Parcipation沉淀.doc

第五章 沉淀的形成与沉淀平衡（建议课外学习时间：13小时）教学基本要求掌握沉淀生成与溶解平衡、溶解度与溶度积的相互换算、溶度积规则及应用。理解影响沉淀溶解度的主要因素（同离子效应、酸度等），了解盐效应等。掌握分步沉淀及其应用，了解沉淀转化。熟悉沉淀形成机理、影响沉淀纯度的因素及提高纯度的措施。了解重量分析法的特点、基本原理和步骤，理解恒重概念与化学因素及其应用（测定结果计算）。了解沉淀滴定法的基本原理及其影响因素。概念、术语和计算公式一概念和术语94多相离子平衡：溶度积：溶度积规则：沉淀反应的同离子效应：定性沉淀完全的标准：定量沉淀完全的标准：沉淀反应的盐效应：分步沉淀及其规律：沉淀的转化及其规律：沉淀形成过程：沉淀类型：定向速率：聚集速率：相对过饱和度：共沉淀：表面吸附：包藏：吸留：陈化：混晶：后沉淀：晶形沉淀的沉淀条件：非晶形沉淀的沉淀条件：均相沉淀法：沉淀形及要求：称量形及要求：恒重：化学因素：摩尔法原理及主要条件：佛尔哈德法原理及主要条件：二重要计算公式MA型难溶物溶解度与溶度积的关系：MA2、M2A型难溶物溶解度与溶度积的关系：H2S溶液中H+与S2-的关系：聚集速率与相对过饱和度的关系：跟我学重点、难点剖析一本章重点与难点重点：影响沉淀溶解度的主要因素及其应用（沉淀与溶解、分离等）；获得纯净、良好沉淀的条件；重量分析结果计算。难点：影响沉淀溶解度的主要因素的具体应用。二内容概要5.1沉淀溶解平衡及其影响因素严格来说，在水中绝对不溶的物质是不存在的。物质在水溶液中溶解能力的大小可以用溶解度和溶度积来衡量。某难溶物质在水中生成或溶解达到平衡时，构成难溶物质的组成离子（构晶离子）浓度幂的乘积是一个常数，这个常数就是溶度积Ksp。对MA型难溶物质：M+A- = Ksp某难溶物质的溶度积越大（小），该物质在中的溶解度越大（越小），要生成该难溶物质就越困难（容易）。在进行相对比较时，对同型难溶物质，溶度积越大的溶解度相应也就越大。需要注意，若溶液的离子强度较大，就应改用活度积来衡量。溶度积与溶解度具有一定的关系。知道了难溶物质的溶解度，就能求得该物质的溶度积；知道了难溶物质的溶度积，就能求得该物质的溶解度。在进行这种换算时主要应注意溶解度的单位，一般采用物质的量浓度。根据任意时刻难溶物质构晶离子浓度幂的乘积（即离子积Qc）与该难溶物质溶度积的相对大小，就能判断该难溶物质能否会生成或是否会溶解。若Qc Ksp，将生成沉淀；Qc Ksp，则不能生成沉淀，若有固体物质则会溶解。当Qc = Ksp，为饱和溶液，达到动态平衡。这一规律就称为溶度积规则。对于影响难溶物质溶解度的因素，说起来很多，重点应掌握同离子效应与酸效应。这里的同离子效应是指在沉淀反应中有与难溶物质具有共同离子的电解质存在，使难溶物质的溶解度降低的现象。为了减少难溶物质的溶解损失，在沉淀时一般根据不同的情况需要加入不同过量数的沉淀剂；洗涤沉淀时也应选择合适的洗涤剂。即使如此，沉淀的溶解损失还是不可避免的，一般认为沉淀后，溶液中被沉淀离子的浓度小于或等于10-5 molL-1，该离子就算被定性沉淀完全了；对于重量分析，被沉淀组分应达到定量沉淀完全，则要求沉淀后溶液中剩余被沉淀离子的浓度应小于或等于10-6 molL-1。酸效应主要是指沉淀反应中，除强酸形成的沉淀外，溶液酸度对沉淀溶解度的影响。这种效应可用于难溶物质的溶解或防止难溶物质的生成；对于要获得难溶物质的，就应注意控制溶液的酸度，以减少溶解损失。这里应用较多的是氢氧化物与硫化物等两类难溶物质的生成与溶解。5.2分步沉淀、沉淀的转化分步沉淀是指混合溶液中离子发生先后沉淀的现象。它们的一般规律是，哪一难溶物质构晶离子的离子积首先超过该难溶物质溶度积的，该难溶物质就先沉淀出来。通过计算可以判断先后沉淀的顺序；或确定在一定的条件下，混合溶液中的几种离子是否能够实现分离等。当溶液中存在几种离子，若是同型的难溶物质，它们的溶度积相差越大，混合离子的分离就越容易。