第八章沉淀溶解平衡

第八章沉淀溶解平衡1第一页，共五十六页，2022年，8月28日8.1难溶电解质的溶度积8.2沉淀的生成和溶解第八章沉淀溶解平衡下一页第二页，共五十六页，2022年，8月28日8.1.1溶度积常数例：

AgCl（s）Ag++Cl–

8.1

难溶电解质的溶度积可溶：100克水中溶解1克以上。微溶：100克水中溶解0.01~1克。难溶：100克水中溶解0.01克以下。初始v溶>v沉

平衡v溶＝v沉第三页，共五十六页，2022年，8月28日

=[Ag+]r[Cl-]r

称为难溶电解质的沉淀溶解平衡常数，简称溶度积。一般难溶电解质：AmDn(s)mAn+(aq)+nDm-(aq)

=[An+]rm[Dm-]rn决定于难溶电解质的本性，与温度有关，与溶液浓度无关。第四页，共五十六页，2022年，8月28日8.1.2溶度积与溶解度的关系溶解度(S)：一升溶液中所溶解溶质的物质的量。量纲：mol·L-1.1.AD型(如AgCl、AgI、CaCO3)AD(s)A+(aq)+D–(aq)

溶解度：S

S

=[A+]r[D–]r=S2第五页，共五十六页，2022年，8月28日2.AD2或A2D型(Mg(OH)2、Ag2CrO4)AD2(S)A2+(aq)+2D–(aq)

溶解度：S2S

=[A+]r[B–]r2=S(2S)2=4S3

第六页，共五十六页，2022年，8月28日3.AD3或A3D型(如Fe(OH)3、Ag3PO4)A3D(s)3A+(aq)+D3-(aq)溶解度：3S

S=

[A+]r3[B3-]r=(3S)3S=27S4第七页，共五十六页，2022年，8月28日解：

AgCl的摩尔质量=143.4g·mol-1

S=1.92×10-3/143.4=1.34×10-5(mol·L-1)=S2=1.8×10-10例：已知AgCl在298K时溶解了1.92×10-3g·L-1，计算其。第八页，共五十六页，2022年，8月28日解：例：298K时，Ag2CrO4的=1.1×10-12，计算其溶解度S。

比较：S(AgCl)<S(Ag2CrO4)(AgCl)>(Ag2CrO4)第九页，共五十六页，2022年，8月28日溶度积反映了物质的溶解能力，但只有同种类型的难溶电解质才能直接从Ksp的大小来比较它们的溶解度S大小。对于不同类型的难溶电解质且Ksp相差不大，不能简单地直接用Ksp比较作结论，而要通过计算其溶解度S才能确定。Ksp相差大的如Fe(OH)3的Ksp=4×10-38

Fe(OH)2的Ksp=4.87×10-17。则可判断Fe(OH)3的溶解度小第十页，共五十六页，2022年，8月28日8.1.3溶度积规则任意态的离子积用Qc表示.AmDn(s)

mAn++nDm-平衡时：=[An+]rm[Dm-]rn第十一页，共五十六页，2022年，8月28日溶度积规则：

Qc<,无沉淀生成，加入沉淀可溶解。Qc>，有沉淀生成。Qc=，平衡态，既无沉淀生成，也不能溶解沉淀第十二页，共五十六页，2022年，8月28日解：

Ag2CrO42Ag++CrO42-Qc=cr2(Ag+)

cr(

CrO42-)=(0.002)3

=8×10-98.2沉淀的生成和溶解8.2.1沉淀的生成（Qc>）例：0.004mol·L-1AgNO3与0.004mol·L-1

K2CrO4等体积混合，有无Ag2CrO4沉淀生成？(Ag2CrO4的=1.1×10-12)Qc>(Ag2CrO4)有Ag2CrO4沉淀生成。第十三页，共五十六页，2022年，8月28日解：

AgCl（s）Ag++Cl–平衡S

S+0.01=S(S+0.01)=1.8×10-10例：计算298K时，AgCl在0.01mol·L-1NaCl溶液中的溶解度。已知(AgCl)=1.8×10-10.

