的pH值，可增大阴离子的水解度。值，可增大阴离子的水解度。升高溶液的升高溶液的pH值，可增大阳离子的水解度。值，可增大阳离子的水解度。2022-3-193-3-5 盐类水解的抑制和利用

42、盐类水解的抑制和利用3.3.5 盐类水解的抑制和利用盐类水解的抑制和利用易水解盐溶液的配制易水解盐溶液的配制 为抑制水解，必须将它们溶解在相应为抑制水解，必须将它们溶解在相应的碱或酸中。的碱或酸中。配制配制SnCl2、SbCl3溶液，应先加入适量溶液，应先加入适量HCl。Sn(OH)ClCl- -加入加入HCl如如 Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+Sn2+ + H2O + Cl- - Sn(OH)Cl+ H+2022-3-19易水解盐溶液的配制易水解盐溶液的配制加入加入HClSbOClCl- -H2OSb(OH)2+ + H+- H2O(氯化氧锑氯化氧锑)配制配制SnCl2、Sb

43、Cl3溶液，应先加入适量溶液，应先加入适量HCl。如如 Sb3+ + H2O Sb(OH)2+ + H+Sb3+ + H2O + Cl- - SbOCl+ 2H+2022-3-19易水解盐溶液的配制易水解盐溶液的配制(硝酸氧铋硝酸氧铋)配制配制Bi(NO3)3溶液，应先加入适量溶液，应先加入适量HNO3。BiONO3NO3- -H2OBi(OH)2+ + H+-H2O加入加入HNO3Bi3+ + H2O Bi(OH)2+ + H+Bi3+ + H2O + NO3- - BiONO3+ 2H+2022-3-19易水解盐溶液的配制易水解盐溶液的配制配制配制Na2S溶液，应先加入适量溶液，应先加入适

44、量NaOH。H2OH2S + OH- -加入加入NaOHS2- - + H2O HS- - + OH- -+2022-3-19利用盐类水解进行离子的分离和提纯利用盐类水解进行离子的分离和提纯如如除去溶液中的除去溶液中的Fe2+、Fe3+。 2Fe2+ + H2O2 2Fe3+ + 2OH- -1. 加入氧化剂加入氧化剂(如如H2O2)，使，使Fe2+Fe3+；2. 降低酸度，调节溶液降低酸度，调节溶液pH=34，促使，促使Fe3+水水解，生成解，生成Fe(OH)3；3. 加热，加热，促使促使Fe3+水解，生成水解，生成Fe(OH)3。如如利用利用Bi(NO3)3易水解，制备高纯度易水解，制备高

45、纯度Bi2O3。 加热加热1. Bi3+ + H2O + NO3- - BiONO3+ 2H+；2. 灼烧灼烧BiONO3可得纯度较高的可得纯度较高的Bi2O3 。第三章第三章 酸碱反应和沉淀反应酸碱反应和沉淀反应2022-3-19第四节沉淀反应第四节沉淀反应无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案第三章第三章 酸碱反应和沉淀反应酸碱反应和沉淀反应第四节第四节沉淀反应沉淀反应2022-3-19难溶电解质：难溶电解质： 溶解度溶解度 0.01g/100gH2O微溶电解质：微溶电解质： 溶解度溶解度 0.01g0.1g/100gH2O易溶电解质：易溶电解质： 溶解度溶解度 0.1g/100gH

46、2O2022-3-193-4-1难溶电解质的溶度积和溶难溶电解质的溶度积和溶解度解度3.4.1难溶电解质的溶度积和溶解度难溶电解质的溶度积和溶解度溶解平衡溶解平衡 一定温度下，溶解与沉淀速率相等时，一定温度下，溶解与沉淀速率相等时，晶体和溶液中的相应离子达到多相离子平衡，晶体和溶液中的相应离子达到多相离子平衡，溶液成为饱和溶液，称为溶解平衡。溶液成为饱和溶液，称为溶解平衡。溶度积常数溶度积常数Ksp(BaSO4) = c(Ba2+)/cc(SO42-)/cBaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42- -(aq)溶解溶解沉淀沉淀如如 难溶难溶强强电解质电解质：溶度积表达式溶度积表达式202

47、2-3-19溶度积表达式也适用于溶度积表达式也适用于难溶难溶弱弱电解质电解质K1= c(AB)/c c(A+)c(B- -)K2= c(AB)c(1) + (2)得：得：K1K2 = c(A+)c(B- -)/(c)2 = Ksp(AB)即即 Ksp(AB) = c(A+)/cc(B- -)/c(1) AB(s) AB(aq);(2)AB(aq) A+ + B- -;AB(s) A+ + B- -2022-3-19一般难溶电解质一般难溶电解质溶度积常数溶度积常数Ksp(AmBn) = c(An+)/cmc(Bm- -)/cn溶度积常数溶度积常数(简称简称溶度积溶度积)即在一定温度下，难溶电解质

