无机化学-第11章沉淀反应课件

第11章沉淀反应11-1沉淀溶解反应11-2溶度积规则及应用第11章沉淀反应111-1-1溶解平衡和溶度积1、溶解平衡在溶液中有下列平衡：AgCl(s)⇌Ag+＋Cl－

AgCl不断地溶解到水中，溶液中离子不断沉积到固体上，一定时间后达到平衡。11-1沉淀溶解反应11-1-1溶解平衡和溶度积11-1沉淀溶解反应22、溶度积

当上述反应达到平衡时，其平衡常数为：

即：Kºsp=[Ag+][Cl－]上式中的Kºsp即为溶度积常数，简称溶度积。SolubilityProductAmBn(s)⇌mAn++nBm-2、溶度积即：Kºsp=[311-1-2溶度积和溶解度之间的相互换算溶解度(s)：溶解物质克数/100克水(溶剂)溶度积(Ksp)(涉及离子浓度)：溶解物质“物质的量”/1L溶液对于难溶物质，离子浓度很稀，可作近似处理：(xg/100gH2O)×10/M~mol·L-111-1-2溶度积和溶解度之间的相互换算4例1：已知室温下，Mg(OH)2的溶解度为6.53×10-3g·L-1。试求它的溶度积。解：查知Mg(OH)2的摩尔质量是58.3g·mol-1答：Mg(OH)2的溶度积为5.62×10-12。Mg(OH)2⇌Mg2++2OH-平衡浓度/mol·L-1S2S例1：已知室温下，Mg(OH)2的溶解度为6.53×10-5例2：已知298K，PbI2的Ksp=7.110-9，求PbI2在水中的溶解度？PbI2=

Pb2++2I-平衡浓度/mol·L-1：S

2S例2：已知298K，PbI2的Ksp=7.110-9，6无机化学-第11章沉淀反应课件711-2-1溶度积规则

一、溶度积规则当溶液中有：AB(s)⇌A+＋B-

平衡时有：[A+][B-]=Ksp

假如此时向溶液中加入一些A+或B-，则溶液中有[A+][B-]Ksp

此时就可以看到溶液中有沉淀生成。11-2溶度积规则及应用11-2-1溶度积规则11-2溶度积规则及应用8

假如设法减小A+或B-的浓度，则平衡就向右移动，固体又不断溶解下去。综合起来就是：

[A+][B－]＝QKsp

固体溶解[A+][B－]＝Q=Ksp溶解平衡[A+][B－]＝QKsp生成沉淀这就是溶度积规则。假如设法减小A+或B-的浓度，则平衡就向右9任意多相离子平衡：AmBn(S)＝mAn+＋nBm－当：

(CAn+)m(CBm－)n＝QKsp沉淀溶解

(CAn+)m(CBm－)n＝Q＝Ksp溶解平衡

(CAn+)m(CBm－)n＝QKap沉淀生成任意多相离子平衡：10使用溶度积规则应注意的地方：（1）利用溶度积规则可以根据离子浓度来判断溶液中的沉淀是生成还是溶解。（2）溶度积规则只适用于离子强度较小的情况，溶液中离子强度大了就要做修正。使用溶度积规则应注意的地方：11二、溶度积和活度积前面已学过在强电解质溶液中浓度和活度的关系为：a=fC当溶液中的离子强度增大时，会引起活度系数f的减小，而溶液中真正影响溶解平衡的是活度积Kap。

