岳斌 普通化学原理下册课件 25学习资料

测验4一、选择题1.下列各对物质中为Brønsted

共轭酸碱对的是（

）。A.NH4

和NH2

B.Cu2

和Cu(NH3)42

C.Fe(H2O)63

和Fe(H2O)5(OH)2

D.H3PO4/HPO42

2.配制pH=9的缓冲溶液，应选下列哪种弱酸或弱碱及其盐的水溶液（）。A.甲酸Ka=1.8×10-4B.醋酸Ka=1.8×10-5

C.羟胺Kb=1.0×10-9D.氨水Kb=1.8×10-5

二、填空题1.HSO4-的共轭酸————，CO32-的共轭酸是————。2.用HCl

溶液滴定某一弱碱水溶液，若突跃范围为pH7.6-4.3，该滴定过程应选用————作为指示剂，滴定终点的颜色变化情况为————。

三、计算题用0.1000molL-1的NaOH

溶液滴定20.00mL

浓度为0.1000molL-1的甲酸水溶液。已知甲酸的Ka=1.80×10-4。计算：（1）滴定开始前溶液的pH；（2）加入5.00mL

NaOH

后溶液的pH;（3）加入20.00mL

NaOH

后溶液的pH;

c.温度效应

难溶离子固体在水溶液中的溶解-沉淀平衡也服从范特霍夫方程式：但温度影响较小，一般不考虑。大部分难溶性离子固体，温度升高，溶解度增加。（吸热过程，即

Hsol>0）少部分难溶性离子固体，温度升高，溶解度减小。（放热过程，即

Hsol<0）

d.酸效应

溶液的pH改变导致难溶氢氧化物和难溶弱酸盐的溶解度发生变化的效应叫酸效应。

此时存在沉淀反应与酸碱反应之间的竞争平衡：例6：25.0

C，Zn(OH)2的

Ksp=4.5

10-17,

在pH=7.00的缓冲溶液中的溶解度为多少？解：Zn(OH)2(s)Zn2+(aq)+2OH-(aq)

s[H3O+]=10-7mol/L[OH-]=Kw/[H3O+]=1

10-7mol/LKsp=[Zn2+][OH-]2=s(110-7)2s=4.5

10-17/(1

10-7)2=4.5

10-3mol/L纯水中：s’=(4.5

10-17/4)1/3=2.2

10-6mol/L

CaF2(s)Ca2+(aq)+2F-(aq)Ksp

F-(aq)+H3O+(aq)HF(aq)+H2O(l)1/KaKsp=[Ca2+][F-]2,[Ca2+]=s,[F-]+[HF]=2s即例7：CaF2在pH=4.00的缓冲溶液中的溶解度为多少？已知：Ksp=3.9

10-11,HF的Ka=6.6

10-4[H3O+]=10-4mol/L左右各加[F-],代入[F-]+[HF]=2s酸效应系数不同酸度下的溶解度计算P.364溶液pH接近pKa时，酸效应开始显现例8：当SrCO3固体在pH=8.60的缓冲溶液中达溶解平衡后，溶液中的[Sr2+]=2.2

10-4mol/L,计算SrCO3的Ksp?已知H2CO3Ka1=4.3

10-7Ka2=4.8

10-11解：SrCO3(s)Sr2+(aq)+CO32-(aq)CO32-

HCO3-H2CO3物料平衡：[Sr2+]=[CO32-]+[HCO3-]+[H2CO3](1)H2CO3(aq)+H2O(l)HCO3-(aq)+H3O+(aq)Ka1=[H3O+][HCO3-]/[H2CO3]于是，[H2CO3]=[H3O+][HCO3-]/Ka1(2)HCO3-(aq)+H2O(l)CO32-(aq)+H3O+(aq)Ka2=[H3O+][CO32-]/[HCO3-]于是，[HCO3-]=[H3O+][CO32-]/Ka2(3)(3)带入(2):[H2CO3]