48、的饱和溶液即在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，各组分离子浓度幂的乘积为一常数。中，各组分离子浓度幂的乘积为一常数。Ksp 只与温度有关，与浓度无关。只与温度有关，与浓度无关。AmBn(s) mAn+ + nBm- -溶解溶解沉淀沉淀2022-3-19 根据溶度积常数关系式，难溶电解根据溶度积常数关系式，难溶电解质得溶度积和溶解度质得溶度积和溶解度(s, g/LH2O或或mol/LH2O)之间可以相互换算。之间可以相互换算。 在有关溶度积的计算中，离子浓度在有关溶度积的计算中，离子浓度必须是物质的量浓度，单位为必须是物质的量浓度，单位为molL-1。由于难溶电解质的溶解度很小，难溶电由于难溶

49、电解质的溶解度很小，难溶电解质饱和溶液的密度可近似等于水的密解质饱和溶液的密度可近似等于水的密度。度。溶解度与溶度积的相互换算溶解度与溶度积的相互换算2022-3-19溶解度与溶度积的相互换算溶解度与溶度积的相互换算例例 298.15K时时Ksp(AgI) = 8.5210-17，计算计算298.15K时时AgI的溶解度。的溶解度。平衡浓度平衡浓度/molL-1 x xKsp(AgI)=c(Ag+)/cc(I- -)/c8.5210-17= xx/(c)2x = 9.2310-9 molL-1即即 s(AgI) = 9.2310-9 molL-1解：设解：设AgI的溶解度的溶解度(s)为为 x

50、 molL-1 AgI(s) Ag+ + I- -u 可见对于可见对于 AB(s) A+ + B- -s = Kspc c2022-3-19同理同理AB2或或A2B型难溶电解质型难溶电解质平衡浓度平衡浓度/molL-1 2s sKsp(A2B) = (2s)2s /(c)3 3 Ksps = c 4溶解度与溶度积的相互换算溶解度与溶度积的相互换算如如 A2B(s) 2A+ + B2- -对于对于 AmBn(s) mAn+ + nBm- - (m+n) Ksps = c mm nn 2022-3-19如如 ZnS在饱和溶液中在饱和溶液中s(ZnS)c(Zn2+)+c(Zn(OH)+)c(S2-

51、-)+c(HS- -) 应用溶解度计算公式应应用溶解度计算公式应注意注意1. 不适用于不适用于易水解的难溶电解质易水解的难溶电解质且水解程度且水解程度 S2- - Zn2+, 使使c(Zn2+) c(S2- -)ZnS(s) Zn2+ + S2- -Zn2+ + H2O Zn(OH)+ + H+ S2- - + H2O HS- - + OH- -按按 s = Ksp c c 式计算会产生较大误差。式计算会产生较大误差。2. 不适用于不适用于难溶弱电解质难溶弱电解质AB(aq) A+ + B- -s(AB) = c(AB)+c(A+) = c(AB)+c(B- -) s = c(AB)+ Ksp

52、 c2022-3-193. 只有只有相同类型相同类型、基本基本不水解不水解的难溶的难溶强强电解电解质质，才可直接根据，才可直接根据溶度积的大小溶度积的大小来比较来比较溶溶解度的大小解度的大小。不同类型的则必须根据不同类型的则必须根据Ksp求求算出算出溶解度，才能比较。溶解度，才能比较。类型类型难溶电解质难溶电解质Ksps/(molL-1)ABAgCl1.7710-101.3310-5AgBr5.3510-137.3310-7AgI8.5210-179.2510-9AB2MgF26.510-91.210-3A2BAg2CrO41.1210-126.5410-5应用溶解度计算公式应应用溶解度计算公

53、式应注意注意2022-3-193-4-2沉淀反应沉淀反应3.4.2 沉淀反应沉淀反应溶度积规则溶度积规则 反应逆向进行反应逆向进行 r Gm = RT lnKsp + RT lnJJ =c(An+)m c(Bm+)n/(c)(m+n)对于对于 AmBn(s) mAn+ + nBm- 生成沉淀生成沉淀离子积离子积溶度积规则：溶度积规则：2022-3-19例例 在在10mL0.10molL-1MgSO4溶液中加入溶液中加入10mL0.10molL-1NH3H2O，问有无，问有无Mg(OH)2沉淀生成？沉淀生成？解：混合后解：混合后 c(Mg2+) =0.10molL-1 /2 =0.050molL