二、溶度积和活度积12三、任意多相离子平衡：AmBn(S)＝mAn+＋nBm-当：

(aAn+)m(aBm-)n

Kap沉淀溶解

(aAn+)m(aBm-)n＝Kap溶解平衡

(aAn+)m(aBm-)n

Kap沉淀生成

只有当离子强度很小时，才有：KapKsp

所以就有了前面的溶度积规则。三、任意多相离子平衡：13判断[Mg2+][OH-]2是否大于Ksp11-2-2沉淀的生成和溶解一、沉淀的生成产生沉淀的唯一条件：Q(离子积)>Ksp(溶度积)改用氨水，[OH-]=1.06×10-4Q=2.81×10-12例2：298K往50ml0.001mol·L-1MgSO4溶液中加入相同浓度的NaOH150mL，问能否产生Mg(OH)2沉淀？如改为氨水呢？解：判断[Mg2+][OH-]2是否大于Ksp1114二、沉淀的溶解沉淀溶解的唯一条件：Q(离子积)<Ksp(溶度积)1、生成弱电解质（水、弱酸、弱碱）：二、沉淀的溶解15无机化学-第11章沉淀反应课件162、利用氧化还原反应：例：3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2O3、利用生成配合物例：AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]Cl+2H2O2、利用氧化还原反应：1711-2-3影响溶解平衡移动的因数一、同离子效应例如，AgCl沉淀用纯水洗涤和用NaCl溶液洗涤时，沉淀的损失就大不相同。现计算如下：AgCl⇌

Ag+＋Cl－

（１）用纯水洗涤，每次损失为设水1L，AgCl洗涤到饱和时水中的[Ag+]可如下计算：11-2-3影响溶解平衡移动的因数现计算如下：18∵[Ag+]=[Cl－]∴所以，AgCl的损失为:143.5×1.3×10-5=1.9×10-3g∵[Ag+]=[Cl－]∴所以，AgCl的损失为:19（2）用0.01molL-1NaCl水溶液洗涤，每次损失为：AgCl⇌

Ag++Cl－

到饱和时：x0.01+x即：x(0.01+x)=Ksp

∵x0.01∴0.01+x0.01所以上式略为：0.01x=Ksp

∴x=Ksp/0.01=1.8×10-8molL-1（2）用0.01molL-1NaCl水溶液洗涤，每次损失20由此可见，用0.01molL-1NaCl水溶液洗涤，每次损失仅为：143.5×1.8×10-8=2.6×10-6g减小了将近1000倍。这是因为“NaCl=Na+＋Cl－”以后溶液中有大量Cl－，它强烈地使：AgCl⇌

Ag+＋Cl－平衡向左移动，抑制了AgCl的溶解。这就是同离子效应。由此可见，用0.01molL-1NaCl水溶液洗涤，每次21二、盐效应

例如，在PbSO4中加入少量Na2SO4溶液可以抑制PbSO4的溶解，但若加入过多后Na2SO4的溶解度又会有所上升。见表：二、盐效应22

由于强电解质进入溶液，使溶液中的离子数大大增大，离子强度随之增大了，这使得正负离子的活度系数明显下降，出现了离子活度越来越小于离子浓度的情况，即：∵f1∴aC这样必然跟着出现离子活度的乘积小于Kap的情况。即：(aAn+)m(aBm－)n

Kap

这样固体PbSO4就要继续溶解，直到满足以下条件为止：

(aAn+)m(aBm－)n＝Kap由于强电解质进入溶液，使溶液中的离子数大大增23

显然，此时PbSO4的溶解度就明显增大起来了。随着加入的强电解质不断增加，离子强度随之增大，离子的活度系数不断下降；PbSO4的溶解度也会随之增大。这就是所谓的盐效应。盐效应是使难溶电解质溶解度增大的一种作用，但是要注意的是：当加入的强电解质还有同离子效应时，盐效应总比同离子效应的作用小。显然，此时PbSO4的溶解度就明显增大起来了24三、酸效应

CaC2O4＝Ca２+＋C2O42－

+H+

H2C2O4

当[H+]很大时，可以促使平衡不断向右移动，直到CaC2O4全部溶解为止。三、酸效应25四、配位效应

以AgCl为例说明之。AgCl＝Ag+＋Cl－

NH3

[Ag(NH3)]+

当[NH3]很大时，可以促使平衡不断向右移动，直到AgCl全部溶解为止。四、配位效应26五、影响沉淀溶解度的其他因素

1，温度因为沉淀的溶解反应一般是吸热反应，故升高温度可以增大平衡常数，使溶解度增大。沉淀性质不同时溶解度增大的情况也不同，颗粒粗大的晶形沉淀一般是冷却后再过滤，以防溶解损失过大；而沉淀溶解度极小的无定形沉淀一般是趁热过滤的。五、影响沉淀溶解度的其他因素272、溶剂的影响根据相似相溶原理，无机物一般在水中溶解度较大，有机物一般在有机溶剂中溶解度较大。3、沉淀颗粒同一沉淀，颗粒大时溶解度小，颗粒小时溶解度大。4、形成胶体或者析出形态的影响

