《无机化学》（配大连理工第五版） 沉淀溶解平衡

1、5.3两种沉淀之间的平衡5.2沉淀的生成与溶解5.1溶解度和溶度积第五章 沉淀溶解平衡(solubility and solubility product) 5.1.3溶解度和溶度积的关系5.1.2溶度积5.1.1溶解度5.1溶解度和溶度积 在一定温度下，体系达到溶解平衡时，一定量的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度。通常以符号 s表示。对水溶液来说，通常以饱和溶液中每100g 水所含溶质的质量来表示，即以g /100g水表示，一般溶解度低于0.01g/100g水的物质称为难溶物。5.1.1溶解度 在一定温度下，将难溶电解质放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。5.1.2溶度积 在一定条件下，当

2、溶解和沉淀速率相等时，便建立了一种动态的多相离子平衡，可表示如下：一般沉淀反应： 溶度积常数，简称溶度积。(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn-+mnnmmn)(B)(A)B(A-+=cc)(SO)(Ba)BaSO(2424-+=cc可简写为： )/(SO)/(Ba)BaSO( 2424-+=cccc溶解沉淀5.1.3溶解度和溶度积的关系nsms溶度积和溶解度的相互换算 在有关溶度积的计算中，离子浓度必须是物质的量的浓度，其单位为molL1；而溶解度的单位往往是g /100g水。因此，计算时一般要先将难溶电解质的溶解度 s的单位换算为molL1。nm-+(aq)mB(aq)nA (s)

3、BAmnmn)m()n(ss=11型 (一个阳离子和一个阴离子组成的难溶电解质) MA(s) = M+ + A 1 2型 MA2(s) = M2+ 2A s 2sAnBm（S） nAm+(aq) + mBn-(aq) ns ms使用条件：（1）难溶电解质离解出的离子不发生水解；（2）不是难溶弱电解质。HgCl2(s) HgCl2(aq)HgCl2(aq) Hg2+(aq)+2Cl(aq) s c(Hg2+) and s c(Cl)/2s = c(HgCl2) + c(Hg2+) = c(Hg2+)c 2(Cl) 4s3例 ：25oC，AgCl的溶解度为1.9210-3 gL-1，求同温度下Ag

4、Cl的溶度积。)L/(mol1-ss平衡浓度3.143Mr(AgCl) =解：已知1313Lmol1034.1Lmol3.1431092.1 -=s)aq(Cl(aq)Ag AgCl(s) -+1021080.1)Cl()Ag()AgCl(-+=scc 2 )L/(mol1xx-平衡浓度42331.7)CrOMr(Ag=1215Lg102.2Lg 331.7105.6-=s5312105.6 ,4101.1-=xx例：25oC，已知 (Ag2CrO4)=1.110-12，求同温下s(Ag2CrO4)/gL-1。)aq(CrO(aq)2Ag (s)CrOAg4422-+24242)CrO()Ag

5、()CrOAg(-+=cc解：)CrOAg()AgCl(42ss5.2沉淀的生成与溶解5.2.3pH 值对溶解度的影响 沉淀的酸溶解5.2.2同离子效应和盐效应5.2.1溶度积规则沉淀溶解平衡的反应商判据,即溶度积规则：(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn-+ J 平衡向左移动，沉淀析出； J = 处于平衡状态，饱和溶液； J 平衡向右移动，无沉淀析出； 若原来有沉淀存在，则沉淀溶解。5.2.1溶度积规则PbCrO4(s)例：BaCO3的生成。 加 BaCl2 或 Na2CO3 加酸(aq)CO(aq)Ba (s)BaCO2323-+利于 BaCO3 的溶解。23 )(CO JJc-

6、为 6. 010-4 molL-1 。若在 40.0L该溶液中，加入 0.010molL-1 BaCl2溶液 10.0L ，问是否能生成BaSO4 沉淀？如果有沉淀生成，问能生成 BaSO4多少克？最后溶液中 是多少？例题：25时，晴纶纤维生产的某种溶液中，(aq)SO (aq)Ba (s)BaSO2424-+生成沉淀的唯一条件是：例题：增加c(M+ ) or c(A) 使Q 巳知25时，Mg(OH)2的溶解度为:8.210-4(g)/100(g)H2O（1）求（2）如果在50ml0.2moldm-3的MgCl2溶液中，加入等体积的0. 2moldm-3的氨水，问是否有Mg(OH)2析出？巳知

7、解：（1）将溶解度用摩尔浓度表示：（2）混合后：c(Mg2+)=c(NH3)=0.1 moldm-3 NH3+H2O NH4+OH-Qc=0.1(2 1.3 10-3)2=3.6 10-7有Mg(OH)2沉淀产生。Qc=0.1(1.3 10-3)2=1.8 10-71.同离子效应在难溶电解质溶液中加入与其含有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。5.2.2同离子效应和盐效应例题：求 25时， Ag2CrO4在 0.010 molL-1 K2CrO4溶液中的溶解度。解：AgCl在KNO3溶液中的溶解度 (25 ) 盐效应：在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质而使难溶电解质的溶