因为S+0.01≈0.01

S

=1.8×10-8第十四页，共五十六页，2022年，8月28日第十五页，共五十六页，2022年，8月28日例：取5mL0.002mol·L-1Na2SO4与等体积的0.02mol·L-1的BaCl2混合，计算SO42-是否沉淀完全[即c(SO42-)<10-5mol·L-1]？（BaSO4的=1.1×10-10.）解：

BaSO4

SO42-+Ba2+初0.0010.01假设完全反应生成了BaSO4沉淀，则过量的Ba2+为0.01-0.001=0.009考虑BaSO4的溶解生成的SO42-为xmol·L-1则平衡时x0.009+x第十六页，共五十六页，2022年，8月28日=(0.009+x)x=1.1×10-100.009+x≈0.009x=1.2×10-8<10-5

SO42-已沉淀完全。上述二例即为同离子效应，使难溶电解质的溶解度显著降低。BaSO4在纯水中的溶解度第十七页，共五十六页，2022年，8月28日盐效应SaltEffect

AgCl（s）Ag++Cl–加入NaCl,NaCl→Na++Cl-若加入KNO3,KNO3

→K++NO3-Ksp=a

Ag+

a

Cl-=γ

Ag+

[Ag+]

γCl-[Cl-]Qc=[Ag+][Cl-]<Ksp=a(Ag+)·a(Cl-)盐效应使溶解度略有增加第十八页，共五十六页，2022年，8月28日例：在50ml0.2mol·L-1MgCl2溶液中加入等体积的0.2mol·L-1的氨水，有无Mg(OH)2↓生成？[Mg(OH)2的=1.8×10-10，氨水的=1.78×10-5]解：

c

(Mg2+)

=0.2/2=0.1(mol·L-1)

c(NH3·H2O)=0.2/2=0.1(mol·L-1)NH3·H2ONH4++OH-平衡0.1-x

x

x第十九页，共五十六页，2022年，8月28日

cr(Mg2+)

cr2(OH-)=0.1×(1.33×10-3)2=1.78×10-7

∵Qc>[Mg(OH)2]∴有Mg(OH)2沉淀生成若上题条件不变，要不生成Mg(OH)2↓，溶液中加入NH4Cl

，NH4+的浓度最低应为多少？

若溶液中[Mg2+]的浓度保持为0.1mol·L-1，则无Mg(OH)2↓。第二十页，共五十六页，2022年，8月28日由于加入NH4Cl后形成缓冲溶液根据溶度积规则OH-的浓度最大为c（NH4+）=0.042mol·L-1

第二十一页，共五十六页，2022年，8月28日

8.2.2分步沉淀

在相同浓度的Cl-、Br-、I-的溶液中逐滴加入AgNO3溶液，AgI最先沉淀，其次是AgBr,最后是AgCl。因为：(AgI)<(AgBr)<(AgCl)第二十二页，共五十六页，2022年，8月28日第二十三页，共五十六页，2022年，8月28日解：生成PbCrO4时，CrO42-的最低浓度为

cr(Pb2+)cr(CrO42-)

>1.8×10-14

cr(CrO42-)>1.8×10-14/0.05=3.6×10-13例：在含0.05mol·L-1Pb(NO3)2和0.05mol·L-1

AgNO3混合液中，逐滴加入K2CrO4溶液(设体积不变)，问PbCrO4和Ag2CrO4哪种先沉淀?(PbCrO4的=1.8×10-14,Ag2CrO4的=1.1×10-12)第二十四页，共五十六页，2022年，8月28日生成Ag2CrO4时，CrO42-的最低浓度为

cr2(Ag+)cr(CrO42-)