形成胶体时溶解损失大，加入电解质可以破坏胶体。沉淀初生时称为“亚稳态”，溶解度较大。沉淀陈化后称为“稳定态”，溶解度较小。2、溶剂的影响4、形成胶体或者析出形态的影响28

假如在一个溶液中存在多种离子时，出现可以生成多种沉淀的情况。而且，往往是几种沉淀同时生成，或者是各种沉淀先后生成。这种先后生成沉淀叫分步沉淀。例如，在0.01mol·L-1的I离子和0.01mol·L-1的Cl离子溶液中逐滴加入AgNO3溶液。可以看到什么现象？11-2-4分步沉淀和沉淀的转化一、分步沉淀首先产生黄色的AgI，然后才是产生白色的AgCl。为什么会产生这样的先后次序的呢？这是因为AgI和AgCl的Ksp不同造成的。假如在一个溶液中存在多种离子时，出现可以生成多29就可以产生AgI沉淀了。而KspAgCl＝1.810-10

在0.01mol·L-1的Cl中要有：显然，使AgCl沉淀需要的[Ag+]要大得多。因为Ksp,AgI＝8.310-17

所以，在0.01mol·L-1的I中只要有：就可以产生AgI沉淀了。显然，使AgCl沉淀需要的[Ag+30

随着AgI的生成，溶液中I-离子浓度下降，Ag+离子浓度增大，当Ag+浓度增加到一定的程度，AgCl沉淀开始析出。此时I-浓度为：说明，当AgCl沉淀开始析出时，I-已沉淀得相当完全了。随着AgI的生成，溶液中I-离子浓度下降，A31

一般来说沉淀类型相同的情况下：（如AgI和AgCl同为AB型）（1）Ksp小的总是先沉淀，Ksp大的后沉淀。（2）Ksp相近的一般是同时沉淀。（3）Ksp相差1000倍以上才有可能清楚地分步沉淀。若离子浓度不同，沉淀类型不同时要通过计算确定。一般来说沉淀类型相同的情况下：（如AgI和Ag32[例1]在提纯硫酸铜实验中为何要先调pH值为4左右，再加热过滤？解：目的是除铁元素1、计算要使[Fe3+]10-5(10-5是什么意思？),pH值应为多少；查表有：Fe(OH)3的Ksp=4.010-38

即：[Fe3+][OH-]3=4.010-38；[例1]在提纯硫酸铜实验中为何要先调pH值为433当：[Fe3+]=10-5mol·L－1时

[H+]=10-14/1.610-11=6.310-4mol·L－1

相应的pH值为：pH=3.2所以当pH3.2时,Fe3+可以基本除尽。当：[Fe3+]=10-5mol·L－1时[H+]=1342、计算要使[Cu2+]不沉淀，pH值应为多少？查表有：Ksp(Cu(OH)2)=2.210-20当[Cu2+]=0.1mol·L－1时：[H+]=2.110-6mol·L－1相应的pH值为：pH=5.6

即：当pH5.6时溶液中的Cu2+不沉淀。显然，合适的操作条件是：pH值在3.25.6之间。所以取pH为4的沉淀条件。2、计算要使[Cu2+]不沉淀，pH值应为多少？[H+]=235

[例2]:某溶液中含Cl-和CrO42-,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]:AgCl先析出[例2]:某溶液中含Cl-和CrO42-,它们的浓36无机化学-第11章沉淀反应课件37

