普通化学课件第六章沉淀溶解反应

3.3沉淀溶解平衡按溶解度大小电解质分易溶电解质难溶电解质溶解度小于0.01g/100g3.3沉淀溶解平衡按溶解度大小电解质分易溶电解质难溶电解13.3.1溶度积

3.3沉淀溶解平衡1.溶度积常数AgCl(s)Ag＋(aq)

＋Cl－(aq)溶解沉淀溶度积

AmBn（s）mAn+（aq）+nBm-（aq）溶解沉淀溶度积原理3.3.1溶度积3.3沉淀溶解平衡1.溶度积常数2-109.8077.12-131.26AgCl(s)Ag＋(aq)

＋Cl－(aq)-109.8077.1232.溶度积与溶解度的换算

溶解度（S）一定温度下1升难溶电解质饱和溶液中所含溶质的量。[例3-16]已知298K时AgCl的溶解度为1.92×10－3g·L－1，求其Ksp

解：MAgCl=143.4g·mol－1C(Ag＋)=C(Cl－)=S=1.34×10－5mol·L－1

Ksp=C(Ag＋)·C(Cl－)=S2=1.97×10－102.溶度积与溶解度的换算溶解度（S）一定温度下1升难溶电解4[例3-17]已知298K时Mg(OH)2的Ksp=5.61×10－12，求其溶解度S。

解：Mg(OH)(s)Mg2＋＋2OH－

S2SKsp=C(Mg2＋)·C2(OH－)=S·(2S)2=4S3[例3-17]已知298K时Mg(OH)2的Ksp=55（1）AB型（如AgCl、BaSO4等）化合物2.溶度积与溶解度的换算

Ksp=S2

（2）AB2型或A2B（如Mg(OH)2或Ag2CrO4）化合物Ksp=4S3

（3）AB3型或A3B（如Fe(OH)3）化合物Ksp=27S4

（1）AB型（如AgCl、BaSO4等）化合物2.溶度积与溶6例：Sr3(PO4)2的溶度积KSP表达式是________

A.KSP=[Sr2+][PO43-]B.KSP=[3Sr2+][2PO43-]C.KSP=[Sr2+]3[PO43-]2D.KSP=[Sr32+][(PO4)23-]C例：Sr3(PO4)2的溶度积KSP表达式是________7例：在下列难溶银盐的饱和溶液中,Ag+离子浓度最大的是(括号内为溶度积)________

A.AgCl(1.8x10-10)B.Ag2C2O4(3.4x10-11)

C.Ag2CrO4(1.1x10-12)D.AgBr(5.2x10-13)Ksp=S2

S=1.34×10－5Ksp=4S3

S=2.40×10－4B例：在下列难溶银盐的饱和溶液中,Ag+离子浓度最大的8例：Hg2Cl2的KSP为1.3x10-18,0.1升饱和溶液的浓度是_____________mol.L-1

A.6.88×10-7B.1.69×10-5C.6.88×10-8D.1.14×10-9Hg2Cl2(s)2Hg＋(aq)＋＋2Cl－(aq)2S2SKsp=C2(Hg＋)·C2(Cl－)=16S4B例：Hg2Cl2的KSP为1.3x10-18,0.19例：AgBr的溶度积KSP=5.2x10-13,AgBr在0.1mol.L-1KBr溶液中的溶解度是_________mol.L-1

A.2.6x10-6B.5.2x10-12

C.4.0x10-13D.4.0x10-14AgBr(s)Ag＋(aq)＋＋Br－(aq)SS+0.1≈0.1Ksp=C(Ag＋)·C(Br－)=0.1SB同离子效应例：AgBr的溶度积KSP=5.2x10-110例：CaF2在0.1mol.L-1KNO3溶液中的溶解度与水中的溶解度相比，属于下列哪一种()A.增大B.减小C.相同D.无法判断A盐效应例：CaF2在0.1mol.L-1KNO3溶113.溶度积规则

