第二章水溶液中的化学平衡

1、2.1 酸碱平衡2.2 沉淀-溶解平衡2.3 配合物及水溶液中的配位平衡 2.1.2 水的解离平衡 2.1.1 酸碱理论 2.1.3 弱酸与弱碱溶液的解离平衡 2.1.4 同离子效应 2.1.5 缓冲溶液 v 最初：酸是具有酸味的物质，使石蕊变红的一类物 质；碱是有涩味，可以使石蕊变蓝的一类物质。v 18世纪后期：氧元素是酸的必要成分。v 19世纪初，氢元素是酸的必要成分。v 1884年，阿仑尼乌斯提出了酸碱电离理论。v 1923年，布朗斯特和劳里提出了酸碱质子理论。v 1923年，路易斯提出了酸碱电子理论。2.1 酸碱平衡酸碱平衡2.1.1 酸碱理论酸碱理论酸：在水溶液中，解离时所生成的阳离

2、子全部 是H+的化合物；碱：在水溶液中，解离时所生成的阴离子全部 是OH的化合物。理论缺陷酸碱局限于水溶液中，不能研究非水体系把碱仅限于氢氧化物。酸碱反应实质 H+ + OH = H2O 1. 酸碱电离理论酸碱电离理论阿仑尼乌斯（S.A. Arrhenius）布朗斯特，丹麦化学家2. 酸碱质子理论酸碱质子理论1923 年，二人分别独立提出酸碱质子理论。 劳里，英国科学家 酸碱质子理论基本要点酸酸(acid) ：在反应中给出质子（H+）(proton donor)的物质；碱碱 (base) ：在反应中接受质子(proton acceptor)的物质；两性物质：既可以接受质子，也可以给出质子的物质

3、。 质子给体质子给体 酸酸 donate protons质子受体质子受体碱碱 accept protons两性物质两性物质Amphoteric substance can act both as an acid and as an base+AAHH +43NHNHHHAcAcH233H COHCOH233HCOCOH322625Al(H O) Al(H O) (OH)H 酸酸 碱碱共轭酸碱对共轭酸碱对(conjugate acid-base pairs)质子给体质子给体 酸酸(I)质子受体质子受体 碱碱 (II)质子给体质子给体 酸（酸（II)质子受体质子受体 碱碱 (I)H+酸碱反应酸碱反

4、应+A + BAHHB =+AAHH 酸碱半反应酸碱半反应: : 酸给出质子和碱接受质子的反应酸给出质子和碱接受质子的反应半反应半反应1醋酸与氨在水溶液中的反应醋酸与氨在水溶液中的反应半反应半反应2 )H+酸碱反应的实质就是两个共轭酸碱对之间质子传递的反应。优点：扩大了酸碱的范围，可适用于非水溶液。 理论优缺点理论优缺点缺点：对于无质子参加的反应不适用。酸和碱的概念具有相对性 + OH (aq) H+The acid-base properties of water半反应半反应1半反应半反应2 )Autoionization of water1. 共轭酸碱之间只差一个质子，可以是分子、离子。2

5、. 有的离子既是酸，也是碱。酸的酸性强，其共轭碱的碱性弱；酸的 酸性弱，其共轭碱的碱性强。4. 不体现盐的概念。5. 酸的强度由给出质子能力强弱来衡量。共轭关系特点：共轭关系特点：+2H OH + OH +w(H )(OH )KccccwK被称为水的离子积常数被称为水的离子积常数, ,是温度的函数是温度的函数 2.1.2 水的解离平衡水的解离平衡 1. 水的离子积常数水的离子积常数(Ion-product constant of water)298.15 K时，纯水中c(H+)和c(OH)均为1.0107 moldm3.wK14 1.0 10不同温度下水的离子积常数 T/K T/K 15151

6、5141.1 102.9 106.8 101.0 10141413132.9 105.5 103.8 105.5 10 当温度在室温附近变化时， 变化不大，一般可认为 。273283293298313323363373KWKWKWKW = 1.0 1014溶液酸碱性取决于溶液中溶液酸碱性取决于溶液中c(H+)与与c(OH)的相对大小：的相对大小：+HOHcc酸性溶液中性溶液碱性溶液+pHlg (H )/cc pOHlg (OH )/cc 用浓度表示不方便，采用用浓度表示不方便，采用pH值值wpH+pOH=pKpH值：用来表示水溶液酸碱性的一种标度值：用来表示水溶液酸碱性的一种标度 +H=OHc

