第8章-沉淀-溶解平衡教学课件

一般可用溶解度的大小来衡量物质在水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中溶解能力的大小.物质物质 溶解度溶解度(g/100g水水)易溶物易溶物 0.1微溶物微溶物0.010.1难溶物难溶物 0.01 对于难溶物也常使用对于难溶物也常使用物质的量浓度表示溶解度物质的量浓度表示溶解度对难溶物来说对难溶物来说,在它的饱和溶液中存在在它的饱和溶液中存在多相离子平衡多相离子平衡.Ba2+SO42-溶解溶解 BaSO4(s)BaSO4(aq)Ba2+(aq)+SO42-(aq)沉淀沉淀 难溶强电解质难溶强电解质如如BaSO4一样，在水中溶解的部分全部解离成离子一样，在水中溶解的部分全部解离成离子的难溶物称为难溶强电解质的难溶物称为难溶强电解质1.溶度积常数溶度积常数 BaSO4 (s)BaSO4(aq)全全部部电电离离Ba2+(aq)+SO42-(aq)8.1 溶度积溶度积平衡时平衡时 Ksp =Ba2+SO42-Ksp称称 为为 溶溶 度度 积积 常常 数数,简简 称称 溶溶 度度 积积(solubility product).表表示示一一定定温温度度下下，难难溶溶电电解解质质的的饱饱和和溶溶液液中中,各各离离子浓度幂的乘积为一常数。子浓度幂的乘积为一常数。Ba2+SO42-简写为 BaSO4(s)设设 AmBn(s)mAn+nBm-Ksp=An+m Bm-n8.1.1 溶度积常数溶度积常数 溶解溶解 BaSO4(s)BaSO4(aq)Ba2+(aq)+SO42-(aq)沉淀沉淀 =mSm nSn =mm nn Sm+n设一定温度下，难溶强电解质设一定温度下，难溶强电解质 AmBn(s)的溶解度为的溶解度为S molL-1AmBn(s)AmBn(aq)=mAn+(aq)+nBm-(aq)Ksp=An+m Bm-nS SmSmSnSnS8.1.2 溶度积和溶解度的相互换算溶度积和溶解度的相互换算COPYRIGHT ALL RIGHTS RESERVED例题：例题：CaF2 的溶解度的溶解度为2 21010-4molL L-1,它的溶度它的溶度积是多少？是多少？解：例题：某温度下例题：某温度下,Ca3(PO4)2的的Ksp为为1.08 10-30,则饱和状态下则饱和状态下磷酸钙的溶解度为多少？磷酸钙的溶解度为多少？解：一般来说，对于相同类型的难溶强电解质，溶度积一般来说，对于相同类型的难溶强电解质，溶度积K Kspsp越小的越小的,溶解度溶解度S S越小。越小。如:AB2型：CaF2 Ksp=3.210-11 S=210-4molL-1HgCl2 Ksp=410-15 S=110-5molL-1对于不同类型的难溶强电解质，必须计算出溶解度对于不同类型的难溶强电解质，必须计算出溶解度S S【例例】已已 知知 298K时时,BaSO4的的 Ksp=1.07 10-10,Ag2CrO4的的Ksp=1.12 10-12,试试比比较较二二者者溶溶解解度度S(mol/L)的大小。的大小。解：解：BaSO4(s)Ba2+SO42-平衡浓度平衡浓度/molL-1 S S Ksp=Ba2+SO42-=S2Ag2CrO4(s)2Ag+CrO42-平衡浓度平衡浓度/molL-1 2S S Ksp=Ag+2 CrO42-=(2 S)2S=4S3 相同类型，相同类型，Ksp,S .不同类型不同类型,不能用不能用Ksp判断判断S 的大小的大小.结论结论8.2.1 溶度积规则溶度积规则1离子积离子积Q(反应商，反应商，IP )8.2 沉淀溶解平衡的移动沉淀溶解平衡的移动c 任意浓度任意浓度 2溶度积规则溶度积规则 Qi=Ksp 饱和溶液饱和溶液 饱和状态饱和状态(反应处于平衡状态反应处于平衡状态)Qi Ksp 过饱和溶液过饱和溶液 沉淀析出沉淀析出(逆向反应自发）逆向反应自发）AmBn mAn+nBm-溶度积规则的使用条件溶度积规则的使用条件 避免沉淀剂过量避免沉淀剂过量 如：如：Hg2+2I-HgI2(桔红桔红)HgI2+2I-HgI42-(无色无色)避免副反应避免副反应 如：如：CO32-+H2O HCO3-+OH-S2-+H2O HS-+OH-8.2.2 沉淀的生成沉淀的生成 Q Ksp1.