化学反应等温方程式

AmBn（s）mAn+（aq）+nBm-（aq）（1）若Q＞Ksp，△G＞0，溶液为过饱和溶液。有沉淀生成；（2）若Q=Ksp，△G=0，溶液为饱和溶液。反应处于平衡状态；（3）若Q＜Ksp，△G＜0，溶液为不饱和溶液。无沉淀生成或已有的沉淀溶解。溶度积规则

3.溶度积规则化学反应等温方程式AmBn（s）12[例3-18]已知在298K时，PbI2的Ksp=8.49×10－9。问（1）在0.010mol·L-1Pb(NO3)2溶液中加入等体积的0.010mol·L－1KI溶液时，是否有PbI2沉淀产生？（2）如果加入等体积的KI溶液后，混合溶液中的C(Pb2＋)和C(I－)的离子积，恰好达到PbI2的溶度积，求这KI溶液的浓度。

解：（1）C(Pb2＋)=0.010×1/2=0.005mol·L－1C(I－)=0.010×1/2=0.005mol·L－1

则Q=C(Pb2＋)·C2(I－)=0.005×(0.005)2=1.3×10－7

Q＞Ksp，有PbI2沉淀产生。（2）设C(KI)=Xmol·L－1C(I－)=X/2mol·L－1C(Pb2＋)=0.005mol·L－1Ksp(PbI2)=C(Pb2＋)·C2(I－)=0.005×（X/2）2=8.49×10-9

X=2.6×10－3[KI]=2.6×10－3mol·L－1[例3-18]已知在298K时，PbI2的Ksp=8.13例：已知AgCl和Ag2CrO4的KSP分别为1.8x10-10，1.1x10-12。若某混合液中，[Cl-]=[CrO42-]=10-5mol.L-1，当加入Ag+达10－4mol.L-1时，则会发生_______

A.AgCl先沉淀B.只有AgCl沉淀C.只有Ag2CrO4沉淀D.二者都沉淀Q=C(Ag-)·C(CI－)=10-4×10-5=10－9＞Ksp。有AgCl沉淀Q=C2(Ag-)·C(CrO42-)=（10-4）2×10-5=10－13＜Ksp。无Ag2CrO4沉淀B例：已知AgCl和Ag2CrO4的KSP分别为143.3.2多相离子平衡移动

1.沉淀的生成沉淀的生成的必要条件：Q＞Ksp

[例3-19]判断下列条件下是否有沉淀生成（均忽略体积的变化）：（1）将0.020mol·L－1CaCl2溶液10ml与等体积同浓度的Na2C2O4溶液相混合；（2）在1.0mol·L－1溶液中通入CO2气体至饱和。解（1）溶液等体积混合后：C(Ca2＋)=0.010mol·L－1C(C2O42－)=0.010mol·L－1Q=C(Ca2＋)·C(C2O42－)=1.0×10－2×1.0×10－2=1.0×10－4Ksp=2.32×10－9Q＞Ksp有CaC2O4沉淀析出（2）饱和CO2水溶液中C(CO32—)=Ka2=4.68×10－11Q=C(Ca2＋)·C(CO32—)=1.0×4.68×10－11=4.68×10－11Q＜Ksp无CaCO3沉淀析出3.3.2多相离子平衡移动1.沉淀的生成沉淀的生成的必15[例3-20]分别计算Ag2CrO4（s）在0.10mol·L－1AgNO3溶液中的溶解度；（2）在0.10mol·L－1Na2CrO4溶液中的溶解度（已知Ksp（Ag2CrO4）=1.12×10－12）