7、c+HOHcc 2. 溶液的溶液的pH值和值和pOH值值+a (H )/ (Ac )/ (HAc)/ccccKcc弱酸的标准解离平衡常数弱酸的标准解离平衡常数 HAcAcH4b32 (NH )/ (OH )/ (NHH O)/ccccKcc+324NHH ONHOH弱碱的标准解离平衡常数弱碱的标准解离平衡常数 是表征弱电解质解离程度大小的特性常数，是表征弱电解质解离程度大小的特性常数， 值越值越大，弱电解质的解离程度越大。与浓度无关，只与温度有大，弱电解质的解离程度越大。与浓度无关，只与温度有关。关。abKK和K2.1.3 弱酸与弱碱溶液的解离平衡弱酸与弱碱溶液的解离平衡1. 解离平衡常数解离

8、平衡常数见附录见附录5 如果酸的酸性越强，则其共轭碱的碱性越弱；反之，酸的酸性越弱，则其共轭碱的碱性越强。 酸碱的相对强弱首先取决于物质的本性，其次与溶剂的性质有关。通常未加说明的情况下，溶剂指的是水。100已解离弱电解质的浓度弱电解质的初始浓度解离度的大小除与弱电解质的本性有关，还与溶液解离度的大小除与弱电解质的本性有关，还与溶液的浓度、温度等因素有关。在温度、浓度相同的条的浓度、温度等因素有关。在温度、浓度相同的条件下，解离度大的酸为较强的酸；解离度小的酸为件下，解离度大的酸为较强的酸；解离度小的酸为较弱的酸。较弱的酸。解离度解离度 ：弱电解质在溶剂中解离达平衡后，已解离：弱电解质在溶剂中

9、解离达平衡后，已解离 的弱电解质分子百分数。的弱电解质分子百分数。2. 解离度解离度+HAH +A2a (H )/ (A )/ (HA)/ccccxKcccx初始浓度初始浓度/moldm-3 c 0 0平衡浓度平衡浓度/moldm-3 c x x x cxc+a(H )cxcK3. 一元弱酸一元弱酸(碱碱)溶液中溶液中H(OH-)浓度计算浓度计算 一元弱酸一元弱酸aa100%cKKxccc一元弱碱溶液中一元弱碱溶液中OH的浓度：的浓度：b(OH )ccK稀释定律稀释定律：浓度越小，解离度越大。：浓度越小，解离度越大。bKc解：解： 初始浓度初始浓度/moldm-3 0.10 0 0 平衡浓度平

10、衡浓度/moldm-3 0.10 x x x 例2.1 计算25时，0.10 moldm3 HAc溶液中的H+ (pH)，Ac，HAc的浓度及该HAc溶液的解离度。已知5a(HAc)1.75 10K5a3(HAc)0.1 1.75 101.32 10 xcKx33(H )(Ac )1.32 10 mol dmcc+HAcH +Ac3(HAc)0.10.1mol dmcx100%1.32%xc+pH=-lg (H )=2.88c计算下列溶液的计算下列溶液的pH值值 (1) 0.01mol/dm3 HCl (2) 0.01mol/dm3 HCN( =4.9310-10) (3) 0.10mol/d

11、m3 NaOH (4) 0.10mol/dm3 氨水( =1.7710-5)aKbK课堂练习题：课堂练习题：+pH=-lg (H )=-lg0.01=2c3(H )0.01mol dmc(1) 一元强酸+106a(H )0.01 4.93 102.22 10ccK+6pH=-lg (H )=-lg(2.22 10 )=5.65c(2) 一元弱酸 3(OH )0.10mol dmcpH=14+lg (OH )=14-1=13c(3) 一元强碱 53(OH )0.10 1.77 101.33 10bccKpH=14+lg (OH )=14-2.88=11.12c(4) 一元弱碱 H2S H+ +

12、HS- 7a12 (H )/ (HS )/1.1 10(H S)/ccccKccHS H+ + S2- 213a2 (H )/ (S )/1.3 10(HS )/ccccKccH2S总的解离平衡式 H2S 2H+ + S2- 22a22 (H )/ (S )/(H S)(H S)/ccccKcc4. 二元弱酸溶液中二元弱酸溶液中H+浓度计算浓度计算aa1a2KKK例2.2 常温常压下H2S在水中的溶解度为0.10 moldm3,求H2S饱和溶液中c(H+)、c(S2)及H2S的解离度。H2S H+ + HS 解：解：初始浓度/moldm3 0.10 0 0平衡浓度/moldm3 0.10 x