8、解度增大的作用。 0.00 0.00100 0.00500 0.0100 1.278 1.325 1.385 1.4272.盐效应 当 时， 增大，S(PbSO4)显著减小，同离子效应占主导； 当 时， 增大，S(PbSO4)缓慢增大，盐效应占主导。1.难溶金属氢氧化物 溶于酸5.2.3pH 值对溶解度的影响 沉淀的酸溶解2.826.85pH可将pH值控制在 2.82 6.85 之间Fe3+沉淀完全Ni2+开始沉淀例题：在含有0.10molL-1 Fe3+和 0.10molL-1 Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，使Ni2+仍留在溶液中，应控制pH值为多少?解：c(Fe3+)10-5溶于酸也溶

9、于碱(aq)Al(OH) (aq)OH(s)Al(OH)43-+O(l)3H(aq)Al (aq)3H(s)Al(OH)233+溶于铵盐22Mn(OH) Mg(OH) 例如：上。加入铵盐溶解，道理同(s)Mn(OH)21312102.1 10.15 -)aq(2OH)aq(Mg (s)Mg(OH)22+-+-+)aq(OHNH )aq(OH)aq(NH234+使 JJ0 c0.0506606 105.4 105.4 105.4050.0 )L(mol/1c+-平衡浓度Mg(OH) )2(2J沉淀析出，为了不使423(aq)OH (aq)NH O(l)H (aq)NH+-+25.0101.5)M

10、g()(Mg(OH)OH(1222-+-=cc=4.5 10-6016.0)108.1(101.52512=-0.050 0.25 )Lmol/(1-y平衡浓度此题也可以用多重平衡求解：)l(O2H)aq(2NH)aq(Mg )aq(2NH(s)Mg(OH)23242+)(NH)Mg(OH)( )NH()NH()Mg(23224232=+cccc(OH)2c(OH)2PbS Bi2S3 CuS CdS Sb2S3 SnS2 As2S3 HgS2.金属硫化物难溶金属硫化物在酸中的沉淀-溶解平衡：难溶金属硫化物的多相离子平衡：+-+22(aq)S(aq)M MS(s)：强碱+-222(aq)OH

11、(aq)HS O(l)H(aq)S S-+22(aq)HS(aq)OH (aq)M O(l)HMS(s)=-+2)HS()OH()M(ccc+22S(aq)H(aq)M (aq)2HMS(s)=-+22222+spa)S()S()H()SH()M( cccccK或=2a22a1spspa)SH(S)H()MS( KKKK在酸中的溶度积常数spaK 例题： 25下,于0.010molL-1FeSO4溶液中通入H2S(g), 使其成为饱和溶液 (c(H2S)= 0.10molL-1) 。用HCl调节pH值，使c(HCl)= 0.30molL-1 。试判断能否有FeS生成。011.0)30.0(10

12、.001.0)(HS)(H)Fe (2222cccJ=+S(aq)H(aq)Fe (aq)H2FeS(s)22+解：600 spaK=沉淀生成。无FeS spaKJcc)(I102.2 6-=c)(Ag)Ag(I2Cl1+cc)I()(AgI)Cl()(AgClspsp-ccKKc 与被沉淀离子浓度有关 例题：某溶液中含Cl和 ，它们的浓度分别是 0.10mol.L-1和0.0010mol.L-1，通过计算证明，逐滴加入AgNO3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AgNO3所引起的体积变化)。解：析出AgCl(s)所需的最低Ag+浓度)Cl(Ag

13、Cl)sp-=cK)(CrO)CrO(Ag2442sp-=cK)(Ag(AgCl)2sp+=cK例题：已知某溶液中含有0.1 moldm-3 Zn2+和0.1 moldm-3的Cd2+，在此溶液中通入H2S至饱和。（1）试根据溶度积的大小判断哪种沉淀先析出。（2）为了使Cd2+沉淀完全，问溶液中c(H+)应为多少，是否析出ZnS沉淀。（3）在Zn2+、Cd2+分离中，若加入c(H+)为0.3 moldm-3，不断通入H2S，保持其饱和，最后溶液中H+、Cd2+、Zn2+的浓度各是多少？ 解：先CdS析出沉淀。 （2）当Cd2+沉淀完全时，c(Cd2+) 1.0 10-5 Cd2+ + H2S

14、CdS + 2 H+ 10-5 0.1（1）ZnS、CdS属同一类型沉淀，可以用 来判断 (CdS)= 8.0 10-27 (ZnS)= 2.5 10-22 c(Zn2+)c( S2-)= 8.2 10-22 0.1 = 8.2 10-23 无沉淀析出 (3)Cd2+ + H2S CdS + 2 H+ x 0.1 0.3+2(0.1-x)c(Cd2+)=x=2.0 10-7moldm-3c(H+)=0.5moldm-3c(Zn2+)=0.1moldm-35.3.2沉淀的转化(aq)SO(s)aCOC (aq)CO(s)CaSO243234-+)(Ca)(CO)(Ca)(SO223224+-+-=ccccK)(CaCO)(CaSO3sp4spKK= 例题：在1LNa2CO3溶液中使0.010mol的CaSO4全部转化为CaCO3,求Na2CO3的最初浓度为多少? 解：(aq)SO(s)CaCO (aq)CO(s)Ca