=[H3O+]2[CO32-]/(Ka1Ka2)(4)[H3O+]=10-8.6mol/L将(3),(4)代入物料平衡式(1)，得：[CO32-]=[Sr2+]/53.64Ksp=[Sr2+][CO32-]=[Sr2+]2/53.64=(2.210-4)2/53.64=9.010-10酸效应系数P365/表13-3中列举了一元、二元弱酸盐在酸性水溶液中溶解度的计算式（P364三元弱酸盐）CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)

+2H3O+H2CO3

（CO32-生成弱酸分子，沉淀溶解平衡与酸碱平衡耦合）

AgBr(s)

Ag+(aq)+Br-(aq)

+2NH3(aq)Ag

(NH3)2+(aq)（Ag+生成配离子，沉淀溶解平衡与配位平衡耦合）

CuS(s)S2-(aq)+Cu2+(aq)

+2HNO3S+NO2+H2O

（S2-被氧化析出，沉淀溶解平衡与氧化还原平衡耦合）5.

沉淀的溶解采用合适的方法使离子浓度积小于Ksp，平衡即向沉淀溶解的方向移动a.难溶弱酸盐在强酸（HCl、HNO3）中的溶解CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)Ksp=8.7

10-9

CO32-(aq)+H3O+(aq)

HCO3-(aq)+H2O(l)

1

/Ka2=1/(4.8

10-11)HCO3-(aq)

+H3O+(aq)

H2CO3(aq)

+

H2O(l)

1

/Ka1=1/(4.3

10-7)

总反应：CaCO3(s)+2H3O+(aq)

H2CO3(aq)

+Ca2+(aq)

+2H2O(l)K=Ksp/(Ka1

Ka2)

=4.2

108

很大的酸溶解平衡常数CaF2

在强酸（HCl、HNO3）中的溶解例9P370/例13-8CaCO3在0.0100mol/LHCl水溶液中的溶解弱酸、强酸共存时，[HCO3-]和[CO32-]近似为0

CaF2(s)Ca2+(aq)+2F-(aq)Ksp

F-(aq)+H3O+(aq)HF(aq)+H2O(l)1/Ka

Ksp=3.910-11,Ka=6.610-4

溶解反应：CaF2(s)+2H3O+(aq)Ca2+(aq)+2HF(aq)+2H2O(l)K=Ksp/Ka2=3.910-11/(6.610-4)2=8.9510-5例10.CaF2在1.0mol/LHCl中的溶解度？取1.0-2s=1.0，计算s1；代入1.0-2s1，求s2;…采用迭代法：s=0.027mol/L([F-]=3.8×10-5mol/L«[HF])比较：CaF2在pH=4.00的缓冲溶液中的溶解度为2.3×10-4mol/L，此时的溶解反应仍为：

CaF2(s)Ca2+(aq)+2F-(aq)

溶解反应：CaF2(s)+2H3O+(aq)Ca2+(aq)+2HF(aq)+2H2O(l)1.02ss2s

b.难溶弱酸盐在另一种弱酸中的溶解

例如:CaCO3(s)在HAc

中的溶解

CaCO3(s)

Ca2+(aq)+CO32-(aq)Ksp=8.7

10-9

HAc(aq)+H2O(l)

H3O+(aq)+Ac-(aq)

Ka=1.8

10-5CO32-(aq)

+2H3O+(aq)

H2CO3(aq)

+2H2O(l)1/(Ka1

Ka2)

=1/(2.41

10-17)总反应：

CaCO3(s)+2HAc(aq)H2CO3(aq)

+Ca2+(aq)

+2Ac-(aq)K=KspKa2

/(Ka1

Ka2)K=8.7

10-9(1.8

10-5)2/(2.41

10-17)=0.117

平衡常数与溶度积及两种弱酸的相对强弱有关比较：纯水中CaCO3的溶解反应（P374）为：CaCO3(s)+H2O(l)HCO3-(aq)+Ca2+(aq)+OH-(aq)