13、x x22a10.100.10 xxKx271.1 100.10 x解得 41.1 10 xHS H+ + S2 2a2(H )(S )(HS )ccKc2a2(HS )(S )(H )ccKcc(HS )c(H+)2133a2(S )1.3 10mol dmcK7a11.1 100.11%0.10KcHS- H+ + S2- 初始浓度/moldm-3 1.110-4 1.110-4 0平衡浓度/moldm-3 1.110-4y 1.110-4 +y y1.110-4y 1.110-41.110-4 +y 1.110-42413a24(H )(S )1.1 101.3 10(HS )1.1 1

14、0ccyKc213-3a2(S )1.3 10mol dmcyK41.1 10100%100%0.11%0.10 xca1a2KKy很小 在弱电解质溶液中，加入与其含有相同离子的易溶的强电解质，使弱电解质的解离度降低，这种现象被称为同离子效应。 HAc H+ + Ac NH4Ac +Ac 4NH平衡移动方向2.1.4 同离子效应同离子效应同离子效应录像例2.3: 25时在 0.10 moldm-3 的HAc 溶液中，加入 NaAc (s)，使 NaAc的浓度为 0.10 moldm-3，计算该溶液的 pH值和 HAc的解离度。5a(H )/(A )/(0.10)1.75 10(HA)/0.10

15、ccccxxKccx 解解： HAc H+ + Ac平衡浓度平衡浓度/moldm-3 0.10 x x 0.10 + x初始浓度初始浓度/moldm-3 0.10 0 0.101 . 01 . 0 x pH = lg c(H+)= 4.76x = c(H+) = 1.75105 moldm-3100% 0.0175%0.10 x0.10 moldm-3 HAc溶液：溶液：pH =2.88， = 1.32%设平衡时c(H+)= x moldm-3 例：例： 25时在溶液中氨和氯化铵的浓度均为0.2moldm-3。求该溶液中pH值和氨水的解离度，并与0.2moldm-3的氨水溶液中相应数值进行比较

16、。+324NHH ONHOH初始浓度初始浓度/moldm-3 0.2 0.2 0平衡浓度平衡浓度/moldm-3 0.2 x 0.2+x x54b32(NH )/(OH )/(0.2)1.77 10(NHH O)/0.2ccccx xKccx5pH=14-pOH14lg (OH )14lg1.77 109.25c2 . 02 . 0 xx = c(OH-) = 1.77105 moldm-351.77 10100%100% 0.00885%0.20.2x（1）氨和氯化铵溶液）氨和氯化铵溶液设平衡时c(OH-)= x moldm-3+324NH H ONHOH初始浓度初始浓度/moldm-3 0

17、.2 0 0平衡浓度平衡浓度/moldm-3 0.2 y y y254b32(NH )/(OH )/1.77 10(NHH O)/0.2ccccyKccy3pH=14-pOH14lg (OH )14lg1.88 1011.27c2 . 02 . 0 yy = c(OH-) = 1.88103 moldm-331.88 10100%100% 0.94%0.20.2y（2）0.2moldm-3的氨水溶液的氨水溶液设平衡时c(OH-)= y moldm-3一、判断题 1，酸性水溶液中不含 ，碱性水溶液中不含H+。 2，若HCl溶液的浓度为HAc溶液浓度的2倍，则HCl溶液中H+浓度也为HAc溶液中H

18、+浓度的2倍。 3，在一定的温度下，改变稀溶液的pH值，水的离子积不变。 4，弱电解质的解离度随弱电解质浓度的降低而增大。OH课堂练习题：课堂练习题： 5，水合氨水和NaOH溶液的浓度各稀释为原来的1/2，则两种溶液中 OH- 浓度均减小为原来的1/2。 6，中和同浓度、等体积的一元酸所需的碱是基本上相等的，所以同浓度一元酸溶液中H+浓度基本上也是相等的。二、简要说明在氨水中加入下列物质时，NH3H2O的解离度和溶液的pH值将如何变化？（1）NH4Cl；（2）NaOH；（3）HCl； 已知298K时某一元弱酸的0.01moldm-3水溶液的pH=4.00，求 和溶解度 。 aK三、计算题缓冲溶

19、液通常由弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸组成。 例如：例如：HAcNaAc， H2CO3NaHCO3， NH3H2ONH4Cl，NaH2PO4Na2HPO4 NaHCO3Na2CO3这种能抵抗少量强酸、强碱或稍加稀释而保持溶液pH值基本不变的溶液叫做缓冲溶液1缓冲溶液的概念缓冲溶液的概念2缓冲溶液的组成缓冲溶液的组成2.1.5 缓冲溶液缓冲溶液NaAcNaAc(H )(HAc)/ (Ac )ccc的大小取决于的比值。HAc H Aca(HAc)(HAc)(H )(Ac )Kccc大量 少量 大量Ac起到了抗酸的作用HAc起到了抗碱的作用 3.缓冲作用机理缓冲作用机理1a2pHplgcKcHA H

