现代基础化学下9-410

1、第九章酸碱和离子平衡（二）沉淀溶解平衡9.59.69.7沉淀溶解平衡沉淀的生成和溶解分步沉淀9.6沉淀的生成和溶解9.6.1沉淀的生成9.6.1.1判断沉淀是否完全的标准残余离子浓度小于10-5 molL1影响沉淀完全的9.6.1.2同离子效应酸度盐效应9.6.29.6.3沉淀的溶解 沉淀的转化基于酸碱反应9.6.2沉淀的溶解 基于酸碱反应(1) 生成水Fe(OH)3(s) + 3H+ (aq)Fe3+ (aq) + 3H2O(l)K o(Fe(OH)Fe(OH) (s)Fe3+ (aq) + 3OH- (aq)sp33( K o )3+3H+ (aq) + 3OH- (aq)3H2O (l)

2、wFe(OH)3(s) + 3H+ (aq)Fe3+ (aq) + 3H2O(l)K o(Fe(OH)sp3K o=( K o)3w对于 M(OH)n 型金属难溶氢氧化物, 溶于强酸的反应是:M(OH)n(s) + nH+ (aq)Mn+ (aq) + nH2O(l)K o (M(OH) )K o spn( K o )nw(2)生成弱酸解： CaC2O4(s) + 2H+ (aq)Ca2+ (aq) + H2C2O4(aq)Ca2 H C O Ca2 H C O Ko2242242HH 2 Ca2 C O 2- 24K o(CaC O )sp24H 2C O2- K oK o24H2C2O4

3、a1a22.32 1094 8.05 105.37 102 5.37 105C O 2- 24C O 2- 24例8:计算0.01 mol CaC2O4固体溶解于 1 升水所需要的酸度为多少？ 已知：K o (CaC O ) 2.32 109sp24设 0.01 mol CaC2O4固体完全溶解于 1 升水后溶液的H+为 x molL1CaC2O4(s) + 2H+ (aq)xCa2+ (aq) + H2C2O40.010.01Ca2 H C O0.01 0.014K 8.05 10o2242x2Hx = 0.35即溶解完全后溶液中的 H+ 为 0.35 molL1初始的H+ = 0.35 +

4、 0.01 2 = 0.37 molL1P323 例 9-16ZnS解：ZnS(s) + 2H+(aq)Zn2+(aq) + H2SK oSS(Z nS)2S 2HZnZHnspK o2222o a1Ko2(S-HK S)(HS)HH2a2212205 2.0 .01910713 101.071.262-例9: 试通过计算说明: 0.10 mol ZnS 可溶于 1.0L 稀盐酸；而同样量的SnS沉淀不能完全溶于稀盐酸。已知)：K o2.510 22，K o( SnS )251.0spsp假定 0.10 mol ZnS 能溶于 1.0L 稀盐酸中, 则:ZnS(s) + 2H+(aq)Zn2+

5、(aq) + H2S0.100.10平衡时浓度Zn2 H S0.1 0.1K 0.0192 2H 2H平衡时：H+= 0.73 molL1当 0.10 mol 的 ZnS 完全溶解生成 0.10mol 的H2S时，曾消耗 0.20 molH+初始 H+ = 0.73 + 0. 1 2 = 0.93 molL1 0.10 mol ZnS 可溶于 1.0L 稀盐酸已知：K o (ZnS) 2.5 1022，K o (SnS) 1.0 1025spsp续解：SnS(s) + 2H+(aq)Sn2+(aq) + H2SK oSn2 H S(SnS)K osp2H 2K o(H S)K o (H S)a

6、12a221.0 10251.07 107 1.26 10136 7.42 10假定0.10 mol SnS 能溶于 1.0L 盐酸中,计算得平衡时：H+ = 36.8 molL-1而市售浓盐酸为12molL-1 ,沉淀不能完全溶于稀盐酸所以0.10 mol 的 SnS例9: 试通过计算说明: 0.10 mol ZnS可溶于 1.0L 稀盐酸；而同样量的SnS沉淀不能完全溶于稀盐酸。ZnS(s) + 2H+(aq)Zn2+(aq) + H2SZn2 H SZn2 H SS2- K o2H 22H 2S2- K oK oa1 ,H2Sa2 ,H2S2.5 1022 0.0191.07 107 1

7、.26 1013SnS(s) + 2H+(aq)Sn2+(aq) + H2SSn2 H SSn2 H SS2- K o2H 22H 2S2- K oK oa1 ,H2Sa2 ,H2S1.0 10256 7.42 101.07 107 1.26 1013K osp,SnSK osp,ZnS已知：K o 2.5 1022，K o 1.0 1025sp, ZnSsp, SnS197 例 9-15(3)生成弱碱解： Mn(OH)2 + 2NH4+Mn2+ + 2NH3H2O例10:欲恰好溶解0.010mol Mn(OH)2, 需要1.0L多大浓度的NH Cl？已知： K o Mn(OH)1.91130