解：（1）设Ag2CrO4的溶解度为SAg2CrO4（S）2Ag＋＋CrO42－起始0.100平衡0.10+2S≈0.10SS=C(CrO42－)=Ksp/C2(Ag＋)=1.12×10－10（mol·L－1）Ag2CrO4在纯水中的S=6.54×10－5mol·L－1，小得多。同离子效应（2）Ag2CrO4（S）2Ag＋＋CrO42－起始00.10平衡2S0.10+S≈0.10Ksp=C2(Ag＋)·C(CrO42－)=（2S）2·0.10=0.40S2S=1.7×10－6（mol·L－1）[例3-20]分别计算Ag2CrO4（s）在0.10mo16例：将0.010mol·L－1Ba2+溶液50ml与30ml0.020mol·L－的Na2SO4溶液相混合，是否会产生BaSO4沉淀？反应后溶液中Ba2+浓度为多少？解：溶液混合后：C(Ba2＋)=（0.010×50）/80=0.0062（mol·L－1）C(SO42-)=（0.020×30）/80=0.0075（mol·L－1）Q=C(Ba2＋)·C(SO42－)=0.0062×0.0075=4.6×10－5Ksp=1.1×10－10Q＞Ksp有BaSO4沉淀析出BaSO4（S）Ba2＋＋SO42－起始0.00620.0075平衡X0.0075-（0.0062-X）=0.0013+X≈0.0013Ksp=C(Ba2＋)·C(SO42－)=X×0.0013=1.1×10－10X=8.5×10－8（mol·L－1）离子沉淀完全的标志离子残留量＜10－5mol·L－1例：将0.010mol·L－1Ba2+溶液50ml与30ml17使离子沉淀完全的措施1、选择适当的沉淀剂，使沉淀物的溶解度尽可能地小例：如要沉淀SO42－，选择下列那种沉淀剂——A、BaCl2B、CaCl2C、Pb（NO3）2[已知Ksp（BaSO4）=1.1×10－10，Ksp（CaSO4）=2.45×10－5，Ksp（PbSO4）=1.06×10－8]溶解度最小的A2、可加入适量过量的沉淀剂利用同离子效应，降低了沉淀的溶解度3、控制溶液的pH值使离子沉淀完全的措施1、选择适当的沉淀剂，使沉淀物的溶解度尽18[例3-21]某溶液中含在0.01mol·L－1Cd2＋和0.01mol·L－1Zn2＋。为使Cd2+形成CdS沉淀与Zn2＋分离，应控制S2－浓度在什么范围？

解：查表得Ksp(CdS)=3.6×10－29，Ksp(ZnS)=1.2×10－23Cd2＋沉淀完全时所需S2－的最低浓度为：不使ZnS沉淀，溶液中S2－的最高浓度为：应控制C(S2－)在3.6×10－24～1.2×10－21之间当C(S2－)=1.2×10－21(mol·L－1)时，溶液中残留的C(Cd2＋)为：C(Cd2＋)=3.6×10－29/1.2×10－21=3.0×10－7(mol·L－1)Cd2＋已沉淀完全2.分步沉淀[例3-21]某溶液中含在0.01mol·L－1Cd2＋193.沉淀的溶解（沉淀的转化）

（1）生成弱电解质

Mg(OH)2(S)Mg2＋＋2OH－+HClH2ONH4+NH3·H2OZnSZn2++S2-+HClH2S3.沉淀的溶解（沉淀的转化）（1）生成弱电解质Mg(O20[例]计算使0.10mol的ZnS、CuS溶于1L盐酸中，所需盐酸的最低浓度。（Ksp（CuS）=1.27×10－36Ksp（ZnS）=2.93×10－23）

解：查表得H2S的Ka1=5.10×10－8，Ka2=1.20×10－15ZnS(S)＋2H＋Zn2＋＋H2S起始0.10X+0.20平衡0X0.100.10溶解0.10mol的ZnS所需盐酸HCl浓度为：C（HCl）=0.20+0.14=0.34（mol·L-1）溶解0.10mol的CuS所需盐酸HCl浓度为：6.3×105（mol·L-1）[例]计算使0.10mol的ZnS、CuS溶于1L盐酸中21解：[例]计算使0.010mol的MnS、溶于1LHAc中，所需HAc的最低浓度。[Ksp（MnS）=4.56×10－14]MnS(S)＋2HAcMn2＋＋H2S+2Ac-起始0.010平衡0X0.0100.0100.020X=0.009mol·L－1溶解0.10mol的MnS所需醋酸HAc浓度为：C（HAc）=0.020+0.009=0.029（mol·L-1）解：[例]计算使0.010mol的MnS、溶于1LHAc22（2）氧化还原反应

3CuS(S)＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋3S↓＋2NO↑＋4H2O（3）生成络合物AgCl(s)＋2NH3=[Ag(NH3)2]＋＋Cl－