20、 A初始浓度 c1(弱酸) 0 c2(共轭碱)平衡浓度 c1 x x c2 +x2a1()(H )(A )(HA)xcxccKccx1122cxccxc； 1a2(H )ccxKcc1:弱酸的浓度c2:共轭碱的浓度 弱酸及其共轭碱组成4. 缓冲溶液缓冲溶液pH值的计算值的计算例2.4 若将0.1 moldm3的HAc和0.2 moldm3的NaAc溶液等体积混合，计算混合溶液的pH值。已知：5a(HAc)1.75 10K30.2(Ac )0.1mol dm2c30.1(HAc)0.05 mol dm2c5a(HAc)0.05pHplglg1.75 10lg5.06(Ac )0.1cKc 解：解

21、：弱碱及其共轭酸组成2BH OBHOH初始浓度 c1(弱碱) c2(共轭酸) 0平衡浓度 c1 - x c2 +x x 2b1() (OH )/ (BH )/(B)/xcxccccKcccx1122cxccxc；+1b2(OH )ccxKc1b2pOHplgcKc1wb2pHpplgcKKcc1:弱碱的浓度c2:共轭酸的浓度 例：例： 25 时，求0.075 dm3 0.10 moldm-3氨水溶液和0.025 dm3 0.10 moldm-3HCl溶液混合后的pH值。 已知： 5b32(NHH O)1.77 10K解：混合前NH3H2O和HCl的物质的量分别为NH3H2O：0.10.075=

22、0.0075molHCl ：0.10.025=0.0025mol混合后，发生酸碱中和反应：NH3H2O+HCl=NH4Cl+H2O，反应后NH3H2O是过量的，生成的NH4Cl的物质的量是0.0025 mol反应后的溶液是由NH3H2O和NH4Cl组成的缓冲溶液NH4Cl 的浓度：0.0025/(0.075+0.025) =0.025 moldm-3NH3H2O的浓度：(0.0075-0.0025)/(0.075+0.025) =0.05 moldm-332b+4(NHH O)pH14.00plg(NH )cKc50.05pH14.00lg(1.77 10 )lg9.550.025例：若在 0

23、.05 dm3 0.150 moldm3NH3H2O 和 0.200 moldm3 NH4Cl组成的缓冲溶液中，加入1.0104 dm3 1.00 moldm3的HCl，求加入HCl前后溶液的pH值各为多少？32b32+4(NHH O)pH14.00p(NHH O)lg(NH )cKc50.150pH14.00lg1.77 10lg9.130.200解：加入HCl前， 5b32(0.202)(NHH O)1.77 100.148xxKx51.3 10 x5pH14.00lg1.3 109.11 加入HCl后431.00 1.0 10(HCl)0.002 mol dm0.0501c+324NHH

24、 ONHOH初始浓度/ moldm3 0.1500.002 0.200+0.002 0平衡浓度/ moldm3 0.148x 0.202+x x 例：例： 25 时为了制备pH=5.00的缓冲溶液，某学生用1.00 moldm3 HAc和1.00 moldm3 NaAc混合，如果他已用了0.1 dm3 HAc溶液，问还需要多少dm3 NaAc溶液？5(HAc)1.75 10aK1.0 0.1(HAc)0.1cx-1.0(Ac )0.1xcx解：设还需要 x dm3 NaAc溶液x =0.175 dm3 5. 缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制5a(HAc)1.0 0.1pHplglg1.75 10l

25、g5(Ac )1.0cKcx 例2.5 欲配制pH=9.20的缓冲溶液，需在0.5dm3 1.0moldm-3 的NH3H2O溶液中加入多少克固体NH4Cl。已知NH4Cl的相对分子质量为53.5。5b32(NHH O)1.77 10K32b+4(NHH O)pH14.00plg(NH )cKc5+41.09.2014.00lg1.77 10lg9.13(NH )c+34(NH )1.1mol dmc13353.5g mol1.1mol dm0.5dm29.4gNH4Cl的质量为： 2.2.1 难溶强电解质的溶度积常数 2.2.2 溶解度与溶度积的关系 2.2.3 溶度积规则 2.2.4 影响

