普通化学-第八章-沉淀-溶解反应

2023/10/22第八章沉淀-溶解反应1第八章沉淀-溶解反应主讲：李琼芳2023/10/22第八章沉淀-溶解反应2第八章沉淀-溶解平衡教学目标溶度积原理1.掌握溶度积概念，能熟练进行有关简单计算。2.掌握溶度积原理。2023/10/22第八章沉淀-溶解反应3沉淀-溶解平衡的移动1.掌握同离子效应对沉淀-溶解平衡的影响。2.掌握介质酸度对沉淀-溶解平衡的影响，熟练判断常见金属氢氧化物、硫化物的沉淀条件及金属离子分离条件。分步沉淀作用掌握分步沉淀原理及其简单应用。2023/10/22第八章沉淀-溶解反应4第一节

难溶电解质的溶度积一、沉淀溶解平衡和溶度积常数二、溶度积和溶解度的相互换算三、溶度积规则2023/10/22第八章沉淀-溶解反应5第一节难溶电解质的溶度积一、沉淀溶解平衡和溶度积常数AgCl(s)溶解沉淀沉淀溶解达到平衡时：溶度积常数Ag+(aq)+Cl-(aq)2023/10/22第八章沉淀-溶解反应6难溶电解质：2023/10/22第八章沉淀-溶解反应7二、溶度积和溶解度的相互换算溶解度：一定温度下，1L难溶电解质的饱和溶液中难溶电解质溶解的物质的量。例8-1：已知298K时，BaF2在纯水中的溶解度为6.310-3mol·L-1，此溶液中F-浓度有多大？BaF2的溶度积为多少？解：离子平衡浓度/mol·L-16.310-32

6.310-3=(6.310-3)(2

6.310-3)2=1.010-62023/10/22第八章沉淀-溶解反应8化学式Ksps/(mol.L-1)类型AgCl1.77×10-101.25×10-5ABAgBr5.35×10-137.31×10-7ABAg2CrO41.2×10-126.54×10-5A2B2023/10/22第八章沉淀-溶解反应9例8-2：已知298K时，计算298K时AgCl的溶度积。解：=77.11-131.25-(-109.8)=55.66mol·L-12023/10/22第八章沉淀-溶解反应10三、溶度积规则①当Q>Ksp

时，为过饱和溶液，有沉淀析出，直至饱和。②当Q<Ksp

时，为不饱和溶液，无沉淀析出，若体系中尚有沉淀存在，沉淀将被溶解，直至饱和。③当Q=Ksp

时，为饱和溶液，达到平衡状态。2023/10/22第八章沉淀-溶解反应11第二节

沉淀的生成一、沉淀生成的条件二、同离子效应对沉淀反应的影响三、沉淀剂的用量2023/10/22第八章沉淀-溶解反应12第二节沉淀的生成一、沉淀生成的条件例8-3：

等体积混合0.002mol·L-1的Na2SO4溶液和0.02mol·L-1的BaCl2溶液，是否有白色的BaSO4沉淀生成？SO42-是否沉淀完全？[已知Ksp

(BaSO4)=1.110-10]解：溶液等体积混合后，浓度变为原来的二分之一。2023/10/22第八章沉淀-溶解反应13有BaSO4沉淀生成。2023/10/22第八章沉淀-溶解反应14BaSO4=SO42-+Ba2+

初始浓度/mol·L-1平衡浓度/mol·L-1110-3110-2x110-2-110-3+x=110-2-110-3Ksp

(BaSO4)=c(SO42-）

c(Ba2+）c(SO42-）=1.210-8mol·L-1一般认为，溶液中残留的离子浓度小于110-5mol·L-1时即认为沉淀完全。BaSO4沉淀析出后，达到新的平衡时，溶液中剩余的c(SO42-）为：2023/10/22第八章沉淀-溶解反应15解：离子平衡浓度/mol·L-1x2x+0.011.010-6=x(2x+0.01)2解得：x=3.510-3mol/L8.4