若两种难溶物质的溶度积相差不大，则适当改变溶液中被沉淀离子的浓度，也能使沉淀的顺序发生变化。而沉淀的转化是指一种沉淀借助某种试剂的作用，转化为另一种沉淀的过程。这种转化能否发生主要与两种难溶物质的溶度积的相对大小有关。一般来说，溶度积较大的难溶物质容易转化为溶度积较小的难溶物质。它们的溶度积相差越大，沉淀转化越完全。若要将溶解度较小的难溶物质转化为溶解度较大的难溶物质尽管较难，但在一定条件下也能实现。5.3沉淀的形成与纯度沉淀的形成过程可以粗略地分为晶核的生成与晶体的长大等两个基本阶段。晶核的生成中有两种成核作用，一是均相成核作用，另一种为异相成核作用。前者是指溶液呈过饱和状态时，构晶离子由于静电作用，通过缔合而自发形成晶核的作用；而后者是指溶液中的微粒等外来杂质作为晶种，诱导沉淀形成的作用。在沉淀的长大过程中，聚集速率与定向速率的相对大小决定了沉淀形成的类型。定向速率是指构晶离子在沉淀微粒表面按一定的晶体结构进行定向排列的速率。这种速率的大小主要由沉淀物质的本性所决定。聚集速率则是指大量的沉淀微粒相互聚集的速率。它的大小主要与沉淀时溶液的相对过饱和度有关。相对过饱和度越大，一般均相成核占主导作用，聚集速率一般就越大。冯韦曼经验公式表明，沉淀瞬间沉淀物质的总浓度越小，沉淀开始时沉淀物质的溶解度越大，则溶液的相对过饱和度就越小。若定向速率大于聚集速率，一般就易于得到晶形沉淀，否则就可能得到非晶形沉淀。产生沉淀不纯的主要原因有两大方面，其一是共沉淀现象，其二是继沉淀现象。共沉淀现象主要有三类，分别是表面吸附、吸留或包夹、混晶或固溶体的形成。表面吸附是由于晶体表面离子电荷不完全等衡所造成，在表面由吸附层和扩散层形成双电层，构成表面吸附化合物。沉淀时加热，以及沉淀后洗涤沉淀是减少表面吸附的有效方法，也可选用合适的稀的电解质溶液作为洗涤剂，以取代杂质离子的吸附。吸留往往是因沉淀生长过快，使得沉淀表面吸附的杂质来不及离开，就被随后沉积上来的离子所覆盖。对于可溶性盐类的结晶，有时母液会机械地包于结晶中，这称为包夹。采取陈化、重结晶或再沉淀一般能基本解决吸留或包夹。所谓陈化，是指沉淀后使沉淀与母液共同放置一段时间，或加热搅拌一段时间后再进行固液分离。陈化的作用主要是使小颗粒以及颗粒上不完整的部分不断溶解，大颗粒不断长大，在这过程中使被吸留或包夹的杂质或母液释放出来。若杂质离子的半径与构晶离子的半径相近，电荷与所形成的晶体结构相同，就易形成混晶。若可能发生混晶，则一般事先分离。继沉淀现象是指某种沉淀析出后，另一种本来难以沉淀的组分在该沉淀的表面继续析出的现象。对于这种原因，主要办法就是缩短沉淀与母液的共存时间，沉淀后稍搅拌一定时间就立即分离。为了得到粗大纯净的晶形沉淀，应控制较小的相对过饱和度。沉淀的条件是：在适当稀的热溶液中，在不断搅拌的情况下，缓慢滴加稀的沉淀剂，沉淀后应陈化。对于非晶形沉淀，应设法使沉淀能紧密些，防止胶体产生，并尽量减少杂质的吸附。所以，非晶形沉淀的沉淀条件就应该是，在较浓的热溶液中，加入一些易挥发的电解质，在搅拌的情况下，沉淀剂的加入速度可适当快些，沉淀后加适当的热水稀释，并充分搅拌后趁热过滤，不必陈化。为了达到一定的目的，可以选用均相沉淀法以及小体积沉淀法等沉淀方法。其中均相沉淀法是通过控制一定的条件，使沉淀剂从溶液中缓慢、均匀的产生，避免了常规沉淀方法较易产生局部过饱和的问题。5.4沉淀分离与富集沉淀分离在实际工作中主要是利用氢氧化物以及硫化物溶解度的不同，通过控制酸度条件达到分离金属离子的目的。一般是根据要分离的两种金属离子所形成的难溶物质的溶度积，判断哪种金属离子的难溶物质先沉淀，然后计算出先沉淀的那种金属离子沉淀完全时（10-5molL-1）的酸度；后沉淀的金属离子则由初始浓度计算出其开始沉淀时的酸度，这样就能得到分离这两种金属离子所需控制的酸度条件。对于氢氧化物的分离，首先由溶度积关系求出OH-，再换算为H+；对于硫化物的分离，先根据溶度积关系求出S2-，再由S2-与H+的关系计算出相应的酸度。富集方法很多，可以根据需要选用。