例如使CaSO4转化为CaCO3。使AgCl转化为Ag2CrO4等等。CaSO4＋CO32－＝CaCO3＋SO42－

此式的平衡常数为：可见得平衡强烈地偏向右边，转化比较完全。二、沉淀的转化例如使CaSO4转化为CaCO3。使AgCl转化为38一般来说：在平衡常数K1的情况下是比较容易发生转换的；在平衡常数K1的情况下是难以发生转换的；在平衡常数K接近1的情况下创造一定的条件还是有可能发生转换的。一般来说：39例如：在1.0升1.6mol·L-1Na2CO3溶液中，能否使0.10mol的BaSO4沉淀完全转化？解：查得Ksp(BaSO4)=1.08×10-10Ksp(BaCO3)=2.58×10-9沉淀转化反应为：例如：在1.0升1.6mol·L-1Na2CO3溶液中，40设：能转化BaSO4xmol,则：答：只能转化0.064molBaSO4。平衡时1.6-xx设：能转化BaSO4xmol,则：答：只能转化0.041影响电极电势的其他因素沉淀的生成对电极电势的影响[例]

在Ag+/Ag电对体系中加入NaCl，产生AgCl沉淀。当[Cl-]=1mol·l-1时，[解]

电极反应：体系中反应：当[Cl-]=1mol·l-1时，

影响电极电势的其他因素沉淀的生成对电极电势42无机化学-第11章沉淀反应课件432.大家知道银在盐酸溶液中不会溶解(Ag+HCl)，如果将氢碘酸（HI）代替盐酸，结果如何？为什么？2.大家知道银在盐酸溶液中不会溶解(Ag+HCl)44一、教学要求

1.掌握溶度积规则的意义及其运用。2.了解影响沉淀平衡移动的因数。3.了解分步沉淀和沉淀转化的条件和意义。

一、教学要求45第11章沉淀反应11-1沉淀溶解反应11-2溶度积规则及应用第11章沉淀反应4611-1-1溶解平衡和溶度积1、溶解平衡在溶液中有下列平衡：AgCl(s)⇌Ag+＋Cl－

AgCl不断地溶解到水中，溶液中离子不断沉积到固体上，一定时间后达到平衡。11-1沉淀溶解反应11-1-1溶解平衡和溶度积11-1沉淀溶解反应472、溶度积

当上述反应达到平衡时，其平衡常数为：

即：Kºsp=[Ag+][Cl－]上式中的Kºsp即为溶度积常数，简称溶度积。SolubilityProductAmBn(s)⇌mAn++nBm-2、溶度积即：Kºsp=[4811-1-2溶度积和溶解度之间的相互换算溶解度(s)：溶解物质克数/100克水(溶剂)溶度积(Ksp)(涉及离子浓度)：溶解物质“物质的量”/1L溶液对于难溶物质，离子浓度很稀，可作近似处理：(xg/100gH2O)×10/M~mol·L-111-1-2溶度积和溶解度之间的相互换算49例1：已知室温下，Mg(OH)2的溶解度为6.53×10-3g·L-1。试求它的溶度积。解：查知Mg(OH)2的摩尔质量是58.3g·mol-1答：Mg(OH)2的溶度积为5.62×10-12。Mg(OH)2⇌Mg2++2OH-平衡浓度/mol·L-1S2S例1：已知室温下，Mg(OH)2的溶解度为6.53×10-50例2：已知298K，PbI2的Ksp=7.110-9，求PbI2在水中的溶解度？PbI2=

Pb2++2I-平衡浓度/mol·L-1：S

2S例2：已知298K，PbI2的Ksp=7.110-9，51无机化学-第11章沉淀反应课件5211-2-1溶度积规则

一、溶度积规则当溶液中有：AB(s)⇌A+＋B-

平衡时有：[A+][B-]=Ksp

假如此时向溶液中加入一些A+或B-，则溶液中有[A+][B-]Ksp

此时就可以看到溶液中有沉淀生成。11-2溶度积规则及应用11-2-1溶度积规则11-2溶度积规则及应用53

假如设法减小A+或B-的浓度，则平衡就向右移动，固体又不断溶解下去。综合起来就是：

[A+][B－]＝QKsp

固体溶解[A+][B－]＝Q=Ksp溶解平衡[A+][B－]＝QKsp生成沉淀这就是溶度积规则。假如设法减小A+或B-的浓度，则平衡就向右54任意多相离子平衡：AmBn(S)＝mAn+＋nBm－当：

