第七章 沉淀溶解平衡I

1第七章沉淀的溶解平衡和溶度积2

溶度积的概念

溶解度的概念

沉淀的生成

沉淀的转化

练习3一、溶度积－－－沉淀溶解平衡常数

在一定温度下，当沉淀和溶解速率相等时，就达到平衡。此时所得的溶液即为该温度下的饱和溶液，溶质的浓度即为饱和浓度4沉淀溶解平衡时：KӨ=

Ksp

Ө

=

c(Ag+)c(Cl-)KspӨ：溶度积常数，简称溶度积

KspӨ=c2(Ag+)c(CrO42-)Ksp

Ө=c3(Ca2+)c2(PO43-)5－－－－KspӨ=cm(An+)cn(Bm-)6溶解度：

中学里介绍过把某温度下100克水里某物质溶解的最大克数叫溶解度.习惯上把溶解度小于0.01g/100g水的物质叫“难溶物”.其实，从相平衡的角度理解溶解度更确切，即在一定温度和压力下，固液达到平衡时的状态.这时把饱和溶液里的物质浓度称为“溶解度”，常用S（mol/L）表示.2024/3/12Templatecopyright20057

溶度积和溶解度的相互关系：例：298K时，CaCO3的溶解度s=2.1910-5mol·L-1

，求：CaCO3的溶度积。平衡时(mol·L-1)

：S

S∴

Ksp

Ө=c(Ca+)c(CO32-)=S

S=S2

=(2.1910-5)2=4.810-102024/3/12Templatecopyright20058例1：298K时，Ag2CrO4的溶解度S=1.310-4mol·L-1，计算Ag2CrO4的溶度积。解：平衡时/

mol·L-12S

S∴Ksp

Ө=c2(Ag+)c(CrO42-)=(2S)2S=4S3

=4(1.310-4)3

=9.010-122024/3/12Templatecopyright20059平衡时/

mol·L-1nS

mS2024/3/12Templatecopyright200510溶度积和溶解度有联系也有差别:用KspӨ比较难溶电解质的溶解性能只能在相同类型化合物之间进行，溶解度则比较直观。解：

AB型中

AgCl

的

S

大s=1.2510-5A2B型中Ag2CrO4的

S

大s=1.310-4

KspӨ不受离子浓度的影响，而溶解度则不同。例：

AgClAg2CO3

AgBrAg2CrO4KspӨ1.5610-108.110-127.710-139.010-12问何种难溶物的溶解度大？单位不同2024/3/12Templatecopyright200511溶度积规则:－－－用于判断沉淀平衡移动的方向，即van’tHoff等温式在沉淀溶解平衡中的应用。离子积Qi：难溶电解质的溶液中离子浓度的乘积Qi=c(Pb2+)

c2(I-)

Qi

<KspӨ：不饱和溶液，沉淀溶解；

Qi

=KspӨ：沉淀溶解达平衡，为饱和溶液；

Qi>Ksp

Ө：过饱和溶液，沉淀析出。2024/3/12Templatecopyright200512PbI2(s)2024/3/12Templatecopyright200513二、沉淀的生成

加入沉淀剂和控制pH值

酸溶解反应

同离子效应和盐效应

分步沉淀2024/3/12Templatecopyright200514

控制pH值：例2：计算：0.01mol·L-1Fe3+

开始沉淀和沉淀完全时溶液的pH。解：已知KspӨ=1.110-36=c(Fe3+)c3(OH-)(1)开始沉淀时：

c(Fe3+)c3(OH-)=1.110-36

c(OH-)=31.110-36/0.01=4.7910-12

mol·L-1

pH=14-pOH=14-11.34=2.68(2)沉淀完全时：c(Fe3+)=110-5

mol·L-1

c(OH-)=31.110-36/110-5=4.7910-11

mol·L-1pH=14-pOH=3.682024/3/12Templatecopyright200515应用：控制pH去除杂质离子是通常使用的分离方法，如CuSO4提纯。难溶氢氧化物并非一定在碱性溶液条件下才产生沉淀。注意：

在含有0.10mol·L-1Fe3+和0.10mol·L-1Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，Ni2+仍留在溶液中，应控制pH值为多少?例：

3.2c(Fe3+)≤10-5

7.15Ni2+开始沉淀pH∴可控制pH=42024/3/12Templatecopyright200516酸溶解反应：－－－－对于酸溶解反应来说，例如，MnS和CuS在酸中的溶解，实际上是一个包含了沉淀溶解平衡和酸碱平衡的多重平衡。例3：在0.10mol·L-1ZnCl2

溶液中用H2S饱和(0.10mol·L-1)。试计算为防止ZnS沉淀所需的c(H+)。解：(1)K1Ө

(2)K2Ө=1/KspӨ=8.31022(3)K3Ө=Ka1Ө

Ka2Ө=1.110-21∵

(1)=(2)+(3)