（4）转化成其它沉淀CaSO4(s)

+Na2CO3=CaCO3(s)+Na2SO4（2）氧化还原反应3CuS(S)＋8HNO3=3Cu(N23在0.05mol.L-1CuCl2溶液中滴入H2S至饱和[H2S]=0.1mol.L-1,溶液中残留的[Cu2+]等于________mol.L-1

A.3.6x10-16B.6.3x10-18

C.2.5x10-17D.6.3x10-19

(已知KSP,CuS=6.3x10-36K总H2S=1.0x10-19)

Cu2＋＋H2S=CuS(S)＋2H＋B在0.05mol.L-1CuCl2溶液中滴入H2S至饱和241、

将10ml，0.30mol·l-1的HCOONa与10ml，0.30mol·l-1的HF混合。计算反应的平衡常数和溶液中的[HCOO-]、[F-]和[H+]各为多少？（KHCOOH=1.7×10-4，KHF=6.8×10-4）

解：HCOO-+HFHCOOH+F-起始0.30×10/20=0.150.15平衡XX0.15-X0.15-XX=0.05[HCOO-]=0.05（mol/L）[F-]=0.10（mol/L）[H]=3.4×10-4（mol/L）1、将10ml，0.30mol·l-1的HCOONa与10253.3沉淀溶解平衡按溶解度大小电解质分易溶电解质难溶电解质溶解度小于0.01g/100g3.3沉淀溶解平衡按溶解度大小电解质分易溶电解质难溶电解263.3.1溶度积

3.3沉淀溶解平衡1.溶度积常数AgCl(s)Ag＋(aq)

＋Cl－(aq)溶解沉淀溶度积

AmBn（s）mAn+（aq）+nBm-（aq）溶解沉淀溶度积原理3.3.1溶度积3.3沉淀溶解平衡1.溶度积常数27-109.8077.12-131.26AgCl(s)Ag＋(aq)

＋Cl－(aq)-109.8077.12282.溶度积与溶解度的换算

溶解度（S）一定温度下1升难溶电解质饱和溶液中所含溶质的量。[例3-16]已知298K时AgCl的溶解度为1.92×10－3g·L－1，求其Ksp

解：MAgCl=143.4g·mol－1C(Ag＋)=C(Cl－)=S=1.34×10－5mol·L－1

Ksp=C(Ag＋)·C(Cl－)=S2=1.97×10－102.溶度积与溶解度的换算溶解度（S）一定温度下1升难溶电解29[例3-17]已知298K时Mg(OH)2的Ksp=5.61×10－12，求其溶解度S。

解：Mg(OH)(s)Mg2＋＋2OH－

S2SKsp=C(Mg2＋)·C2(OH－)=S·(2S)2=4S3[例3-17]已知298K时Mg(OH)2的Ksp=530（1）AB型（如AgCl、BaSO4等）化合物2.溶度积与溶解度的换算

Ksp=S2

（2）AB2型或A2B（如Mg(OH)2或Ag2CrO4）化合物Ksp=4S3

（3）AB3型或A3B（如Fe(OH)3）化合物Ksp=27S4

（1）AB型（如AgCl、BaSO4等）化合物2.溶度积与溶31例：Sr3(PO4)2的溶度积KSP表达式是________

A.KSP=[Sr2+][PO43-]B.KSP=[3Sr2+][2PO43-]C.KSP=[Sr2+]3[PO43-]2D.KSP=[Sr32+][(PO4)23-]C例：Sr3(PO4)2的溶度积KSP表达式是________32例：在下列难溶银盐的饱和溶液中,Ag+离子浓度最大的是(括号内为溶度积)________

A.AgCl(1.8x10-10)B.Ag2C2O4(3.4x10-11)

C.Ag2CrO4(1.1x10-12)D.AgBr(5.2x10-13)Ksp=S2

S=1.34×10－5Ksp=4S3

S=2.40×10－4B例：在下列难溶银盐的饱和溶液中,Ag+离子浓度最大的33例：Hg2Cl2的KSP为1.3x10-18,0.1升饱和溶液的浓度是_____________mol.L-1