26、沉淀反应的因素 2.2.5 分步沉淀 2.2.6 沉淀的溶解与转化 2.2 沉淀沉淀-溶解平衡溶解平衡2.2 沉淀沉淀-溶解平衡溶解平衡2.2.1 难溶强电解质的溶度积常数难溶强电解质的溶度积常数沉淀溶解平衡：指某种难溶的强电解质固体在水溶液中与其组分离子之间的平衡。 AgCl Ag + Cl溶解溶解沉淀沉淀 v(溶解溶解) v(沉淀沉淀) 达到沉淀达到沉淀-溶解平衡溶解平衡sp (Ag )/ (Cl )/KccccspK称为溶度积常数，简称溶度积称为溶度积常数，简称溶度积 n+m mnA BmA +nBmnnmsp(A)(B)Kcc 用难溶强电解质在水溶液中溶解所生成离子的部分的浓度表示该物

27、质的溶解度（S），单位为moldm3。 n+m mnA BmA +nBnmmnspmnmnm+n (A)/ (B)/(mS)(nS)mnSKccccnmspKnmnm/s初始浓度/ moldm-3 0 0平衡浓度/ moldm-3 mS nS2.2.2 溶解度与溶度积的关系溶解度与溶度积的关系 例2.6 在25时，AgCl的溶度积为1.771010，Ag2CrO4的溶度积为1.121012，试求AgCl和Ag2CrO4的溶解度。解： 设AgCl的溶解度为S1，则+AgClAg +Cl2sp1(AgCl)(Ag )(Cl )=SKcc105-31sp(AgCl)1.77 101.33 10 mo

28、l dmSK平衡浓度/ moldm3 S1 S1初始浓度/ moldm3 0 0设Ag2CrO4的溶解度为S2，则 2+223sp244222(Ag CrO )(Ag )(CrO)(2S )S4SKcc12sp2453233(Ag CrO )1.12 10S6.54 10 mol dm44K 同一类型的难溶电解质可以通过溶度积的大小来比较它们溶解度的大小。 +2244Ag CrO 2Ag + CrO平衡浓度/ moldm3 2S2 S2初始浓度/ moldm3 0 0对于相同类型的难溶强电解质，标准溶度积常数越大，溶解度也就越大。即可以通过溶度积的大小来比较它们溶解度的大小。 但对于不同类型的

29、难溶强电解质，不能直接用标准溶度积常数来比较溶解度的大小，必须通过计算进行比较。spspspQKQKQK沉淀溶解沉淀溶解生成沉淀生成沉淀平衡态，饱和溶液平衡态，饱和溶液rm G0rm G=0mn+nm(A )/ (B)/Qcccc离子积离子积根据：根据：n+m mnA BmA +nB沉淀溶解平衡：沉淀溶解平衡：以上规律称为以上规律称为溶度积规则。溶度积规则。 2.2.3 溶度积规则溶度积规则+324NHH ONHOH 例2.7 将50 ml 0.20moldm3MnSO4溶液与50ml 0.02moldm3 NH3H2O混合,是否有Mn(OH)2沉淀？已知 5b32(NHH O)=1.77 1

30、0K13sp2Mn(OH)2.06 10Kb543(OH )0.01 1.77 104.21 10 mol dmccK解：等体积混合后，c(Mn2+) = 0.20/2 = 0.10 moldm3 c(NH3H2O) = 0.02/2 = 0.01 moldm3Mn(OH)2 = Mn2+ + 2OH Q = c(Mn2+)c 2 (OH) = 0.1(4.21104)2 =1.77108 Qsp2M n(OH) K有Mn(OH)2生成 该题是将缓冲溶液与沉淀该题是将缓冲溶液与沉淀-溶解平衡联系起来溶解平衡联系起来。例2.8 室温下Mg(OH)2的溶度积是5.611012。若Mg(OH)2在饱

31、和溶液中完全解离，计算：Mg(OH)2在水中溶解度及0.01 moldm3的MgCl2中的溶解度。2223sp(Mg)(OH )S (2S)4SKcc1243sp3345.61 1041.1 10 (mol dm )SK2+2Mg(OH) Mg+2OH解：设Mg(OH)2在纯水中的溶解度为S 平衡浓度/ moldm3 S 2S2.2.4 影响沉淀反应的因素影响沉淀反应的因素1. 同离子效应对沉淀反应的影响同离子效应对沉淀反应的影响初始浓度/ moldm3 0 0设Mg(OH)2在0.01 moldm3的MgCl2中的溶解度为S12+2Mg(OH) Mg+2OH222sp11(Mg)(OH )(