5.5无机材料制备与物质组成测定中的沉淀法材料制备中的沉淀法也很多，同样根据需要选用。物质组成测定中的重量分析法是在一定量的被测组分溶液中加入合适的沉淀剂，通过沉淀反应转化为沉淀物质（沉淀形），经过过滤、洗涤、干燥再转化成组成确定的物质（称量形）。此称量形物质通过称量，并达到恒重后就能根据有关量的关系求得被测组分的含量。重量分析中的恒重是指称量形经过两次干燥处理后，两次称量所得质量之差不超过分析天平的称量误差。当称量形与被测组分的表示形式相同时，计算最为简单；若称量形与被测组分的表示形式不同的话，就需要通过换算因素将称量形的质量换算成被测组分的质量。注意换算因素表达式的分子分母中主要元素的原子数目应相等。物质组成测定中的沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的滴定分析法。最有实际意义的为银量法。根据所用指示剂的不同，按创立者的名字命名，有莫尔法、佛尔哈德法、法扬司法等三种。其中莫尔法是一种以K2CrO4为指示剂，在中性或弱碱性溶液中，用AgNO3标准溶液滴定Cl-或Br-离子的银量法。使用这种方法时主要应注意两个条件：其一，指示剂的用量应适当，一般应控制 CrO42- = 5.010-3molL-1。其二，溶液的酸度应掌握在pH = 6.510.5，若有NH4+离子存在，酸度的上限应降至pH = 7.2。帮你学典型例题与习题参考答案一典型例题1(5.1) 已知室温时以下各难溶物质的溶解度，试求它们相应的溶度积（不考虑水解）：BaF2，6.310-3molL-1。解 Ba2+ = 6.310-3molL-1；F- = 26.310-3 molL-1Ksp = Ba2+F-2 = 6.310-3(26.310-3)2 = 1.010-62(5.2) 已知室温时以下难溶物质的溶度积，试求它的溶解度（以molL-1表示）： Ca(OH)2，Ksp = 5.0210-6。解 当Ca(OH)2在水溶液中溶解达到平衡时的溶解度为S molL-1，Ca(OH)2(s) Ca2+(aq) + 2OH-(aq)平衡浓度/molL-1 S 2S根据溶度积关系，Ksp = Ca2+OH-2 Ksp = S(2S)2 = 5.0210-6因此，MA2型难溶物质的溶解度与其溶度积的关系为： 对本例，= 1.0810-2 molL-13(5.7) 在下列溶液中不断通入H2S气体：0.10molL-1CuSO4与1.0molL-1HCl的混合溶液，使溶液始终维持饱和状态（即溶液中H2S浓度为0.10molL-1）。计算溶液中残留的Cu2+离子浓度。解 CuSO4溶液中不断通入H2S，并维持饱和状态，反应形成CuS沉淀，Cu2+ + H2S CuS + 2H+平衡浓度/molL-1 x 0.10 2(0.10 x) + 1.0 = 1.2 2x反应的平衡常数为：= (8.9010-81.2610-14)/6.310-36= 1.81014(1.2 2x)2/0.10x = 1.81014解得x = 8.010-14 molL-14将0.20 molL-1MnCl2溶液与2.0 molL-1氨水溶液等体积混合。试求混合后溶液中的Mn2+。解 将两溶液等体积混合后，浓度改变为： Mn2+ = 0.20/2 = 0.10 molL-1；c(NH3H2O) = 2.0/2 =1.0 molL-1Mn2+ + 2NH3 2H2O Mn(OH)2 + 2NH4+混合后初始浓度/molL-1 0.10 1.0平衡浓度/molL-1 x 0.80+2x 0.202x = (1.810-5)2/1.910-13 = 1.7103 解得：x = 3.710-5 molL-15若要溶解0.010molMnS，需1.0L多大浓度的HAc？解 要使0.010 molL-1MnS溶解需要0.020 molL-1的HAc，产生0.010 molL-1Mn2+、0.010 molL-1H2S和0.020 molL-1Ac-。