难溶强电解质的多相离子平衡

难溶强电解质的多相离子平衡第1页，共50页，2023年，2月20日，星期四南华大学化学化工学院

《基础化学》教学课件课件制作

王晓娟

供临床医学、护理学、麻醉医学、医学影像学、预防医学等专业用第2页，共50页，2023年，2月20日，星期四第4章

难溶强电解质的多相离子平衡第3页，共50页，2023年，2月20日，星期四4.4※溶度积规则及其应用4.1多相离子平衡与溶度积常数4.2溶度积常数与溶解度的关系4.3※

多相离子平衡的移动难溶强电解质的多相离子平衡第4页，共50页，2023年，2月20日，星期四第一节多相离子平衡与溶度积常数第5页，共50页，2023年，2月20日，星期四沉淀的生成与溶解一般可用溶解度的大小来衡量物质在水中溶解能力的大小.物质溶解度(g/100g水)易溶物>0.1微溶物0.01~0.1难溶物<0.01第6页，共50页，2023年，2月20日，星期四强电解质易溶难溶难溶强电解质：如AgCl、AgI、AgBr、CaCO3、BaSO4、CuS、Mg(OH)2、Fe(OH)3特点：①溶解度小②溶解的部分100%解离要求：①计算溶解度②判断沉淀的产生和溶解第7页，共50页，2023年，2月20日，星期四沉淀的生成与溶解难溶物的饱和溶液中存在多相离子平衡.Ba2+SO42-一定T时:

溶解BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)

沉淀第8页，共50页，2023年，2月20日，星期四平衡时Ksp

=[Ba2+][SO42-]

Ksp称为溶度积常数,简称溶度积。表示一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂的乘积为一常数。Ba2++SO42-

BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)简写为BaSO4(s)

AaBb(s)aAn++bBm-Ksp=[An+]a[Bm-]b溶度积常数第9页，共50页，2023年，2月20日，星期四KSP,AaBb=

[An+]a·[Bm-]b温度不变(在一定温度下),KSP不变概念解释：“溶度积常数KSP”即：在一定温度下，当[A]增大时，[B]必定下降，Ksp不变；当[B]增大时，[A]必定下降，Ksp不变。第10页，共50页，2023年，2月20日，星期四第二节溶度积常数与溶解度的关系第11页，共50页，2023年，2月20日，星期四难溶强电解质的溶解度溶解度：该电解质在其饱和溶液中的浓度。AaBb(S)→AaBb(aq)→aAn++bBm-Ksp=(aS)

﹒(bS)abaS

bS平衡时:S用S表示,单位mol·L-1√S=Kspaa﹒bba+b第12页，共50页，2023年，2月20日，星期四【例】已知298K时,BaSO4的Ksp=1.0710-10,Ag2CrO4的Ksp=1.1210-12,

试比较二者溶解度S的大小。

解：BaSO4(s)Ba2++SO42-平衡浓度/mol·L-1

SSKsp=[Ba2+][SO42-]=S2第13页，共50页，2023年，2月20日，星期四平衡浓度/mol·L-12SSKsp=[Ag+]2[CrO42-]=(2S)2·S=4S3

相同类型，Ksp,S.

不同类型,不能用Ksp判断S的大小.

Ag2CrO4(s)2Ag++CrO42-结论第14页，共50页，2023年，2月20日，星期四AgCl、AgI和Ag2CrO4

的溶解度和溶度积的比较难溶强电解质溶解度/（mol·L-1）溶度积AgCl1.33×10-51.77×10-10AgI9.22×10-98.51×10-17Ag2CrO46.54×10-51.12×10-12第15页，共50页，2023年，2月20日，星期四第三节多相离子平衡的移动—同离子效应与盐效应第16页，共50页，2023年，2月20日，星期四①同离子效应:加入含的强电解质,难溶电解质的溶解度的效应,称为同离子效应相同离子降低+AgNO3NaClS↓例：AgCl（S）Ag++Cl-第17页，共50页，2023年，2月20日，星期四=1.33×10-5mol·L-1S1=√Ksp,AgCl=√1.77×10-10mol·L-1平衡时S1

S1Ksp,AgCl=[Ag+]·[Cl-]=S1×S1例:已知

Ksp,AgCl=1.77×10-10(1)求AgCl的溶解度S1

(2)若溶液中存在0.10mol·L-1的NaCl,

求AgCl的溶解度S2解:(1)AgCl（S）Ag++Cl-第18页，共50页，2023年，2月20日，星期四平衡时S2

S2+CNaCl例:已知

Ksp,AgCl=1.77×10-10

(2)若溶液中存在0.10mol·L-1的NaCl,

求AgCl的溶解度S2Ksp,AgCl=[Ag+]·[Cl-]=S2×(S2+CNaCl)S2=Ksp,AgCl/[Cl-]