32、0.01) (2)KccSS10.010.01S2sp10.01 4KSS1=1.1105 moldm3此例题说明了什么？此例题说明了什么？平衡浓度/ moldm3 0.01+S1 2S1初始浓度/ moldm3 0.01 0同离子效应：在难溶电解质的溶液中加入含有相同离子的易溶的强电解质使难溶电解质溶解度降低的现象。在弱电解质溶液中，加入与其含有相同离子的易溶的强电解质，使弱电解质的解离度降低，这种现象被称为同离子效应。在M(OH)n型难溶氢氧化物的沉淀-溶解平衡中： nn+spnc(M )c(OH )M(OH) ccKspnnnM(OH) (OH )(M)Kcc2. 酸度对沉淀反应的影响酸

33、度对沉淀反应的影响 nM(OH)sn+-M+nOH 例2.9 向0.10moldm-3 FeCl2溶液中通H2S气体至饱和（浓度约为0.10moldm-3）时，溶液中刚好有FeS沉淀生成，求此时溶液的c(H+)及pH值。22a1a22(H )(S )(H S)ccKKc H2S 2H+ + S2- FeS Fe2+ + S2- 溶液中刚好有FeS沉淀生成时19sp218-321.59 10(S )1.59 10mol dm(Fe)0.10Kcca1a222(H S)(H )(S )KK ccc713181.1 101.3 100.011.59 103-39.48 10 mol dm pH =

34、lg c(H+)=-lg(9.4810-3)=2.02 0.13.010-23.010-21.522.2.5 分步沉淀分步沉淀在混合溶液中多种离子发生先后沉淀的现象称为分步沉淀分步沉淀。例2.10 一种混合溶液含有3.010-2moldm-3的Pb2+和2.010-2moldm-3的Cr3+，若向其中逐滴加入浓NaOH溶液（忽略溶液体积的变化），Pb2+和Cr3+均有可能形成氢氧化物沉淀。问 （1）哪种离子先被沉淀？ （2）若要分离这两种离子，溶液的pH值应控制在什么范围？-15-31sp2sp3Pb(OH) 1.20 10Cr(OH) 6.0 10KK, 生成 沉淀所需OH的浓度为 生成沉淀

35、所需OH的浓度为15sp2732+2Pb(OH) 1.2 10(OH )2.0 10 mol dmc(Pb )3.0 10Kc31sp31033+233Cr(OH) 6.0 10(OH )3.1 10mol dmc(Cr )2.0 10Kc3Cr(OH) (s)3+Cr (aq)3OH (aq)Cr(OH)3先沉淀析出先沉淀析出2Pb(OH) (s)2+Pb(aq)2OH (aq)(1) 当Cr3+完全沉淀时所需的OH的浓度为31sp3933+533Cr(OH) 6.0 10(OH )3.9 10 mol dmc(Cr )1.0 10Kc14+w91.0 10pH=lg (H )=lglg5.

36、6(OH )3.9 10Kcc 此时Cr3+完全沉淀，Pb2+不被沉淀。Pb2+开始沉淀时的pH值为：14+w71.0 10pH=lg (H )=lglg7.3(OH )2.0 10Kcc pH值控制在5.67.3之内 使相关离子生成弱电解质2+2FeS FeSHClClH2+2S2HH S2.2.6 沉淀的溶解与转化沉淀的溶解与转化1. 沉淀的溶解沉淀的溶解 使相关离子氧化+2+323CuS +2NO +8H3Cu+3S+2NO+4H O 使相关离子生成配合物33 2Ag2NHAg(NH ) +AgCl AgCl金属硫化物的颜色和溶解性金属硫化物的颜色和溶解性（1）溶于水的硫化物）溶于水的硫

37、化物Na2S (白)、K2S(白)、BaS(白)（2）不溶于水可溶于稀酸的硫化物）不溶于水可溶于稀酸的硫化物MnS(肉色)、FeS(黑)、ZnS(白)、NiS(黑)（3）不溶于水和稀酸的硫化物）不溶于水和稀酸的硫化物SnS(棕)、CdS(黄)、PbS(黑)、CuS(黑)、 Ag2S(黑) 、HgS(黑)3HgS+12Cl-+2NO3-+8H+=3HgCl42-+3S+2NO+4H2OHgS的溶解加王水224334CaSO +COCaCO + SO把一种沉淀转化成另一种沉淀的过程把一种沉淀转化成另一种沉淀的过程2244CaSOCaSO2233Na COCO2Na2233CaCOCaCO222sp