加入沉淀剂使沉淀生成加入沉淀剂使沉淀生成【例】【例】在在20ml 0.0020molL-1Na2SO4溶液中加入溶液中加入 20 ml 0.020molL-1 BaCl2溶液，有无溶液，有无BaSO4沉淀生成？并判沉淀生成？并判断断 SO42-离子是否沉淀完全？已知离子是否沉淀完全？已知BaSO4的的Ksp=1.0710-10.解解:（1）有有BaSO4沉淀生成沉淀生成即即 1.0710-10 0.0090 x x =SO42-1.210-8 mol L-1 设平衡时设平衡时 SO42-=x molL-1沉淀完全是指离子残留量沉淀完全是指离子残留量 10-5 mol L-1故加入故加入BaCl2 可使可使SO42-沉淀完全沉淀完全Ksp=Ba2+SO42-=(0.0090+x)x起始浓度起始浓度/molL-1 0.010 0.0010 平衡浓度平衡浓度/molL-1 0.0100.0010+x xBaSO4(s)Ba 2+SO42-0.0090+x 0.0090 x 很小很小2.控制溶液的控制溶液的 pH 值使沉淀生成值使沉淀生成【例】【例】计算计算298K时使时使0.010molL-1Fe3+开始沉淀和沉淀开始沉淀和沉淀完全时溶液的完全时溶液的pH值。已知值。已知Fe(OH)3的的Ksp=2.6410-39。解：解：Fe(OH)3(s)Fe3+3OH-开始沉淀开始沉淀 Fe3+OH-3 KsppOH=13lg 6.42=12.19 pH=1.81 沉淀完全Fe3+10-5 molL-1 pH=14(12lg6.42)=2.81例题：在例题：在 100 ml 0.20molL-1 的的 MgCl2 溶液溶液 中，加入中，加入100ml 含有含有 NH4Cl 的的 0.010molL-1 氨水溶液氨水溶液,欲阻止生成欲阻止生成 Mg(OH)2 沉淀，上沉淀，上述氨水中需含几克述氨水中需含几克 NH4Cl？解：混合后不产生不产生Mg(OH)2 沉淀，则沉淀，则 Q Ksp3.3.沉淀溶解平衡中的同离子效应和盐效应沉淀溶解平衡中的同离子效应和盐效应 同离子效应同离子效应PbI2 饱和溶液饱和溶液 +KI(aq)黄黄 在难溶电解质溶液中加入含有在难溶电解质溶液中加入含有共同离子的易溶强电解质，使共同离子的易溶强电解质，使难溶电解质溶解度降低的现象。难溶电解质溶解度降低的现象。【例】已知BaSO4的 Ksp=1.0710-10，求298K时，BaSO4在 0.0100 mol L-1的K2SO4溶液中的溶解度。并与在纯水中的溶解度作比较。解：解：设溶解度为设溶解度为 x molL-1平衡浓度平衡浓度/molL-1 x 0.0100+xBaSO4(s)Ba2+SO42-Ksp=Ba2+SO42-=x (0.0100+x)0.0100+x 0.0100 由于同离子效应的作用，由于同离子效应的作用，BaSOBaSO4 4在在 0.0100 mol L 0.0100 mol L-1-1的的K K2 2SOSO4 4溶液中的溶解度比在纯水小得多，溶液中的溶解度比在纯水小得多，溶液中溶液中BaBa2+2+离离子浓度子浓度10-6molL-1,沉淀完全。沉淀完全。纯水中：纯水中：盐效应盐效应在难溶电解质饱和溶液中加入不含相同离子的强电在难溶电解质饱和溶液中加入不含相同离子的强电解质，将使难溶电解质的溶解度略为增大的现象解质，将使难溶电解质的溶解度略为增大的现象AB(s)A+B-离子浓度较高时：离子浓度较高时：Ksp=A+B-I，1，Q Ksp平衡移动方向平衡移动方向8.2.3 分步沉淀和沉淀的转化分步沉淀和沉淀的转化 用一种沉淀剂，使溶液中的用一种沉淀剂，使溶液中的 几种离子先后沉淀出来的方法。几种离子先后沉淀出来的方法。