8、4sp29.6沉淀的生成和溶解9.6.19.6.29.6.3沉淀的生成沉淀的溶解 沉淀的转化基于酸碱反应9.6.3 沉淀的转化一种沉淀另一种沉淀PbSO4(白)Pb2S2SO42沉淀转化的条件？Na2S 2 Na +PbS(黑)PbSO4 S2PbS SO42若上述两种沉淀溶解平衡同时存在，则有 Pb2)+ SO 2 2.5 10-8K (PbSOsp44( K oPbS) Pb2+ S2- 8.0 10-28sp S2 1两式相除得 SO2 3.11019412S2只要能保持SO42 119 03.PbSO4 就会转变为 PbS, 对于 S2- 的要求非常低反过来，由溶解度极小的 PbS 转

9、化为溶解度较大的 PbSO4 则非常沉淀转化的规律：K K 大的易转化成小的沉淀，spsp两者 K 相差越大，转化越完全sp工业锅炉中的锅垢含 CaSO4，它不溶于水也不溶于酸，很难清除。通常可以加入Na2CO3，使CaSO4 转化为疏松且可溶于酸的 CaCO3 而除去(CaSO ) 4.93 105K CaSO4(s)Ca2+ + SO42-+sp4Na2CO3CO32 + 2Na+(CaCO ) 3.36 109K CaCO3(s)sp3CaSO4(s) + CO3 (aq)2-CaCO3(s) + SO42-(aq)222SOCaSOK o44CO 2 Ca2 2 CO33K o9.1

10、1062.8 109(CaSO)sp4 3.3 103K o(CaCO )sp3P198 例917解： BaSO4初始浓度平衡浓度+CO321.51.5 xBaCO3+SO420 x SO42 Ba2+ SO42 K CO= Ba2+ CO2 2 33K o1.08 1010(BaSO)sp4 0.0422.58 109xK o(BaCO )sp3 SO42 0.042所以1.5 x CO2 3解得 x= SO 2- = 0.0640.20 L 1.5 molL-1 的 Na2CO3 溶液可以使0.012 mol BaSO4 固体转化掉例110.20 L 1.5 molL-1 的 Na2CO3

11、 溶液可以使多少摩尔 BaSO4 固体转化掉？牙齿有一个大约 2 mm 厚的珐琅防护层，由Ca5(PO4)3OH 材料组成，食品在细菌作用下易变成有机酸，可促进其溶解，损坏牙齿。大部分含氟牙膏含Na使珐琅层矿化生成Ca5F (O P4)3F2，促63OH) K (POCaCa)210sp543)69K (F(PO)210sp543第九章酸碱和离子平衡9.59.69.7沉淀溶解平衡沉淀的生成和溶解分步沉淀9.7分步沉淀在同一溶液中几种离子先后形成沉淀混合离子 +沉淀剂 组分离子依次沉淀原则：(1)对同类型的难溶盐，当组分离子浓度相同时, K 小的物质先沉淀sp（2）不同类型或浓度的物质，J 先达

12、到 K sp的物质先沉淀P199 例918判断AgCl和AgI的沉淀次序解法(1)：因为AgI和AgCl为同类型的难溶盐可根据 K 值定性判断sp( AgI ) 8.51 10 17sp查表： KK( AgCl ) 1.77 10 10sp(AgI) K (AgCl)K spsp AgI先沉淀例12: 试通过计算说明: 在含有 0.01 molL1的Cl和I离子混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液，AgCl和 AgI的沉淀次序以及Cl和I能否分离。解法(2)：AgCl 刚开始沉淀时，所需的 Ag +=？K1.771010(AgCl)Ag 1.77108(mol L1)spCl0.01AgI 刚开始

13、沉淀时，所需的Ag+=？K8.511017(AgI)Ag 8.511015(mol L1)spI 0.01因为沉淀 I 离子所需 Ag浓度比沉淀 Cl离子所需的 Ag浓度小, 所以 AgI 先沉淀例12: 试通过计算说明: 在含有 0.01 molL1的Cl和I离子混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液，AgCl和 AgI的沉淀次序以及Cl和I能否分离?判断 Cl 和 I 能否分离解法1:当AgCl刚开始沉淀时,溶液中I 10-5 molL-1 ? 当Ag离子浓度增加到使 AgCl 开始沉淀时,溶液对于 AgI 和 AgCl 来说都是饱和溶液AgCl 刚开始沉淀时，所需的Ag +=1.7710-8