可是，H2S是种多元酸，Ac-是种一元弱碱，能重新结合成HAc，形成一个溶解平衡。因此，维持该溶解平衡也需要一定浓度的HAc。假定维持溶解平衡所需的HAc浓度为x molL-1，根据以下溶解平衡：MnS + 2HAc Mn2+ + H2S + 2Ac-平衡浓度/molL-1 x 0.010-x/2 0.010-x/2 0.020x= 6.710-2 可解得x = 7.710-4 molL-1溶解0.010molMnS所需的c(HAc) = 0.020 + 7.710-4 0.021 molL-16(5.9) 某溶液中含有Fe3+和Fe2+，浓度均为0.050molL-1。若要使Fe(OH)3沉淀完全，而Fe2+不沉淀，问所需控制的溶液pH的范围是多少？解 查得这两种离子的氢氧化物溶度积为KspFe(OH)3 = 2.7910-39，KspFe(OH)2 = 4.8710-17。可初步判断Fe(OH)3先沉淀。当Fe3+沉淀完全时，Fe3+ 10-5 molL-1，对应的溶液酸度为：Fe3+OH-3 = KspFe(OH)3molL-1pH = 14.00 11.18 = 2.82当Fe2+刚开始沉淀时，Fe2+ = 0.050molL-1，对应的溶液酸度为：Fe2+OH-2 = KspFe(OH)2molL-1pH = 14.00 7.51 = 6.49因此，所需控制的溶液pH的范围是2.826.49。7(5.12) 溶液中含有Ag+、Pb2+、Ba2+、Sr2+，它们的浓度均为1.010-2molL-1。加入K2CrO4溶液，试通过计算说明上述离子开始沉淀的先后顺序。解 先查出以上各种离子铬酸盐难溶物质的溶度积：KspAg2CrO4 = 1.1210-12，KspPbCrO4 = 2.810-13，KspBaCrO4 = 1.1710-10， Ksp SrCrO4 = 2.210-5。Ag+开始沉淀时所需CrO42-：CrO42- = KspAg2CrO4/Ag+2 = 1.1210-12/(1.010-2)2 = 1.1210-8 molL-1Pb2+开始沉淀时所需CrO42-：CrO42- = KspPbCrO4/Pb2+= 2.810-13/1.010-2 = 2.810-11 molL-1Ba2+开始沉淀时所需CrO42-：CrO42- = KspBaCrO4/Ba2+= 1.1710-10/1.010-2 = 1.1710-8 molL-1Sr2+开始沉淀时所需CrO42-：CrO42- = KspSrCrO4/Sr2+= 2.210-5/1.010-2 = 2.210-3 molL-1 显然，最先沉淀的应是Pb2+，随后同时沉淀的是Ag+、Ba2+，最后沉淀的是Sr2+。8(5.13) 试设计分离下列各组内物质的方案： AgCl和AgI； BaCO3和BaSO4。解 AgCl NH3H2O Ag(NH3)2+ AgI AgIBaCO3 HCl Ba2+BaSO4 BaSO49(5.14) 试计算下列沉淀转化的平衡常数：PbCl2 + CrO42- PbCrO4 + 2Cl-解 = = 6.110710(5.17) 用莫尔法测定生理盐水中NaCl含量。准确量取生理盐水10.00mL，加入K2CrO4指示剂0.51mL，以0.1045molL-1AgNO3标准溶液滴至砖红色，共用去14.58mL。计算生理盐水中NaCl的含量（gml-1）。解 此滴定反应是按11进行，故：(NaCl) = (cV)AgNO3MNaCl/Vs = 0.104514.5810-358.44/10.00 = 8.910-3gmL-111(5.19) 计算下列换算因素： 称量形 被测组分Mg2P2O7 P2O5；MgSO47H2OPbCrO4 Cr2O3解 若被测组分为P2O5，那么 = 141.9/222.6 = 0.6375；若被测组分为MgSO47H2O，则 = 2246.5/222.6 = 2.215= 152.0/(2323.2) = 0.235112(5.21) 有纯的AgCl和AgBr混合样品0.8132g，在Cl2气流中加热，使AgBr转化为AgCl，则原样品的质量减轻了0.1450g。