【例【例8-68-6】溶液中溶液中Cl-、CrO42-离子浓度均为离子浓度均为0.0010molL-1，若逐滴加入若逐滴加入AgNO3溶液，试计算溶液，试计算：（1）哪一种离子先产生沉淀？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？种离子的浓度是多少？1.分步沉淀分步沉淀解：(1)(1)开始沉淀 故故 AgCl 已沉淀完全已沉淀完全(Cl-10-5 molL-1 )先产生先产生AgCl 沉淀沉淀 Ksp=Ag+Cl-金属硫化物金属硫化物MS+2H+M2+H2SKspK【例例】某某溶溶液液中中Cd2+和和Zn2+离离子子浓浓度度均均为为0.10molL-1，为为使使Cd2+离离子子生生成成CdS沉沉淀淀与与Zn2+离离子子分分离离，须须通通入入饱饱和和H2S溶液，溶液，试问此时试问此时H+应控制在什么范围？应控制在什么范围？解：解：H2S=0.10 molL-1使使Cd2+沉淀完全的沉淀完全的 H+的最高浓度为的最高浓度为不使 Zn2+沉淀，溶液中 H+的最低浓度为 0.14 molL-1 H+2.1 molL-1 金属氢氧化物的分步沉淀M(OH)n(s)Mn+nOH-Ksp=Mn+OH-n【例【例8-88-8】某酸性溶液中，某酸性溶液中，Fe3+和和Zn2+离子的浓度均为离子的浓度均为0.010 molL-1,根据它们的溶度积，计算出彼此分离根据它们的溶度积，计算出彼此分离的的pH范围。范围。解：开始沉淀 Fe(OH)3 先沉淀先沉淀Fe(OH)3 沉淀完全沉淀完全（Fe3+1.010-5molL-1)6.4210-12molL-1 OH-8.2810-8 molL-1 故故 2.81 pH 6.92沉淀的转化沉淀的转化在含有某一沉淀的溶液中，加入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。适当的试剂，使之生成另一种沉淀。【例【例8-98-9】通过计算说明，在含有通过计算说明，在含有SrCO3沉淀溶液中加沉淀溶液中加 入入Na2SO4溶液，能否将溶液，能否将SrCO3转化为转化为SrSO4？解：解：SrCO3(s)+SO42-SrSO4(s)+CO32-8.2.4 沉淀的溶解沉淀的溶解 Q Ksp1生成弱电解质使沉淀溶解生成弱电解质使沉淀溶解 生成弱酸生成弱酸CaCO3(s)+2H+Ca2+H2CO3H2O+CO2 CaCO3(s)Ca2+CO32-CO32-+H+HCO3-HCO3-+H+H2CO3CaCO3(s)+2HAc Ca2+2Ac-+H2CO3CaCO3(s)Ca2+CO32-2HAc 2Ac-+2H+CO32-+H+HCO3-HCO3-+H+H2CO3（2）生成弱碱生成弱碱Mg(OH)2(s)+2NH4+Mg2+2NH3H2OMg(OH)2(s)Mg2+2OH-K1=Ksp2NH4+2OH-2NH3H2O（3 3）生成水）生成水Fe(OH)3(s)+3H+Fe3+3H2O2.生成配合物使沉淀溶解生成配合物使沉淀溶解3.发生氧化还原反应使沉淀溶解发生氧化还原反应使沉淀溶解Q Ksp 溶解溶解Q Ksp 溶解溶解3CuS+8HNO3(稀稀)3Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2OAgCl+2NH3=Ag(NH3)2+Cl-S2-Ag+3HgS+2HNO3+12HCl3H2HgCl4+3S+2NO+4H2O课堂练习：在在AgCl的饱和溶液中，有的饱和溶液中，有AgCl固体存在，当分别向固体存在，当分别向溶液中加入下列物质时，将有何种变化？溶液中加入下列物质时，将有何种变化？加入物质加入物质 平衡平衡 AgCl 溶液中浓度溶液中浓度 引起变化引起变化 移动移动 溶解度溶解度 Ag+Cl-原因原因 HCl(0.1 molL-1)AgCl(s)Ag+Cl-不变不变 不变不变 不变不变 稀释稀释 生成配离子生成配离子 盐效应盐效应 同离子效应同离子效应AgNO3(0.1 molL-1)KNO3(s)NH3H2O(2 molL-1)H2O 同离子效应同离子效应