（溶解方程：比较相对浓度大小）例11P373/例13-9计算Mg(OH)2在1.00mol/LNH4Cl水溶液中的溶解度？已知:Mg(OH)2Ksp=1.2

10-11NH4+Ka=5.6

10-10以s1=0为起点代入等式右边，得：s2=0.5，代入等式右边，得：s3=0.108，代入等式右边，得：s4=0.186，代入等式右边，得：s5=0.155，代入等式右边，得：s6=0.165，代入等式右边，得：

逐级逼近法：s7=0.162，代入等式右边，得：s8=0.163(mol/L)

例12P376/例13-1250.0ml浓度为0.2mol/L的氨水与50ml浓度为0.2mol/L的氯化镁溶液混合。混合溶液中是否有氢氧化镁沉淀形成？若有沉淀形成，为防止沉淀的形成，至少应在上述溶液中加入如干克固体氯化铵？已知:Mg(OH)2的

Ksp=1.2

10-11NH4+

的Ka=5.6

10-10MNH4Cl=53.5g/molCNH3=0.250/(50+50)=0.10(mol/L)CMg2+=0.250/(50+50)=0.10(mol/L)Kb=Kw/Ka=110-14/(5.610-10)=1.7910-5CNH3400Kb

[OH-]=(KbCb)1/2=(1.7910-50.10)1/2=1.3410-3mol/L

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)Qc=CMg2+COH-2=0.10(1.3410-3)2=1.7910-7>Ksp有Mg(OH)2沉淀生成！欲防止沉淀的形成，则需满足Qc

Ksp

CMg2+COH-2

Ksp,COH-(Ksp/CMg2+)1/2加入NH4Cl后，NH4Cl与NH3形成缓冲溶液，CH3O+=KaCa/CbCOH-=Kw/CH3O+=KwCb/(KaCa)KwCb/(KaCa)(Ksp/CMg2+)1/2CaKwCb(CMg2+/Ksp)1/2/Ka=110-140.10(0.10/(1.210-11))1/2/(5.610-10)=0.16mol/Lm=CaVM0.160.1053.5=0.86(g)为防止沉淀的形成，至少应在上述溶液中加入0.86克固体氯化铵沉淀的抑制具有实用意义：治疗尿结石病人，需要根据结石的成分适当调节饮食和服用合适药物，如草酸盐结石病人，宜少吃富含草酸的食物，如土豆、菠菜等，口服维生素B6，可减少尿中草酸盐的排出，口服氧化镁，可增加尿中草酸盐的溶解度；磷酸盐结石病人宜低磷低钙饮食，口服氯化铵酸化尿液，有利于磷酸盐的溶解；尿酸盐结石的病人，宜少吃含嘌呤丰富的食物，如肝、肾及豆类，口服枸椽酸合剂或碳酸氢钠，碱化尿液，使尿液pH保持在6.5以上。如利用偏酒石酸抑制瓶装葡萄酒中酒石酸盐晶体形成(阻止晶核长大)；实验室配制SnCl2溶液时，既要加盐酸又要加锡粒，加Sn是利用其还原性保证2价Sn不被氧化，加盐酸则是防止Sn的氧化物或氢氧化物生成（水解和Sn粒被氧化），而Sn粒和盐酸的反应不会很快进行完，所以能保存很长时间

。

根据难溶离子化合物的溶解度不同，用沉淀反应从含有多种金属离子的混合溶液中分离某金属离子的技术称为选择性沉淀或分级沉淀。（分离、提纯、矿物处理等）6.