计算原样品中Cl的质量分数。解 设原混合物中AgBr的质量为x g，那么AgCl的质量就应为(0.8132-x)g。Cl2气流中处理试样所造成质量减轻是AgBr转化为AgCl所致，因此，x = (187.80.1450)/(187.8 - 143.3) = 0.6119g故AgCl的质量为0.8132 0.6119 = 0.2013gw = mCl/ms = =二习题参考答案5.1 5.010-13。5.2 1.410-2 molL-1。5.3 2.010-4 molL-1；3.4510-7 molL-1；2.910-5 molL-1。5.6 Qc = 9.010-10 molL-1；Qc = 3.210-15 molL-1。5.7 2.210-15 molL-1。5.8 118 molL-1。5.10 Ni2+沉淀OH- = 1.410-7molL-1；Cr3+沉淀OH- = 3.210-10 molL-1；pH = 5.607.15。5.11 S2- = 2.510-138.010-23 molL-1；H+ = 2.110-51.18 molL-1；5.14 2.291027。5.18 0.1280。5.20 0.1124。5.22 0.8770。试试看补充习题与参考答案一补充习题 填空题1CaF2 的溶度积常数表达式为_，Bi2S3的溶度积常数表达式为_。2Mn(OH)2的Ksp为1.910-13，在纯水中其溶解度为_ molL-1；0.050mol Mn(OH)2(s)刚好在浓度为_molL-1，体积为0.5L的NH4Cl溶液中溶解。3PbSO4的Ksp为2.5310-8，在纯水中其溶解度为_ molL-1；在浓度为1.010-2 molL-1的Na2SO4溶液中达到饱和时其溶解度为_ molL-1。4在AgCl，CaCO3，Fe(OH)3，MgF2，ZnS这些物质中，溶解度不随pH变化的是_。5在CaCO3（Ksp= 3.3610-9），CaF2(Ksp= 3.4510-11)，Ca3(PO4)2(Ksp= 2.0710-33)这些物质的饱和溶液中，Ca2+浓度由大到小的顺序为_。6Mg(OH)2与MnCO3 的Ksp分别为5.6110-12和2.210-11，在它们的饱和溶液中Mn2+比Mg2+_。7已知Sn(OH)2 ，Al(OH)3 ，Ce(OH)4的Ksp分别为5.4510-27，1.310-33，2.010-28，则它们饱和溶液的pH大小由小到大的顺序为_。8已知Ksp(Ag2CrO4) = 1.1210-12，Ksp(PbCrO4) = 2.810-13，Ksp(PbI2) = 9.810-9，Ksp(CaCrO4) = 7.110-4，向Ag+，Pb2+，Ca2+的混合溶液中滴加K2CrO4溶液，Ag+，Pb2+，Ca2+的的浓度均为0.10molL-1，则出现沉淀的次序为_；若将沉淀转化为PbI2沉淀，转化反应方程式为_，其转化的平衡常数为_。9同离子效应使难溶电解质的溶解度_；盐效应使难溶电解质的溶解度_。 选择题1已知在Ca3(PO4)2的饱和溶液中，Ca2+ = 2.010-6molL-1，PO43- = 1.5810-6molL-1，则Ca3(PO4)2的Ksp为 ( )(A)2.010-29； (B)3.210-12； (C)6.310-18； (D)5.110-27。2已知 Ksp(CaF2) = 3.4510-11，在0.250L0.10molL-1的Ca(NO3)2溶液中能溶解CaF2 ( )(A)1.010-5g； (B)1.810-4g； (C)2.010-5g； (D)9.010-4g。