>1.1×10-12

cr(CrO42-)>1.1×10-12/0.052

=4.4×10-10先产生的沉淀为PbCrO4。第二十五页，共五十六页，2022年，8月28日例：在1mol·L-1CuSO4溶液中含有少量的Fe3+

杂质，pH值控制在什么范围才能除去Fe3+?[使c(Fe3+)≤10-5mol·L-1]解：

Fe(OH)3的=2.6×10-39，Cu(OH)2的=5.6×10-20

Fe(OH)3Fe3++3OH–=[Fe3+]r

[OH–]r3=2.6×10-39

第二十六页，共五十六页，2022年，8月28日pOH=11.2,pH=2.8pH>2.8第二十七页，共五十六页，2022年，8月28日pOH=9.6,pH=4.4

控制pH：2.8~4.4.Cu(OH)2Cu2++2OH–=[Cu2+]r

[OH–]r

2=5.6×10-20

第二十八页，共五十六页，2022年，8月28日1.生成弱电解质例：CaC2O4(s)Ca2++C2O42-

+2H+H2C2O4

CaC2O4(s)+2H+H2C2O4+Ca2+

8.2.3沉淀的溶解(Qc<)第二十九页，共五十六页，2022年，8月28日例:

今有ZnS和HgS两种沉淀各0.1mol，问要用1升多少浓度的盐酸才能使它们溶解？(ZnS的=2.5×10-22，HgS的=4.0×10-53)称为竞争平衡常数，越大，越小(酸越弱)，则越大，沉淀越易溶解。第三十页，共五十六页，2022年，8月28日解：

ZnS+2H+H2S+Zn2+平衡x0.10.1盐酸的初浓度=2+0.2=2.2(mol·L-1)第三十一页，共五十六页，2022年，8月28日

HgS+2H+H2S+Hg2+平衡：y0.10.1HgS不能溶于盐酸。第三十二页，共五十六页，2022年，8月28日2.发生氧化还原反应而溶解

CuS(s)Cu2++S2-

+HNO3↓S+NO3CuS+8HNO3=Cu(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2O3.生成配离子而溶解

AgCl(s)+2NH3[Ag(NH3)2]++Cl-第三十三页，共五十六页，2022年，8月28日

8.2.4沉淀的转化

AgCl+Br-

AgBr+Cl-沉淀转化方向：AgCl→AgBr→AgI越大，沉淀转化越彻底。即生成的沉淀越小，转化越彻底。第三十四页，共五十六页，2022年，8月28日第三十五页，共五十六页，2022年，8月28日Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+CrO42-砖红白色很大，反应向右进行。第三十六页，共五十六页，2022年，8月28日【例】0.15L1.5mol/L的Na2CO3溶液可以使多少g的BaSO4溶解。

解

BaSO4+CO3

2-BaCO3+SO42--)(2)

BaCO3Ba2++CO3

2-

(1)

BaSO4Ba2++SO42-BaSO4+CO3

2-BaCO3+SO42-

K

sp(BaSO4)1.1×10-10[SO42-][Ba2+]Kj=——————=————＝———————

K

sp(BaCO3)5.1×10-9[CO32-][Ba2+]

＝0.022第三十七页，共五十六页，2022年，8月28日BaSO4+CO3

2-BaCO3+SO42-初

1.50平1.5-x

x

[SO42-]

xKj=———=————=0.022

[CO32-]1.5-x

x=0.032mol/L

0.032×0.15×233＝1.1（g）第三十八页，共五十六页，2022年，8月28日S(2S+0.1)2=2S+0.1≈0.1S=/0.01=100选B自测题：1.Mg(OH)2在室温时的溶度积为，在0.1mol·L-1NaOH溶液中，其溶解度Sr为A.10B.100C.200D.(／4)1/3第三十九页，共五十六页，2022年，8月28日2.Ca3(PO4)2的溶解度为a/2mol·L-1，其为A.36a5

B.C.D.Ca3(PO4)23Ca2++2PO42-

Sr3Sr2Sr

√=(3Sr)3(2Sr)2=108Sr5=108(a/2)5=第四十页，共五十六页，2022年，8月28日3.0.208%(g/g)的BaCl2溶液中，SO42–离子的允许浓度是多少？解：cr(Ba+)cr