A.6.88×10-7B.1.69×10-5C.6.88×10-8D.1.14×10-9Hg2Cl2(s)2Hg＋(aq)＋＋2Cl－(aq)2S2SKsp=C2(Hg＋)·C2(Cl－)=16S4B例：Hg2Cl2的KSP为1.3x10-18,0.134例：AgBr的溶度积KSP=5.2x10-13,AgBr在0.1mol.L-1KBr溶液中的溶解度是_________mol.L-1

A.2.6x10-6B.5.2x10-12

C.4.0x10-13D.4.0x10-14AgBr(s)Ag＋(aq)＋＋Br－(aq)SS+0.1≈0.1Ksp=C(Ag＋)·C(Br－)=0.1SB同离子效应例：AgBr的溶度积KSP=5.2x10-135例：CaF2在0.1mol.L-1KNO3溶液中的溶解度与水中的溶解度相比，属于下列哪一种()A.增大B.减小C.相同D.无法判断A盐效应例：CaF2在0.1mol.L-1KNO3溶363.溶度积规则

化学反应等温方程式

AmBn（s）mAn+（aq）+nBm-（aq）（1）若Q＞Ksp，△G＞0，溶液为过饱和溶液。有沉淀生成；（2）若Q=Ksp，△G=0，溶液为饱和溶液。反应处于平衡状态；（3）若Q＜Ksp，△G＜0，溶液为不饱和溶液。无沉淀生成或已有的沉淀溶解。溶度积规则

3.溶度积规则化学反应等温方程式AmBn（s）37[例3-18]已知在298K时，PbI2的Ksp=8.49×10－9。问（1）在0.010mol·L-1Pb(NO3)2溶液中加入等体积的0.010mol·L－1KI溶液时，是否有PbI2沉淀产生？（2）如果加入等体积的KI溶液后，混合溶液中的C(Pb2＋)和C(I－)的离子积，恰好达到PbI2的溶度积，求这KI溶液的浓度。

解：（1）C(Pb2＋)=0.010×1/2=0.005mol·L－1C(I－)=0.010×1/2=0.005mol·L－1

则Q=C(Pb2＋)·C2(I－)=0.005×(0.005)2=1.3×10－7

Q＞Ksp，有PbI2沉淀产生。（2）设C(KI)=Xmol·L－1C(I－)=X/2mol·L－1C(Pb2＋)=0.005mol·L－1Ksp(PbI2)=C(Pb2＋)·C2(I－)=0.005×（X/2）2=8.49×10-9

X=2.6×10－3[KI]=2.6×10－3mol·L－1[例3-18]已知在298K时，PbI2的Ksp=8.38例：已知AgCl和Ag2CrO4的KSP分别为1.8x10-10，1.1x10-12。若某混合液中，[Cl-]=[CrO42-]=10-5mol.L-1，当加入Ag+达10－4mol.L-1时，则会发生_______

A.AgCl先沉淀B.只有AgCl沉淀C.只有Ag2CrO4沉淀D.二者都沉淀Q=C(Ag-)·C(CI－)=10-4×10-5=10－9＞Ksp。有AgCl沉淀Q=C2(Ag-)·C(CrO42-)=（10-4）2×10-5=10－13＜Ksp。无Ag2CrO4沉淀B例：已知AgCl和Ag2CrO4的KSP分别为393.3.2多相离子平衡移动

1.沉淀的生成沉淀的生成的必要条件：Q＞Ksp

[例3-19]判断下列条件下是否有沉淀生成（均忽略体积的变化）：（1）将0.020mol·L－1CaCl2溶液10ml与等体积同浓度的Na2C2O4溶液相混合；（2）在1.0mol·L－1溶液中通入CO2气体至饱和。解（1）溶液等体积混合后：C(Ca2＋)=0.010mol·L－1C(C2O42－)=0.010mol·L－1Q=C(Ca2＋)·C(C2O42－)=1.0×10－2×1.0×10－2=1.0×10－4Ksp=2.32×10－9Q＞Ksp有CaC2O4沉淀析出（2）饱和CO2水溶液中C(CO32—)=Ka2=4.68×10－11Q=C(Ca2＋)·C(CO32—)=1.0×4.68×10－11=4.68×10－11Q＜Ksp无CaCO3沉淀析出3.3.2多相离子平衡移动1.沉淀的生成沉淀的生成的必40[例3-20]分别计算Ag2CrO4（s）在0.10mol·L－1AgNO3溶液中的溶解度；（2）在0.10mol·L－1Na2CrO4溶液中的溶解度（已知Ksp（Ag2CrO4）=1.12×10－12）