3已知 Ksp(Ag2SO4)= 1.2010-5，Ksp(AgCl)= 1.7710-10，Ksp(BaSO4)= 1.0810-10，将等体积的0.0020molL-1的Ag2SO4与2.010-6molL-1的BaCl2溶液混合，将会出现( )(A)BaSO4沉淀； (B)AgCl沉淀； (C)BaSO4与AgCl共沉淀； (D)无沉淀。4下列有关分步沉淀的叙述中正确的是 ( )(A)溶度积小者一定先沉淀出来；(B)沉淀时所需沉淀剂浓度小者先沉淀出来；(C)溶解度小的物质先沉淀； (D)被沉淀离子浓度大的先沉淀。5SrCO3 在下列试剂中溶解度最大的是 ( )(A)0.10 molL-1HAc； (B)0.10molL-1 SrCO3；(C)纯水； (D)1.0 molL-1 Na2CO3。6欲使CaCO3在水溶液中溶解度增大，可以采用的办法是 ( )(A)加入1.0 molL-1Na2CO3； (B)加入2.0 molL-1NaOH；(C)加入0.10 molL-1CaCl2； (D)降低溶液的pH。7向饱和AgCl溶液中加水，下列叙述正确的是 ( )(A)AgCl的溶解度增大； (B)AgCl的溶解度、Ksp均不变；(C)AgCl的Ksp增大； (D)AgCl的溶解度、Ksp增大。8已知 Ksp(ZnS)= 2.510-22。在某溶液中Zn2+的浓度为0.10 molL-1，通入H2S气体，达到饱和（c(H2S) = 0.10 molL-1），则ZnS开始析出时，溶液的H+为 ( )(A)0.51； (B)0.15； (C)0.21； (D)0.45。9将等体积的0.20 molL-1的MgCl2溶液与浓度为4.0molL-1的氨水混合，混合后溶液中Mg2+为混合前溶液中c(Mg2+)的多少倍？ ( )(A)1.5410-3； (B)1.110-3； (C)1.5410-4； (D)1.110-4。10为除去PbCrO4 中的SO42-杂质，每次用100mL去离子水洗涤，一次和三次后的损失分别是 ( )(A)1.7mg,5.1mg； (B)0.017mg,0.051mg； (C)0.17mg,3.4mg； (D)0.17mg,5.1mg。11在浓度均为0.10 molL-1的Zn2+、Cd2+、Hg2+的混合溶液中，H+ = 2.0 molL-1，向溶液中通入H2S至饱和，不生成沉淀的离子是 ( )(A)Zn2+、Cd2+； (B)Cd2+、Hg2+； (C)Zn2+； (D)Zn2+、Hg2+。12欲使Ag2CO3转化为Ag2C2O4(Ksp= 5.310-12)，必须使 ( )(A)C2O42- 0.63 CO32-； (B)C2O42- 1.6CO32-；(C)C2O42- 1.6 CO32-； (D)C2O42- 0.63CO32-。13In order to remove 90% of the Ag+ from a solution originally 0.10molL-1 in Ag+,the CrO42- must be ( )(A)1.1210-12; (B)1.1210-11; (C)1.1210-10; (D)1.1210-8.14The addition of AgNO3 to a saturated solution of AgCl would ( )(A)cause more AgCl to precipitate;(B).increase the solubility of AgCl due to the interionic attraction of NO3- and Ag+;(C)lower the value of Ksp for AgCl;(D).shift to the right the equilibrium AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq).15To separate and identify the ions in a mixture that may contain Pb2+,Cu2+ and