54、-1c(NH3H2O) =0.10molL-1 /2 =0.050molL-1平衡浓度平衡浓度/(molL-1) 0.050-x x xx =9.510-4 c(OH- -) =9.510-4 molL-1J = c(Mg2+)c(OH- -)2/(c)3 = 0.050(9.510-4)2 J = 4.510-8 KspMg(OH)2 = 5.6110-12表明有表明有Mg(OH)2沉淀生成沉淀生成设混合后设混合后反应前反应前c(OH- -) = x molL-1NH3H2O NH4+ + OH- - c(NH4+) c(OH- -) x2Kb = = = 1.810-5 c(NH3H2O)

55、 0.050-x因为因为(c/c)/Kb=0.050/(1.810-5)500，0.050-x0.0502022-3-19例例 在在10mL0.10molL-1MgSO4溶液中加入溶液中加入10mL0.10molL-1NH3H2O, 若使若使Mg(OH)2沉淀溶解，最沉淀溶解，最少少应加入多少摩尔应加入多少摩尔NH4Cl？解：使沉淀溶解解：使沉淀溶解 J =c(Mg2+)c(OH- -)2/(c)3 8.210-2molL-1加入的加入的c(NH4+)(8.210-2-1.110-5)molL-10.082molL-1NH4Cl: (0.0820.020)mol=0.0016mol Ksp(c

56、)3 5.6110-12(molL-1)2 c(OH- -) = =1.110-5molL-1 c(Mg2+) 5.010-2 NH3H2O NH4+ + OH- - 1.110-5 yKb = =1.810-5 0.050 - 1.110-5y = 8.210-2设设c(NH4+ +)至少要达到至少要达到 y molL-1，才能满足，才能满足c(OH- -)的要求的要求y 中有中有1.110-5 molL-1的的 NH4+是由是由NH3H2O解离提供的解离提供的2022-3-19影响沉淀反应的因素影响沉淀反应的因素例例 计算计算BaSO4在在298.15K，0.10molL-1Na2SO4溶

57、溶液中的溶解度。液中的溶解度。(在纯水中在纯水中 s=1.0410-5 molL-1) 同离子效应同离子效应 使难溶电解质溶解度降低使难溶电解质溶解度降低平衡移动方向平衡移动方向平衡浓度平衡浓度/molL-1 x x + 0.10s =1.110-9molL-1 n Ksp (M(OH)n) molL-1 n Ksp (M(OH)n)c(OH- -) molL-1 10-5 由此可见，难溶性金属氢氧化物由此可见，难溶性金属氢氧化物(还有硫化物还有硫化物)从溶液中开始沉淀与沉淀完全的从溶液中开始沉淀与沉淀完全的c(OH- -)或或pH主要主要取决于其溶度积的大小。取决于其溶度积的大小。2022-

58、3-19M(OH)n开始沉淀开始沉淀pH沉淀完全沉淀完全pH分子式分子式Kspc(Mn+) =1molL-1c(Mn+)= 0.1molL-1c(Mn+)10-5molL-1Mg(OH)25.6110-128.378.8710.87Co(OH)25.9210-156.897.389.38Cd(OH)27.210-156.97.49.4Zn(OH)2310-175.76.28.24Fe(OH)24.8710-175.86.348.34Pb(OH)21.4310-156.587.089.08Be(OH)26.9210-223.423.925.92Sn(OH)25.4510-280.871.373.

59、37Fe(OH)32.7910-391.151.482.81 由于各种金属氢氧化物的由于各种金属氢氧化物的Ksp一般不相同，所一般不相同，所以以调节溶液的调节溶液的pH值，可使溶液中某些金属离子沉值，可使溶液中某些金属离子沉淀为氢氧化物淀为氢氧化物(或硫化物或硫化物)，其它金属离子仍留在溶，其它金属离子仍留在溶液中，从而达到离子分离、提纯的目的。液中，从而达到离子分离、提纯的目的。2022-3-19例例 为除去为除去1.0molL-1ZnSO4溶液中的溶液中的Fe3+，溶液的溶液的pH值应控制在什么范围？值应控制在什么范围？c(OH- -)= 6.5310-12molL-1 pH=2.81解：

60、解：Fe(OH)3沉淀完全时沉淀完全时Zn(OH)2开始沉淀时开始沉淀时 3 Ksp (Fe(OH)3) 3 2.7910-39c(OH- -)= = molL-1 10-5 10-5 2 Ksp (Zn(OH)2) 2 310-17c(OH- -)= = molL-1 c(Zn2+) 1.0c(OH- -)= 5.4810-9molL-1 pH=5.74pH应控制为：应控制为： 2.81pH = c(Cl- -) 1.010-2 = 1.7710-8 molL-1 Ksp(AgI)(c)2 8.5210-17(molL-1) AgI：c2(Ag+) = c(I- -) 1.010-2 = 8