38、44422233sp3(CaSO )(SO)/ (SO)/ (Ca)/(CO)/ (CO)/ (Ca)/(CaCO )KccccccKccccccK-54-97.10 101.43 104.96 10KCaSO4转化成转化成CaCO32沉淀的转化沉淀的转化23232333323223443sp3sp342 (CO)/ (CO)/ (Ca)/ (PO )/ (PO )/ (Ca)/(CaCO )Ca (PO )ccccccKccccccKK323434 233CaCO + 2POCa (PO ) + 3CO9 3733(4.96 10 )5.89 102.07 10KCaCO3转化成转化成Ca3

39、(PO4)2 沉淀转化的方向： 由溶度积大的向溶度积小的方向转化。33sp342Ca (PO )2.07 10K9sp3(CaCO )4.96 10K5sp4(CaSO )7.10 10K4334 2CaSOCaCOCa (PO )沉淀转化录像2.3 配合物及水溶液中的配位平衡配合物及水溶液中的配位平衡血红素血红素(Fe2+-卟啉配合物卟啉配合物)(左左)和和血红球蛋白血红球蛋白(右右)叶绿素结构叶绿素结构 Mg2+配合物配合物36KFe CN内界内界外界外界36CNFe3K中心离子中心离子配体配体6CN3Fe配位数配位数配位原子配位原子2.3.1 配合物的基本概念配合物的基本概念344Cu

40、NHSO243NHCu24SO2Cu43NH内界内界外界外界中心离子中心离子配体配体配位原子配位原子配位数配位数4Ni CONi4CO内界内界无外界无外界中心原子中心原子配体配体配位原子配位原子配位数配位数4Ni CO中心离子或中心原子统称为配合物的形成体，绝大多数是带正电荷的阳离子，过渡金属离子居多，如Cu2+、Fe3+、Co2+、Ni2+等，中心原子如 、 中的Ni和Fe原子。4CONi5COFe由形成体结合一定数目的配体所形成的结构单元称为配位个体，如 2+34Cu NH1. 形成体形成体2. 配位个体，配体及配位原子配位个体，配体及配位原子配合物中与形成体结合的离子或中性分子称为配位体

41、，简称配体。配体中提供孤电子对与形成体形成配位键的原子称为配位原子，常见的配位原子为电负性较大的非金属原子，如N、O、S、C和卤素等。单齿配体：一个配体中只有一个配位原子，如NH3、OH等。 氯氯 羟羟 氨氨 甲胺甲胺多齿配体：一个配体中有两个或两个以上的配位原子，如乙二胺：H2NCH2CH2NH2(简写为en)或草酸根：C2O42（简写ox）有两个配位原子(两个N或两个O原子）。两个乙二胺分子与一个Cu2+形成具有两个五元环的配位个体Cu(en)22+：2222NH CHNH CH22222H C H N H C H NCu 乙二胺四乙酸是一个六齿配体，其中4个羧基氧原子和2 个氨基氮原子共

42、提供6 对孤对电子，与中心原子配位时能形成5个五元环，它几乎能与所有金属离子形成十分稳定的螯合个体。乙二胺四乙酸（乙二胺四乙酸（EDTA）HOOCCH2 CH2COOH NCH2CH2N HOOCCH2 CH2COOH 螯合个体的结构2Ca(edta)两可配体：两可配体：SCN- 和和NCS-，NO2和和ONO-等。等。 Fe(NCS) 2+ 中NCS- 的配位原子为NAg(SCN) - 中SCN- 的配位原子为SCo(NO2)6 3- 中NO2- 的配位原子为NCoCl(ONO)(en)2 + 中ONO- 的配位原子为O在配位个体中与一个形成体成键的配位原子的总数称为该形成体的配位数。 若由

43、单齿配体形成的配合物，中心离子的配位数等于配体的数目。例如: Ag(NH3)2 + 中Ag+ 的配位数为2; Cu(NH3)42+ 中Cu2+的配位数为4; CoCl3(NH3)3中Co3+的配位数为6。若配体是多齿的 配体的数目不等于中心离子的配位数例如: Pt(en)22+ 中Pt2+ 的配位数为4; Co(ox)33- 中Co3+的配位数为6。3.配位数配位数 配离子的电荷数等于形成体和配体总电荷的代数和。 例如：在Co(NH3)63+ 中配离子的电荷数可根据Co3+ 和6个NH3的电荷数的代数和等于+3来判定。 再如：K3Fe(CN)6 和K4Fe(CN)6 中的配离子电荷分别是3 和