14、molL-1K o8.52 1017(AgI)I 4.81 109 mol L1spAg I- 10-5 molL1，此时 I 已沉淀完全所以 Cl 和 I 可以分离1.77 108解法2: 当 I- 沉淀完全时, 溶液中Cl-是否已开始沉淀?K 8.52 10 1710 5( AgI )Ag 8.52 10 12 mol L1spI J Ag Cl 8.511012 0.01 8.511014K( AgCl ) 1.77 10 10J sp当 I- 沉淀完全时，未产生AgClCl 和 I 可以分离判别混合离子 (以Cl和I为例) 能否分离的方法：方法一：当后沉淀的AgCl 开始沉淀时，溶液中

15、的 I- 10-5 molL-1， 说明Cl和I能分离方法二：当先沉淀的AgI 已沉淀完全, 即 I- J，溶解Ksp J，沉淀Ksp 规则规则应用判断沉淀生成、溶解沉淀转化沉淀次序分步沉淀第 10 章电化学基础和氧化还原平衡第 10 章电化学基础和氧化还原平衡10.1氧化还原反应与方程式的配平10.210.310.4电解质溶液的导电机理原电池和电极反应的标准电势能方程和电极反应的电势10.510.610.7电极反应的电势的应用电动势与 rGm及 K 的关系元素电势图及其应用10.1氧化还原反应与方程式的配平10.1.110.1.2氧化还原反应氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应氧化还原反应的

16、基本概念氧化值升高，-2e-+ Cu2+Zn2+Zn+Cu氧化值降低，+2e-(1) 一切失去电子而元素氧化值升高的反应称为氧化反应，发生氧化反应的是还原剂(2) 一切得到电子而元素氧化值降低的反应称为还原反应，发生还原反应的是氧化剂氧化值升高，-2e-Zn+Cu2+Zn2+Cu氧化值降低，+2e-Zn元素的氧化值, 发生氧化反应, Zn为还原剂Cu元素的氧化值, 发生还原反应, Cu2+为氧化剂氧化还原的本质就是电子的得失或转移还原剂氧化剂还原剂氧化剂氧化反应还原反应氧化产物还原产物2.氧化还原反应的特征(1) 一个氧化还原反应由两个半反应组成氧化值升高，-2e-Zn + Cu2+Zn2+C

17、u氧化值降低，+2e-两个半反应:Zn 2e- Zn2+氧化反应还原反应Cu2+ + 2e- Cu同一元素不同价态的物种一个氧化还原电对表示为:氧化型/还原型氧化数高的叫氧化型, 氧化态低的叫还原型Zn2+/ Zn;Cl2/Cl-;Cu2+/ Cu;-BrO3 /Br2;H+/H2;-2+MnO4 / Mn(2) 氧化反应和还原反应同时发生 、相互依存还原剂(1) ne-(1)氧化产物氧化剂(2) +ne-(2)还原产物+总反应：氧化剂(2) + 还原剂(1)还原产物(2) + 氧化产物(1)(3) 氧化剂、还原剂的强弱以得失电子能力强弱衡量越易 -e- 的物质， R 能力，强还原剂越易 +e

18、- 的物质，O 能力 ，强氧化剂(4) 氧化、还原性质是相对的与物质本性、分子结构、反应条件有关0O2-1H2O2-e-2H2O以O 元素为例0O2-1H2O2H2O2还原剂+2 HClCl2+e-H2O2氧化剂-1H2O2 +-22H2O + 2Fe3+2Fe2+ + 2H+歧化反应反应中一种元素的氧化值既升高又降低的氧化还原反应0Cl2 + 2NaOH（冷）-1+1NaCl + NaClO + H2O表10-1常见氧化剂和还原剂及其产物10.1氧化还原反应与方程式的配平10.1.1氧化还原反应的基本概念10.1.2氧化还原反应方程式的配平10.1.2氧化还原反应方程式的配平氧化值法()离子

19、电子法 (又称“半反应法”)离子电子法适用范围：1、仅适用于在水溶液中进行的氧化还原反应2、对有介质参加的复杂反应比较方便配平原则方程式两边的原子数和电荷相等配平步骤：写出未配平时的反应方程式及离子式；分解两个半反应；按电子得失配平半反应；（4）一个离子反应方程式；（5）加入未参与反应的物质，写出完整的配平方程式。KMnO4+ Na2C2O4+ H2SO4 MnSO4+ K2SO4+ CO2+ H2O Mn2+-MnO4 +2-C2O4+ CO2MnO4-Mn2+2-C2O4CO2如何配平半反应？原则：方程式两边的原子数和电荷相等配平半反应 MnO4- Mn2+1.1)酸性介质中将氧化数有变化的元素的原子配平MnO4- Mn2+2)在缺少 n 个氧原子的一侧加nH2O,个平将氧原子配平MnO - Mn2+ + 4H O