∴K1Ө=c2(H+)/c(Zn2+)c(H2S)=K2Ө

K3Ө

c2(H+)/(0.10.1)=91.3c(H+)=91.30.01=0.96mol·L-1

即c(H+)大于0.96mol·L-1

即可防止ZnS沉淀产生。

2024/3/12Templatecopyright200517PbSBi2S3

CuS

CdSSb2S3SnS2As2S3HgS难溶金属硫化物：18例4：在酸度保持为0.30mol·L-1的溶液中含有一定数量的Cd2+离子，当通入H2S气体达到饱和时（即c(H2S)=0.10mol/L)，Cd2+离子能否沉淀完全？已知CdS的KspӨ=1.4010-29

。解：∴CdS的沉淀是非常完全的19加入沉淀剂（同离子效应和盐效应）：例5：将等体积的0.004mol.L-1AgNO3

和0.004mol.L-1K2CrO4混合时，有无砖红色Ag2CrO4沉淀析出？解：∵c(Ag+)=c(CrO42-)=0.004/2=0.002mol.L-1

∴Qi=c2(Ag+)c(CrO42-)=(0.002)2×0.002=810-9>Ksp

Ө(910-12)

∴所以有沉淀析出。2024/3/12Templatecopyright200520同离子效应－－－在难溶电解质饱和溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质，使难溶电解质的溶解度降低的作用.加入NaCl：平衡左移注意：沉淀剂的用量不是越多越好，有时过量的沉淀剂反而会使溶解度增加。2024/3/12Templatecopyright200521盐效应－－－在难溶电解质饱和溶液中，加入易溶强电解质(可能含有共同离子或不含共同离子)而使难溶电解质的溶解度增大的作用。加入NaNO3：平衡右移c(Na2SO4)/mol·

L-100.0010.010.020.040.1000.2000S(PbSO4)/mmol·L-10.150.0240.0160.0140.0130.0160.023PbSO4在Na2SO4

溶液中的溶解度(25℃)22分步沉淀：－－－在一定条件下，使一种离子先沉淀，而其它离子在另一种条件下沉淀的现象叫做分步沉淀，相反的过程可称为分步溶解或选择性溶解。0.10mol.L-1Cl-

和0.10mol.L-1I-

的混合液中，加AgNO3例：KspӨ=1.5610-10KspӨ=1.5010-16AgCl

AgIAgCl和AgI开始沉淀所需的c(Ag+)分别为：AgI先沉淀2024/3/12Templatecopyright200523当Cl-开始沉淀时，溶液对AgCl来说已达到饱和，这时：∴当Cl-开始沉淀时，I-早已沉淀完全了，从而达到分离的目的。结论：对于同类型的沉淀来说，Ksp小的先沉淀，溶度积差别越大，后沉淀离子的浓度越小，分离效果就越好。2024/3/12Templatecopyright200524三、沉淀的转化

沉淀的溶解

沉淀的转化2024/3/12Templatecopyright200525沉淀的溶解：

加入适当离子，与溶液中某一离子结合生成水、弱酸或弱碱2H2O2NH3·H2O26

加入适当的氧化剂或还原剂，与溶液中某一离子发生氧化、还原反应，以降低某一离子的浓度。3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+3S+2NO

+4H2O而如使CuS

溶于HCl，则c(HCl)=3.61010

mol.L-127加入适当配合剂＋2NH3·H2O[Ag(NH3)2]+28沉淀的转化：－－－在含有沉淀的溶液中，加入适量试剂与某一离子结合成更难溶的物质。例：Ksp

Ө=9.110-6Ksp

Ө=2.810-9总反应：29练习已知平衡A2B3(s)=2A3++3B2

有xmol/L的A2B3溶解，则

KspӨ(A2B3)为：（）

A.27x3B.108x5C.27x5D.108x32.难溶电解质AB2在水溶液中部分溶解，若平衡时c(A2+)=x，c(B

)=y，则难溶物的溶度积表达式：（）

A.KspӨ=x2

y/2B.KspӨ=x2

yC.KspӨ=x

y2D.KspӨ=

x

(2y)23.KspӨ(AgCl)=1.8

10

10，AgCl在0.001mol·L-1

NaCl溶液中的溶解度(mol·L-1)：（）A.1.8

10

10B.1.34

10

5C.0.001D.1.8

10

74．使CaCO3具有最大溶解度的溶液是：（）

A.H2OB.Na2CO3C.KNO3D.CaCl2305．溶度积规则中

为过饱和状态；

为平衡状态；

为未饱和状态。6．洗涤BaSO4沉淀时，最好选用

。7.在I

和Cl

共存的条件下，当溶液中同时析出AgI和AgCl沉淀时，溶液中I

和Cl

的浓度关系为

。8.往ZnSO4溶液中通入H2S气体时，ZnS沉淀往往不完全，甚至不产生沉淀。但在ZnSO4溶液中加入适量的NaAc后，再通入H2S，则ZnS可完全沉淀析出。为什么？9.将50ml含0.953gMgCl2（相对分子量为95.3）的溶液与等体积的1.8mol·L-1NH3·

H2O溶液混合，