=(1.77×10-10/0.10)=1.77×10-9mol·L-1解:(2)AgCl（S）Ag++Cl-第19页，共50页，2023年，2月20日，星期四②盐效应加入含的强电解质,难溶电解质的溶解度的效应,称为不同离子略升高盐效应+NaNO3S↑离子强度增大例：AgCl（S）Ag++Cl-第20页，共50页，2023年，2月20日，星期四Ksp,AgCl=aAg+·a

Cl-=±[Ag+]

·±[Cl-]

例:已知

Ksp,AgCl=1.77×10-10

(3)若溶液中存在0.10mol·L-1的NaNO3,

求AgCl的溶解度S3（±

=0.91)平衡时S3=[Ag+]

S3=[Cl-]S==1.46×10-5mol·L-1√Ksp,AgCl/±=√1.77×10-10/0.91解:(3)AgCl（S）Ag++Cl-第21页，共50页，2023年，2月20日，星期四AgCl在KNO3溶液中的溶解度(25℃

)

0.000.001000.005000.0100

1.2781.3251.3851.427第22页，共50页，2023年，2月20日，星期四同离子效应和盐效应的比较：①从上例可知：S3＞S1>>

S2即盐效应中的溶解度＞纯水中的溶解度＞同离子效应中的溶解度②同离子效应中存在的盐效应(可忽略不计)。第23页，共50页，2023年，2月20日，星期四第四节溶度积规则及其应用第24页，共50页，2023年，2月20日，星期四(1)离子积（Q）AaBb(S)=

KSP,AaBb=aAn++bBm-

[An+]a·[Bm-]bQ=CAn+·CBm-ab离子积第25页，共50页，2023年，2月20日，星期四注意Q表示任何情况下离子浓度幂的乘积，温度一定时，Q的数值也不定，随着溶液中离子浓度的改变而变化。Q的表达式与Ksp一样，但二者的含义不同。Ksp表示难溶强电解质达到沉淀溶解平衡时，饱和溶液中离子浓度幂的乘积，在一定温度下，Ksp为一常数。第26页，共50页，2023年，2月20日，星期四(2)溶度积规则当Q＜Ksp时，沉淀溶解或无沉淀产生当Q＝Ksp时，平衡状态或饱和溶液当Q＞Ksp时，溶液有沉淀产生第27页，共50页，2023年，2月20日，星期四例：浓度为8.0×10-4mol·L-1AgNO3和8.0×10-4mol·L-1K2CrO4等体积混合,有无沉淀产生?(Ksp,Ag2CrO4=1.1×10-12)解：C

Ag+=4.0×10-4mol·L-1CCrO42-=4.0×10-4mol·L-1Q=C

Ag+·CCrO42-

=6.4×10-112有沉淀产生Q

Ksp,Ag2CrO4＞第28页，共50页，2023年，2月20日，星期四二、沉淀的生成（Q＞Ksp）措施：①加入过量沉淀剂②控制溶液的pH③同离子效应第29页，共50页，2023年，2月20日，星期四加入沉淀剂【例】在20ml0.0020mol·L-1Na2SO4溶液中加入20ml0.020mol·L-1BaCl2溶液，有无BaSO4沉淀生成？并判断SO42-离子是否沉淀完全？已知BaSO4的Ksp=1.07×10-10.解:（1）∴有BaSO4沉淀生成第30页，共50页，2023年，2月20日，星期四即

1.07×10-10≈0.0090x∴x=[SO42-]≈1.2×10-8mol·L-1⑵设平衡时[SO42-]=xmol·L-1沉淀完全是指离子残留量≤10-5mol·L-1故加入BaCl2可使SO42-沉淀完全Ksp=[Ba2+][SO42-]=

(0.0090

+x)x起始浓度/mol·L-10.0100.0010平衡浓度/mol·L-10.010﹣0.0010+

xxBaSO4(s)Ba2++SO42-∴0.0090+x≈0.0090

∵

x

很小第31页，共50页，2023年，2月20日，星期四控制溶液的pHFe3+浓度为0.010

mol·L-1,计算Fe3+开始沉淀和沉淀完全时溶液的pH解：开始沉淀pH=14-(13-lg6.42)=1.81第32页，共50页，2023年，2月20日，星期四Fe(OH)3

沉淀完全（[Fe3+]≤1.0×10-5mol·L-1)pH=14-(12-lg6.42)=2.81第33页，共50页，2023年，2月20日，星期四【例】已知BaSO4的Kθsp=1.07×10-10，求298K时BaSO4在0.0100mol·L-1的K2SO4溶液中的溶解度。解：设溶解度为

xmol·L-1平衡浓度/mol·L-1x0.0100+xBaSO4(s)Ba2++SO42-Kθsp=[c（Ba2+）/cθ][c（SO42-）/cθ]=x

·(0.0100+x)∵0.0100+x≈0.0100同离子效应第34页，共50页，2023年，2月20日，星期四由于同离子效应的作用，BaSO4在0.0100mol·L-1的K2SO4溶液中的溶解度比在纯水小得多。结论纯水中：PbI2(加KI)沉淀中加过量KI(s)→溶解PbI2+2I-