(CAn+)m(CBm－)n＝QKsp沉淀溶解

(CAn+)m(CBm－)n＝Q＝Ksp溶解平衡

(CAn+)m(CBm－)n＝QKap沉淀生成任意多相离子平衡：55使用溶度积规则应注意的地方：（1）利用溶度积规则可以根据离子浓度来判断溶液中的沉淀是生成还是溶解。（2）溶度积规则只适用于离子强度较小的情况，溶液中离子强度大了就要做修正。使用溶度积规则应注意的地方：56二、溶度积和活度积前面已学过在强电解质溶液中浓度和活度的关系为：a=fC当溶液中的离子强度增大时，会引起活度系数f的减小，而溶液中真正影响溶解平衡的是活度积Kap。

二、溶度积和活度积57三、任意多相离子平衡：AmBn(S)＝mAn+＋nBm-当：

(aAn+)m(aBm-)n

Kap沉淀溶解

(aAn+)m(aBm-)n＝Kap溶解平衡

(aAn+)m(aBm-)n

Kap沉淀生成

只有当离子强度很小时，才有：KapKsp

所以就有了前面的溶度积规则。三、任意多相离子平衡：58判断[Mg2+][OH-]2是否大于Ksp11-2-2沉淀的生成和溶解一、沉淀的生成产生沉淀的唯一条件：Q(离子积)>Ksp(溶度积)改用氨水，[OH-]=1.06×10-4Q=2.81×10-12例2：298K往50ml0.001mol·L-1MgSO4溶液中加入相同浓度的NaOH150mL，问能否产生Mg(OH)2沉淀？如改为氨水呢？解：判断[Mg2+][OH-]2是否大于Ksp1159二、沉淀的溶解沉淀溶解的唯一条件：Q(离子积)<Ksp(溶度积)1、生成弱电解质（水、弱酸、弱碱）：二、沉淀的溶解60无机化学-第11章沉淀反应课件612、利用氧化还原反应：例：3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2O3、利用生成配合物例：AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]Cl+2H2O2、利用氧化还原反应：6211-2-3影响溶解平衡移动的因数一、同离子效应例如，AgCl沉淀用纯水洗涤和用NaCl溶液洗涤时，沉淀的损失就大不相同。现计算如下：AgCl⇌

Ag+＋Cl－

（１）用纯水洗涤，每次损失为设水1L，AgCl洗涤到饱和时水中的[Ag+]可如下计算：11-2-3影响溶解平衡移动的因数现计算如下：63∵[Ag+]=[Cl－]∴所以，AgCl的损失为:143.5×1.3×10-5=1.9×10-3g∵[Ag+]=[Cl－]∴所以，AgCl的损失为:64（2）用0.01molL-1NaCl水溶液洗涤，每次损失为：AgCl⇌

Ag++Cl－

到饱和时：x0.01+x即：x(0.01+x)=Ksp

∵x0.01∴0.01+x0.01所以上式略为：0.01x=Ksp

∴x=Ksp/0.01=1.8×10-8molL-1（2）用0.01molL-1NaCl水溶液洗涤，每次损失65由此可见，用0.01molL-1NaCl水溶液洗涤，每次损失仅为：143.5×1.8×10-8=2.6×10-6g减小了将近1000倍。这是因为“NaCl=Na+＋Cl－”以后溶液中有大量Cl－，它强烈地使：AgCl⇌

Ag+＋Cl－平衡向左移动，抑制了AgCl的溶解。这就是同离子效应。由此可见，用0.01molL-1NaCl水溶液洗涤，每次66二、盐效应

例如，在PbSO4中加入少量Na2SO4溶液可以抑制PbSO4的溶解，但若加入过多后Na2SO4的溶解度又会有所上升。见表：二、盐效应67

由于强电解质进入溶液，使溶液中的离子数大大增大，离子强度随之增大了，这使得正负离子的活度系数明显下降，出现了离子活度越来越小于离子浓度的情况，即：∵f1∴aC这样必然跟着出现离子活度的乘积小于Kap的情况。即：(aAn+)m(aBm－)n