Mg2+, one might add the reagents H2S,HCl and NaOH, they should be added in the order. ( )(A)HCl,H2S,NaOH;(B)H2S,HCl,NaOH;(C)HCl,NaOH,H2S;(D)NaOH,H2S,HCl.16CrO42- is used as an indicator in the titration of Cl- with Ag+ because ( )(A)it is yellow, whereas Cl- is colorless;(B)Ag2CrO4, unlike AgCl is soluble in water;(C)Ag2CrO4 precipitates before AgCl;(D)Ag2CrO4 precipitates only when virtually all the Cl- has reacted. 简答题1根据溶度积规则说明下列事实。（1） CaCO3沉淀能溶解于HAc溶液中；（2） Fe(OH)3沉淀溶解于稀硫酸溶液中；（3） BaSO4难溶于稀盐酸中；（4） MnS溶于醋酸溶液，而ZnS不溶于醋酸溶液，但能溶于稀盐酸中；（5） AgCl不溶于稀盐酸（2.0 molL-1），但可适当溶解于浓盐酸中。2何谓定向速率？聚集速率？它们各主要由什么因素所决定？3如何得到纯净、粗大的晶形沉淀？4非晶形沉淀的沉淀条件是什么？5影响沉淀纯度的主要因素有哪些？如何减免？ 计算题1根据AgIO3和Ag2CrO4的溶度积，通过计算说明：（1） 哪一种化合物的溶解度大；（2） 在0.01 molL-1 AgNO3溶液中，哪一种化合物的溶解度大。2根据Mg(OH)2的溶度积计算以下情况下其溶解度：（1） 在水中；（2） 在0.010molL-1NaOH溶液中；（3） 在0.010molL-1MgCl2溶液中。3计算CaC2O4沉淀在pH = 3.0，c(C2O42-) = 0.010 molL-1的溶液中的溶解度。4CaCO3能溶于HAc溶液中。若沉淀达到溶解平衡时溶液中的HAc为1.0molL-1, 且室温下反应产物H2CO3在水溶液中的饱和浓度为0.040molL-1，试求1.0L溶液中能溶解多少CaCO3？共需多大浓度的HAc？5于100mL含0.1500g Ba2+的溶液中，加入50mL 0.010 molL-1H2SO4溶液，问溶液中会析出多少克BaSO4？如沉淀用100mL纯水或100mL0.01 molL-1H2SO4洗涤，假设洗涤时达到了沉淀-溶解平衡，问损失多少克BaSO4？6某溶液中含有Pb2+和Zn2+，两者的浓度均为0.10 molL-1，在室温下通入H2S（g）使之成为饱和溶液，并加HCl控制S2-浓度。为了使PbS沉淀出来，而Zn2+仍留在溶液中，则溶液中的H+浓度最低应是多少？此时溶液中的Pb2+是否被沉淀完全？7在某混合溶液中Fe3+和Zn2+浓度均为0.010 molL-1。加碱调节pH，使Fe(OH)3沉淀出来，而Zn2+保留在溶液中。通过计算确定分离Fe3+和Zn2+的pH范围。8某溶液中含有0.10 molL-1Li+和0.10 molL-1Mg2+，滴加NaF溶液（忽略体积变化），哪种离子最先被沉淀出来？当第二种沉淀析出时，第一种被沉淀的离子是否沉淀完全？两种离子有无可能被分离开？9某溶液中含有0.050CrO42-和.010molL-1Cl-，pH = 9.0，当向其中滴加AgNO3溶液时，哪一种沉淀先析出？当第二种离子开始生成沉淀时，第一种离子的浓度还有多大（忽略HCrO4-转化为Cr2O72-转的量）？10用Na2CO3溶液处理AgI沉淀，使之转化为Ag2CO3沉淀。这一反应的平衡常数是多少？如果在1.0L Na2CO3溶液中要溶解0.010 mol AgI，Na2CO3的最初浓度应为多少？这种转化能否实现？