(SO42-)≤(BaSO4)cr(SO42-)≤1.1×10-10/0.01=1.1×10-8第四十一页，共五十六页，2022年，8月28日解：PbI2Pb2++2I-

S2Sc(I-)=2S=3.02×10-3(mol·L-1)选B4.已知在25℃时，PbI2的为1.39×10-8，则饱和溶液中，c(I-)是多少mol·L-1？A.1.51×10-3B.3.02×10-3

C.2.43×10-3D.3.51×10-3第四十二页，共五十六页，2022年，8月28日5.过量AgCl溶解在下列各种物质中，问哪种溶液中c(Ag+)最小()A.100mL水B.1000mL水C.100mL0.2mol·L-1KCl溶液D.1000mL0.5mol·L-1KNO3溶液C第四十三页，共五十六页，2022年，8月28日6.设AgCl在水中、在0.01mol·L-1的CaCl2溶液中，在0.01mol·L-1的NaCl溶液和在0.05mol·L-1.的AgNO3溶液中的溶解度分别为s0、s1、s2和s3，则下列溶解度顺序正确的是（）。A.s0>s1>s2>s3B.s0>s2>s1>s3C.s0＝s1>s2>s3D.s0>s2>s3>s1B第四十四页，共五十六页，2022年，8月28日7.向一含Pb2+和Sr2+离子的溶液中逐滴加入Na2SO4，首先有SrSO4生成，由此可知：第四十五页，共五十六页，2022年，8月28日第四十六页，共五十六页，2022年，8月28日8.CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的条件是A.c(SO42-

)/c(CO32-

)<Ksp(CaSO4)/Ksp(CaCO3)B.c(SO42-

)/c(CO32-

)>Ksp(CaSO4)/Ksp(CaCO3)C.c(SO42-

)/c(CO32-

)>Ksp(CaCO3)/Ksp(CaSO4)D.c(SO42-

)/c(CO32-

)<Ksp(CaCO3)/Ksp(CaSO4)CaSO4Ca2+

+SO42--)CaCO3Ca2+

+CO32-CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-A第四十七页，共五十六页，2022年，8月28日第四十八页，共五十六页，2022年，8月28日9.BaSO4饱和溶液加水稀释后，下面那一种说法正确?A.BaSO4的溶解度增大B.BaSO4溶解度减小C.BaSO4的Ksp增大D.BaSO4的离子积减小D第四十九页，共五十六页，2022年，8月28日10.反应CaC2O4+HAc=HC2O4-+Ca2++Ac-的平衡常数K等于（1）CaC2O4=Ca2++C2O42-

Ksp(CaC2O4)（2）HAc=H++Ac-Ka(HAc)（3）H2C2O4=H++HC2O4-Ka2(H2C2O4)K=Ksp(CaC2O4)·Kaθ(HAc)／Ka2θ(H2C2O4)K=2.34×10-9×1.77×10-5／6.4×10-5

=6.47×10-10

（1）+（2）-（3）第五十页，共五十六页，2022年，8月28日11.痛风病表现为关节炎和肾结石的症状，其原因是血液中尿酸（HUr）和尿酸盐（Ur-）含量过高所致。（1）已知37℃下NaUr的溶解度为8.0mmol·L-1，当血清中Na+浓度恒为130mmol·L-1时，为了不生成NaUr沉淀，最多允许尿酸盐Ur-浓度为多少？（2）尿酸的电离平衡为HUrH++Ur-37℃pKa=5.4，已知血清pH为7.4，由上面计算的尿酸盐浓度求血清中尿酸的浓度。第五十一页，共五十六页，2022年，8月28日（3）肾结石是尿酸的结晶，已知37℃时尿酸在水中的溶解度是0.5mmolmol·L-1，在尿液中尿酸和尿酸盐总浓度为2.0mmol·L-1，求尿酸晶体析出时尿液pH为多少？11．解：（1）NaUr的溶度积为：平衡时，当血清中Na+浓度恒为130mmol·L-1时，溶液中最多允许的c(Ur－)为第