离子的选择性沉淀Sr2+0.1mol/LBa2+0.1mol/L沉淀剂：CrO42-(K2CrO4)SrCrO4：KSP=3.5

10-5BaCrO4：KSP=1.2

10-10

哪种离子先沉淀？CrO42-浓度控制在什么范围内，两者能完全分开?相同类型难溶离子固体，Ksp越小，则先沉淀！因此，Ba2+先沉淀。当Sr2+沉淀时，Qc>Ksp(SrCrO4),Qc=CCrO42-CSr2+CCrO42->3.510-5/0.1=3.510-4mol/LBa2+要沉淀，Qc>Ksp(BaCrO4),Qc=CCrO42-CBa2+CCrO42->1.210-10/0.1=1.210-9mol/L因此，Ba2+先沉淀。完全分开：Ba2+沉淀完全（沉淀完全的标准：残留在溶液中的浓度

110-6mol/L），Sr2+不沉淀Ba2+完全沉淀时，Ksp(BaCrO4)=[CrO42-][Ba2+][CrO42-]=Ksp(BaCrO4)/[Ba2+]

1.210-10/(110-6)=1.210-4mol/L时，Sr2+不沉淀，Qc

Ksp(SrCrO4),Qc=CCrO42-CSr2+CCrO42-

3.510-5/0.1=3.510-4mol/L1.210-4mol/L[CrO42-]3.510-4mol/L,Ba2+和Sr2+能完全分开！例13某酸性溶液中，Fe3+和Zn2+的浓度均为0.01mol/L，如果要将两者有效分离，溶液的pH应如何控制？已知：Ksp

Fe(OH)3=2.64

10-39Ksp

Zn(OH)2=6.68

10-17Fe3+沉淀时，Qc>Ksp(Fe(OH)3),Qc=CFe3+COH-3COH->(2.6410-39/0.01)1/3=6.4210-13mol/LZn2+沉淀时，Qc>Ksp(Zn(OH)2),Qc=CZn2+COH-2COH->(6.6810-17/0.01)1/2=8.1710-8mol/L因此，Fe3+先沉淀。有效分离要求Fe3+沉淀完全（残留在溶液中的浓度

110-6mol/L）时Zn2+不沉淀Ksp(Fe(OH)3)=[Fe3+][OH-]3[OH-]=(Ksp(Fe(OH)3)/[Fe3+])1/3

(2.6410-39/(110-6))1/3=1.3810-11mol/LZn2+不沉淀，Qc

Ksp(Zn(OH)2),Qc=CZn2+COH-2COH-

(6.6810-17/0.01)1/2=8.1710-8mol/L1.3810-11mol/L[OH-]8.1710-8mol/LpH=-lg[H3O+]=-lg(Kw/[OH-])3.14pH6.91,Fe3+和Zn2+能有效分离。例14Ba(IO3)2溶于1.00升0.002mol/LKIO3溶液中的量恰好与它溶于1.00升0.04mol/LBa(NO3)2溶液中的量相同。（1）计算Ba(IO3)2在上述溶液中的溶解度？（2）计算Ba(IO3)2的Ksp?

解：Ba(IO3)2(s)在0.002mol/LKIO3溶液中的溶解度与在0.04mol/LBa(NO3)2溶液中的溶解度相同Ba(IO3)2(s)Ba2+(aq)+2IO3-(aq)s2s+0.002KIO3溶液中

s+0.042sBa(NO3)2溶液中Ksp=[Ba2+][IO3-]2=s(2s+0.002)2=(s+0.04)(2s)2

0.152s2-410-6s=0,s=2.6310-5(mol/L)Ksp=s(2s+0.002)2=1.1110-10近似：Ksp=[Ba2+][IO3-]2=s(2s+0.002)2=(s+0.04)(2s)2