BaF2在0.01mol/LNaF溶液中的溶解度是多少？（Kspθ=1.0×10-6）2023/10/22第八章沉淀-溶解反应16例8-5

在0.1mol·L-1ZnCl2溶液中通入H2S气体至饱和。如果加入盐酸以控制溶液的pH，试计算开始析出ZnS沉淀和Zn2+沉淀完全时溶液的pH值。已知：Ksp

(ZnS)=2.510-22，298K时，K1

(H2S)=1.3210-7

，

K2

(H2S)=7.110-15

。2023/10/22第八章沉淀-溶解反应17解：①求开始生成ZnS沉淀时S2-的浓度及溶液的pH值。ZnS(s)=Zn2+(aq)+S2-(aq)当Q

Ksp

时，析出ZnS沉淀。又因：解得：c(H+)=0.19mol·L-1

pH=0.722023/10/22第八章沉淀-溶解反应18②解得：c(H+)=1.910-3mol·L-1pH=2.72即当pH=0.72时，开始有ZnS生成；当pH=2.72时ZnS沉淀完全。2023/10/22第八章沉淀-溶解反应19二、同离子效应对沉淀反应的影响BaSO4=SO42-+Ba2+

三、沉淀剂的用量欲使溶液中某一离子沉淀完全，可加入适当的沉淀剂，一般来说，加入过量20-25%为宜。2023/10/22第八章沉淀-溶解反应20第三节

分步沉淀当溶液中同时存在几种离子时，离子积首先超过溶度积的难溶电解质将先析出沉淀。2023/10/22第八章沉淀-溶解反应21第四节

沉淀的溶解一、沉淀的溶解1．

通过生成弱电解质使沉淀溶解2．

通过氧化还原反应使沉淀溶解3．

通过配位反应使沉淀溶解二、沉淀的转化2023/10/22第八章沉淀-溶解反应22一、沉淀的溶解例8-6：今有Mg(OH)2沉淀0.1mol，问需要1L多大浓度的铵盐才能使之溶解？[Ksp

(Mg(OH)2)=1.810-11]解：2023/10/22第八章沉淀-溶解反应23由于溶解0.1molMg(OH)2需要用去0.2molNH4+，所以NH4+的初始浓度应为(0.27+0.2)=0.47mol·L-12023/10/22第八章沉淀-溶解反应24二、沉淀的转化例8-7：在1LNa2CO3溶液中溶解0.01mol·L-1的CaSO4，问Na2CO3的最初浓度应为多少？[已知Ksp

(CaSO4)=9.110-6，Ksp

(CaCO3)=2.810-9]。解：沉淀转化平衡为CaSO4（s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq)反应达到平衡时2023/10/22第八章沉淀-溶解反应25根据题意，平衡时，c(SO42-)=0.01mol·L-1

因此Na2CO3最初的浓度应为：c(Na2CO3)=0.01+3.310-6=0.01mol·L-1

2023/10/22第八章沉淀-溶解反应26CO32-平衡移动方向CaCO3(s)2023/10/22第八章沉淀-溶解反应27例8.8

在c(Co2+)=1.0mol/L的溶液中含有少量Fe3+离子杂质。应如何控制pH值，才能达到除去Fe3+离子杂质的目的？已知Kspθ[Co(OH)2]=1.09×10-15，Kspθ[Fe(OH)3]=2.64×10-39

。解：⑴计算使Fe3+定量沉淀完全时所需溶液的最低pH值：Kspθ[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)2.64×10-39=1.0×10-6×c3(OH-)解得：c(OH)=1.38×10-11mol/LpH=3.142023/10/22第八章沉淀-溶解反应281.09×10-15=1.0×c2(OH)解得：c(OH)=3.30×10-8mol/LKspθ[Co(OH)2]=c(Co2+)×c2(OH)pH=6.5结论：控制溶液的pH3.14~6.5，既可除去Fe3+又不会生成Co(OH)2沉淀，达到分离Fe3+和Co2+的目的。⑵计算Co2+不能生成Co(OH)2沉淀时溶液的最高pH值：2023/10/22第八章沉淀-溶解反应29例8-9

某溶液中含有Mg2+离子，其浓度为0.01mol·L-1，含有少量Fe3+杂质。欲除去Fe3+杂质，应如何控制溶液的pH值？[已知：Ksp

(Fe(OH)3)=410-38

，Ksp

(Mg(OH)2)=1.810-11]解：计算Fe3+沉淀完全时溶液的pH值：pH=3.22023/10/22第八章沉淀-溶解反应30计算Mg2+开