解：（1）设Ag2CrO4的溶解度为SAg2CrO4（S）2Ag＋＋CrO42－起始0.100平衡0.10+2S≈0.10SS=C(CrO42－)=Ksp/C2(Ag＋)=1.12×10－10（mol·L－1）Ag2CrO4在纯水中的S=6.54×10－5mol·L－1，小得多。同离子效应（2）Ag2CrO4（S）2Ag＋＋CrO42－起始00.10平衡2S0.10+S≈0.10Ksp=C2(Ag＋)·C(CrO42－)=（2S）2·0.10=0.40S2S=1.7×10－6（mol·L－1）[例3-20]分别计算Ag2CrO4（s）在0.10mo41例：将0.010mol·L－1Ba2+溶液50ml与30ml0.020mol·L－的Na2SO4溶液相混合，是否会产生BaSO4沉淀？反应后溶液中Ba2+浓度为多少？解：溶液混合后：C(Ba2＋)=（0.010×50）/80=0.0062（mol·L－1）C(SO42-)=（0.020×30）/80=0.0075（mol·L－1）Q=C(Ba2＋)·C(SO42－)=0.0062×0.0075=4.6×10－5Ksp=1.1×10－10Q＞Ksp有BaSO4沉淀析出BaSO4（S）Ba2＋＋SO42－起始0.00620.0075平衡X0.0075-（0.0062-X）=0.0013+X≈0.0013Ksp=C(Ba2＋)·C(SO42－)=X×0.0013=1.1×10－10X=8.5×10－8（mol·L－1）离子沉淀完全的标志离子残留量＜10－5mol·L－1例：将0.010mol·L－1Ba2+溶液50ml与30ml42使离子沉淀完全的措施1、选择适当的沉淀剂，使沉淀物的溶解度尽可能地小例：如要沉淀SO42－，选择下列那种沉淀剂——A、BaCl2B、CaCl2C、Pb（NO3）2[已知Ksp（BaSO4）=1.1×10－10，Ksp（CaSO4）=2.45×10－5，Ksp（PbSO4）=1.06×10－8]溶解度最小的A2、可加入适量过量的沉淀剂利用同离子效应，降低了沉淀的溶解度3、控制溶液的pH值使离子沉淀完全的措施1、选择适当的沉淀剂，使沉淀物的溶解度尽43[例3-21]某溶液中含在0.01mol·L－1Cd2＋和0.01mol·L－1Zn2＋。为使Cd2+形成CdS沉淀与Zn2＋分离，应控制S2－浓度在什么范围？

解：查表得Ksp(CdS)=3.6×10－29，Ksp(ZnS)=1.2×10－23Cd2＋沉淀完全时所需S2－的最低浓度为：不使ZnS沉淀，溶液中S2－的最高浓度为：应控制C(S2－)在3.6×10－24～1.2×10－21之间当C(S2－)=1.2×10－21(mol·L－1)时，溶液中残留的C(Cd2＋)为：C(Cd2＋)=3.6×10－29/1.2×10－21=3.0×10－7(mol·L－1)Cd2＋已沉淀完全2.分步沉淀[例3-21]某溶液中含在0.01mol·L－1Cd2＋443.沉淀的溶解（沉淀的转化）

（1）生成弱电解质

Mg(OH)2(S)Mg2＋＋2OH－+HClH2ONH4+NH3·H2OZnSZn2++S2-+HClH2S3.沉淀的溶解（沉淀的转化）（1）生成弱电解质Mg(O45[例]计算使0.10mol的ZnS、CuS溶于1L盐酸中，所需盐酸的最低浓度。（Ks