s0.0022=0.04(2s)2s=2.510-5mol/LKsp=s0.0022=1.010-10

例150.1升废水中含有1

10-3molNaI，2

10-3molNaBr和3

10-3molNaCl。若在此废水中加入4

10-3mol的固体AgNO3（忽略体积变化），平衡时溶液中Ag+，I-，Br-，Cl-的浓度各为多少？Ksp(AgCl)=1.810-10Ksp(AgBr)=5.3510-13,Ksp(AgI)=8.5110-17解题思路：首先按照计量关系完全生成沉淀，再考虑沉淀的溶解！相同类型难溶离子固体，Ksp越小，则先沉淀！所以，I-离子最先沉淀，其次是Br-离子，最后是Cl-离子或者，I-要沉淀，Qc>Ksp(AgI),Qc=CAg+CI-CAg+>8.5110-17/(110-2)=8.5110-15mol/LBr-要沉淀，Qc>Ksp(AgBr),Qc=CAg+CBr-CAg+>5.3510-13/(210-2)=2.67510-11mol/LCl-要沉淀，Qc>Ksp(AgCl),Qc=CAg+CCl-CAg+>1.810-10/(310-2)=610-9mol/LI-离子最先沉淀，其次是Br-离子，最后是Cl-离子

AgI(s)Ag+(aq)+I-(aq)初始00平衡x+y+zz

AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)初始00平衡x+y+zy

AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)初始0210-2mol/L平衡x+y+zx+210-2Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=[Ag+](x+210-3)=[Ag+]210-3[Ag+]=910-8mol/L(x+210-3=210-3)[Br-]=Ksp(AgBr)/[Ag+]=5.3510-13/(910-8)=5.9410-6mol/L[I-]=Ksp(AgI)/[Ag+]=8.5110-17/(910-8)=9.4610-10mol/L思考：如果加入6

10-3mol的固体AgNO3，如何计算？应用实例2012年1月15日广西龙江河镉污染（约20吨）沉淀法：NaOH、Ca(OH)2

作为沉淀剂聚合羟式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]m

作为絮凝剂（AlCl3酸度高，影响沉淀）自来水取水标准：Cd2+<4.45×10-8mol/LCd(OH)2

Ksp=2.49×10-17pH>9.37避免急性中毒，长期污染难免（沉淀溶解）Cd2+（95pm）/Ca2+（100pm），骨痛病第七章

配位化合物及其配位平衡7.1配位化合物的基本概念

3NaF+AlF3 Na3[AlF6]

PtCl4+2KCl K2[PtCl6]AgCl+2NH3[Ag(NH3)2]ClCuSO4+4NH3[Cu(NH3)4]SO4

从简单化合物到复杂(Complex)的分子间化合物这些分子间化合物都含有复杂离子（用方括号标出）。这些复杂离子既可存在于晶体中，也可存在于溶液中简单化合物：CuSO4，AgCl，PtCl4，NaF

配位化合物由简单化合物之间进一步反应形成的含有复杂离子的分子间化合物。

(不同于“复盐”，后者仅含简单离子。但并无绝对的界限，在它们之间存在大量的处于中间状态的复杂化合物)复盐：光卤石KClMgCl26H2O，钾镁矾K2SO4MgSO46H2O，在水溶液中不存在KClMgCl2，K2SO4MgSO4结构或相应的离子准确定义：由配位键连接而成的分子化合物，叫配位化合物

配离子配位化合物的复杂离子称为配离子。是一种较为稳定的结构单元，既可存在于晶体中，也可存在于溶液中。可以是阳离子、阴离子或中性分子。通常用[]

标出。现代配位化学理论的建立

1893年，26岁瑞士化学家维尔纳(AlfredWerner)根据大量的实验事实，发表了一系列的论文，提出了现代的配位键、配位数和配位化合物结构的基本概念，并用立体化学观点成功地阐明了配合物的空间构型和异构现象。奠定了配位化学的基础。

配位理论要点:

1、大多数元素表现有两种形式的价——主价和副价。主价为中心原子的氧化数，副价为中心原子的配位数。

2、内界和外界

3、空间构型：在内界中的分子或离子围绕着金属离子按一定的方式排布，使得配合物具有一定的空间构型。AlfredWerner(1866-1919)瑞士化学家

内界和外界

内界由中心离子和配体构成，如[Cu(NH3)4]SO4由Cu2