Kap

这样固体PbSO4就要继续溶解，直到满足以下条件为止：

(aAn+)m(aBm－)n＝Kap由于强电解质进入溶液，使溶液中的离子数大大增68

显然，此时PbSO4的溶解度就明显增大起来了。随着加入的强电解质不断增加，离子强度随之增大，离子的活度系数不断下降；PbSO4的溶解度也会随之增大。这就是所谓的盐效应。盐效应是使难溶电解质溶解度增大的一种作用，但是要注意的是：当加入的强电解质还有同离子效应时，盐效应总比同离子效应的作用小。显然，此时PbSO4的溶解度就明显增大起来了69三、酸效应

CaC2O4＝Ca２+＋C2O42－

+H+

H2C2O4

当[H+]很大时，可以促使平衡不断向右移动，直到CaC2O4全部溶解为止。三、酸效应70四、配位效应

以AgCl为例说明之。AgCl＝Ag+＋Cl－

NH3

[Ag(NH3)]+

当[NH3]很大时，可以促使平衡不断向右移动，直到AgCl全部溶解为止。四、配位效应71五、影响沉淀溶解度的其他因素

1，温度因为沉淀的溶解反应一般是吸热反应，故升高温度可以增大平衡常数，使溶解度增大。沉淀性质不同时溶解度增大的情况也不同，颗粒粗大的晶形沉淀一般是冷却后再过滤，以防溶解损失过大；而沉淀溶解度极小的无定形沉淀一般是趁热过滤的。五、影响沉淀溶解度的其他因素722、溶剂的影响根据相似相溶原理，无机物一般在水中溶解度较大，有机物一般在有机溶剂中溶解度较大。3、沉淀颗粒同一沉淀，颗粒大时溶解度小，颗粒小时溶解度大。4、形成胶体或者析出形态的影响

形成胶体时溶解损失大，加入电解质可以破坏胶体。沉淀初生时称为“亚稳态”，溶解度较大。沉淀陈化后称为“稳定态”，溶解度较小。2、溶剂的影响4、形成胶体或者析出形态的影响73

假如在一个溶液中存在多种离子时，出现可以生成多种沉淀的情况。而且，往往是几种沉淀同时生成，或者是各种沉淀先后生成。这种先后生成沉淀叫分步沉淀。例如，在0.01mol·L-1的I离子和0.01mol·L-1的Cl离子溶液中逐滴加入AgNO3溶液。可以看到什么现象？11-2-4分步沉淀和沉淀的转化一、分步沉淀首先产生黄色的AgI，然后才是产生白色的AgCl。为什么会产生这样的先后次序的呢？这是因为AgI和AgCl的Ksp不同造成的。假如在一个溶液中存在多种离子时，出现可以生成多74就可以产生AgI沉淀了。而KspAgCl＝1.810-10

在0.01mol·L-1的Cl中要有：显然，使AgCl沉淀需要的[Ag+]要大得多。因为Ksp,AgI＝8.310-17

所以，在0.01mol·L-1的I中只要有：就可以产生AgI沉淀了。显然，使AgCl沉淀需要的[Ag+75

随着AgI的生成，溶液中I-离子浓度下降，Ag+离子浓度增大，当Ag+浓度增加到一定的程度，AgCl沉淀开始析出。此时I-浓度为：说明，当AgCl沉淀开始析出时，I-已沉淀得相当完全了。随着AgI的生成，溶液中I-离子浓度下降，A76

一般来说沉淀类型相同的情况下：（如AgI和AgCl同为AB型）（1）Ksp小的总是先沉淀，Ksp大的后沉淀。（2）Ksp相近的一般是同时沉淀。（3）Ksp相差1000倍以上才有可能清楚地分步沉淀。若离子浓度不同，沉淀类型不同时要通过计算确定。一般来说沉淀类型相同的情况下：（如AgI和Ag77[例1]在提纯硫酸铜实验中为何要先调pH值为4左右，再加热过滤？解：目的是除铁元素1、计算要使[Fe3+]10-5(10-5是什么意思？),pH值应为多少；查表有：Fe(OH)3的Ksp=4.010-38

即：[Fe3+][OH-]3=4.010-38；[例1]在提纯硫酸铜实验中为何要先调pH值为478当：[Fe3+]=10-5mol·L－1时

[H+]=10-14/1.610-11=6.310-4mol