44、4 。4.配离子的电荷配离子的电荷（1）在化学式中阳离子写在前，阴离子写在后（2）配位个体的化学式，先列出形成体的元素符号，再依次列出阴离子和中性配体；无机配体列在前面，有机配体列在后面，将整个配位个体的化学式用方括号括上。在括号内同类配体的次序，以配位原子元素符号的英文字母次序排列。 CrCl2(H2O)4Cl KPtCl5(NH3) Co(NH3)5(H2O)Cl3 Co(SCN)(en)2Cl 2.3.2 配合物的化学式及命名配合物的化学式及命名1. 书写配合物的化学式应遵循两条原则：书写配合物的化学式应遵循两条原则：(1) 总体原则：与无机化合物相似，先阴离子后阳离子。如：NaCl 氯

45、化钠 Cr (NH3)6Cl3 三氯化六氨合铬(III) “某化某” Na2SO4 硫酸钠 Cu (NH3)4SO4 硫酸四氨合铜(II) “某酸某” K4Fe (CN)6 六氰合铁(II)酸钾 “某酸某”若外界为氢离子，则在配阴离子之后缀以“酸”字 HPtCl3(NH3) 三氯一氨合铂(II)酸若外界为氢氧根离子，则称为氢氧化某。 Cu(NH3)4 (OH)2 氢氧化四氨合铜(II)2. 配合物的命名配合物的命名(2) 配位个体按照以下原则进行命名：内界配离子的命名顺序 配体数（中文数字）配体名称“合”中心离子（原子）名称中心离子（或原子）氧化数（罗马数字）。Fe(CO)5 Ag(NH3)2

46、+ 原则： 先离子后中性分子，先无机配体后有机配体。 如： KPtCl3NH3 三氯一氨合铂( II )酸钾 PtCl4(en)2 四氯二乙二胺合铂()同类型：按配位原子元素符号英文字母顺序 如：Co(NH3)5H2OCl3 三氯化五氨一水合钴(III)有多种配体时，不同配体间用“”隔开 。配体的命名配体的命名 带倍数词头的无机含氧酸根阴离子配体，命名时要用括号括起来，例如（三磷酸根）。有的无机含氧酸阴离子，即使不含倍数词头，但含有一个以上代酸原子，也要用括号，例如（硫代硫酸根）。（N为配位原子）硝基（S为配位原子）硫氰酸根（O为配位原子）亚硝酸根（N为配位原子）异硫氰酸根 配体：配体： -2

47、NO-SCN-NCS-ONO有些配体具有相同的化学式，但由于配位原子不同，而有不同的命名。（1）硫酸一异硫氰酸根合铁（），Fe3+，NCS-异硫氰酸根，N，1，2（2）氢氧化四氨合镍（），Ni2+，NH3，N，4，+2（3）六硫氰酸根合铂（）酸钾，Pt4+，SCN-硫氰酸根，S，6，-2（4）四氯合铂（）酸四氨合铜（），Cu2+、Pt2+，NH3、Cl-，N、Cl，4、4，+2、-2（5）二水一氯化二氯四氨合铬（），Cr3+，Cl-、NH3，Cl、N，6，+1（6）二氯化一亚硝酸根三氨二水合钴（），Co3+，ONO-、NH3、H2O，O、N、O，6，+2（7）六硝基合钴（）酸五氨一水合钴（），

48、Co3+、Co3+，NH3、H2O、NO2-，N、O、N，6、6，+3、-3（8）三草酸根合钴（）酸钾，Co3+，C2O42-，O，6，-3（9）四羟基合锌（）酸钾，Zn2+，OH-，O，4，-2（10）硝酸一羟基一水二乙二胺合铬（），Cr3+，OH-、H2O、en，O、O、N，6，+2（11）二水溴化二溴四水合铬（），Cr3+，Br-、H2O，Br、O，6，+1（12）硫氰酸一氯一亚硝酸根二乙二胺合钴（），Co3+，Cl-、ONO-、en，Cl、O、N，6，+1（13）硫酸一氯一硝基四氨合铂（），Pt4+，Cl-、NO2-、NH3，Cl、N、N，6，+22.3.3 配位平衡配位平衡配合物内外界以离子键结合，与强电解质类似，配位个体中形成体与配位原子之间以共价键相结合，部分解离存在以下平衡。Ag+ + 2NH3Ag(NH3)2+ 32f23(Ag(NH ) )(Ag )(NH )ccKccccfK：稳定常数或累积稳定常数，或用：稳定常数或累积稳定常数，或用 表示表示 K稳生成反应可表示为生成反应可表示为 1. 配离子的稳定常数配离子的稳定常数溶液中配离子的生成是分步进行的，每一步都有一个对应的稳定常数，称为逐级稳定常数。Ag+ + NH3 Ag(NH3)+ 313(Ag(NH ) )(Ag )(NH )ccKcccc稳Ag(NH3)+ + NH3 Ag(N