＝[PbI4]2-含同离子的沉淀剂不能过量太多,否则易产生盐效应，一般沉淀剂过量20﹪～30﹪即可。同离子效应第35页，共50页，2023年，2月20日，星期四①当时，增大，S(PbSO4)显著减小，同离子效应占主导；②当时，增大，S(PbSO4)缓慢增大，盐效应占主导。第36页，共50页，2023年，2月20日，星期四三、分步沉淀溶液中的几种沉淀反应按照一定的顺序先后发生，这种现象称为分级沉淀或分步沉淀第37页，共50页，2023年，2月20日，星期四例：某混合液中，CCl-=CI-=0.010mol·L-1，在此混合液中逐滴加入AgNO3

，问哪种沉淀先析出？解：①Q＞Ksp②所需[Ag+]的最低浓度为最小沉淀先析出，必须：生成AgCl↓时，CAg+·CCl-＞Ksp,AgClCAg+

＞Ksp,AgCl/CCl-=1.77×10-10/0.010=1.77×10-8mol·L-1

第38页，共50页，2023年，2月20日，星期四生成AgI↓时，CAg+·C

I-＞Ksp,AgICAg+

＞Ksp,AgI/C

I-=8.51×10-17/0.010=8.51×10-15mol·L-1

＜1.77×10-8mol·L-18.51×10-15mol·L-1

AgI沉淀先析出！第39页，共50页，2023年，2月20日，星期四例：某混合液中，CCl－=CI－=0.010mol·L-1， 在此混合液中逐滴加入AgNO3

，问当Cl－刚开始沉淀时，溶液中剩余的I－浓度为多少？解：当Cl－刚开始沉淀时，有Ksp,AgCl=[Ag+]·[Cl-]

[Ag+]=Ksp,AgCl/[Cl-]=(1.77×10-10/0.010)mol·L-1=1.77×10-8mol·L-1=(8.51×10-17/1.77×10-8)mol·L-1

[I－]=Ksp,AgI/[Ag+]=4.81×10-9

mol·L-1第40页，共50页，2023年，2月20日，星期四【例】溶液中Cl-、CrO42-离子浓度均为0.0010mol·L-1，若逐滴加入AgNO3溶液，试计算：（1）哪一种离子先产生沉淀？（2）第二种离子开始沉淀时，溶液中残留的第一种离子的浓度是多少？第41页，共50页，2023年，2月20日，星期四解：(1)开始沉淀故AgCl已沉淀完全([Cl-]﹤10-5mol·L-1)∴先产生AgCl沉淀⑵Kθsp=[c（Ag+）/cθ][c（Cl-）/cθ]第42页，共50页，2023年，2月20日，星期四注意：①只有对同一类型的难溶电解质，且被沉淀离子浓度相同或相近时，才可断定溶度积小的先沉淀②难溶电解质类型不同，或类型相同但被沉淀离子浓度不同时，生成沉淀的先后顺序必须通过具体的计算才能确定第43页，共50页，2023年，2月20日，星期四(1)生成弱电解质使沉淀溶解四、沉淀的溶解Mg(OH)2Mg2++2OH-+HClH2O①金属氢氧化物沉淀的溶解平衡移动的方向②碳酸盐沉淀的溶解CaCO3Ca2++CO32-+HClCO2↑

+H2O平衡移动的方向第44页，共50页，2023年，2月20日，星期四ZnSZn2++S2-+HClHS－→H2S↑③金属硫化物沉淀的溶解平衡移动的方向④PbSO4沉淀的溶解PbSO4Pb2++SO42-+NH4AcPb(Ac)2+(NH4)2SO4平衡移动的方向第45页，共50页，2023年，2月20日，星期四AgClCl-+Ag++NH3[Ag(NH3)2]+（2）形成难解离的配合物（3）利用氧化还原反应使沉淀溶解CuSCu2++S2-+HNO3S↓+NO↑

+H2O第46页，共50页，2023年，2月20日，星期四五、沉淀的转化沉淀的转化：在含有某一沉淀的溶液中，加入适当的试剂，使之生成另一种沉淀。PbSO4SO2-4+Pb2+白色2.5×10-88.0×10-28KθSPPbSO4的沉淀溶解平衡被破坏，促使PbSO4的溶解+S2-PbS第47页，共50页，2023年，2月20日，星期四][