11用重量法测定试剂Na2HPO412H2O的纯度，首先是将试剂中的PO43-转化为MgNH4PO46H2O沉淀，然后灼烧成Mg2P2O7。为了使灼烧后所得的Mg2P2O7的称量误差小于0.1%，问至少应称取多少克试样？12用MgNH4PO4重量法测定某磷矿样中P2O5含量，称取含水分0.93%的该矿样0.6124g，经一系列处理后得到0.3425g Mg2P2O7。求以干基计时和以湿基计时，矿样中P2O5的含量。13为了测定长石中的K、Na含量，称取长石试样0.5320g。经试样分解等处理后，其中的K、Na定量转化为KCl和NaCl 0.1325g，然后将所得的KCl和NaCl溶于水中，再用AgNO3溶液处理，得到AgCl 0.2620g。计算长石中的K2O和Na2O的含量。二参考答案 填空题1Ksp(CaF2) = Ca2+F-2；Ksp(Bi2S3) = Bi3+2S2-3。23.610-5；2.6。31.5910-4；2.5310-6。4AgCl。5CaF2 CaCO3 Ca3(PO4)26小。7Sn(OH)2 Al(OH)3 Ce(OH)4。8PbCrO4 Ag2CrO4 CaCrO4；PbCrO4 + 2I- PbI2 + CrO42-；2.810-5。9降低；增大。 选择题1A；2B；3C；4B；5A；6D；7B；8C；9B；10B；11C；12D；13D；14A；15A；16D 简答题1(1)溶解反应为：CaCO3 + 2HAc Ca2+ + 2Ac- + H2CO3从解离常数看：Ka(HAc) = 1.7410-5，Ka1(H2CO3) = 4.4710-7，HAc的酸性较H2CO3的酸性强，且反应生成的H2CO3又分解为CO2和H2O，降低了CO32-，使QcKsp，故CaCO3能溶于HAc水溶液中。(2)溶解反应为：Fe(OH)3 + 3H+ Fe3+ + 3H2O平衡常数为：因此，Fe(OH)3能溶于稀硫酸溶液中。(3)溶解反应为：BaSO4 + H+ Ba2+ + HSO4-平衡常数为：可以由此推断，溶解所需的酸度会很高，稀盐酸无法使之溶解。(4)MnS在HAc水溶液中的溶解反应为：MnS + 2HAc Mn2+ + 2Ac- + 2H2S平衡常数为： 若将0.10mol MnS溶于1.0L HAc水溶液中，所需HAc的浓度为x molL-1，则：可解得x = 7.710-2 molL-1。因此MnS能溶于HAc水溶液中。对于ZnS，Ksp = 2.510-22，溶解反应常数为6.710-11，若用HAc水溶液溶解显然需要浓度很高。但是，在稀盐酸溶液中的溶解反应为：ZnS + 2H+ Zn2+ + H2S 所以，ZnS能溶于稀盐酸溶液中。(5)由于稀盐酸中Cl-对AgCl的溶解平衡起了同离子效应的作用，溶解度不是增大，而是降低。但是，在浓盐酸中，由于AgCl在高浓度的Cl-溶液中产生了配位效应，使溶解度增大，所以能适当地溶解于浓盐酸中。2定向速率是指构晶离子在沉淀微粒表面按一定的晶体结构进行定向排列的速率。这种速率的大小主要由沉淀物质的本性所决定。聚集速率则是指大量的沉淀微粒相互聚集的速率。它的大小主要与沉淀时溶液的相对过饱和度有关。相对过饱和度越大，一般均相成核占主导作用，聚集速率一般就越大。冯韦曼经验公式表明，沉淀瞬间沉淀物质的总浓度越小，沉淀开始时沉淀物质的溶解度越大，则溶液的相对过饱和度就越小。3为了得到粗大纯净的晶形沉淀，就应控制较小的相对过饱和度。沉淀的条件是：在适当稀的热溶液中，在不断搅拌的情况下，缓慢滴加稀的沉淀剂，沉淀后应陈化。这样做使沉淀微粒的溶解度较大，局部溶质的浓度也较低，溶液的相对过饱和度较小，不仅所得沉淀颗粒较大，且由于加热，不利于杂质的吸附共沉淀；沉淀生长较慢，杂质或母液的吸留或包夹也较少；经过陈化，又能使小颗粒或不规则颗粒中所夹带的杂质被释放出来。4非晶形沉淀的沉淀条件就应该是，在较浓的热溶液中，加入一些易挥发的电解质，在搅拌的情况下，沉淀剂的加入速度可适当快些，沉淀后加适当的热水稀释，并充分搅拌后趁热过滤，不必陈化。5产生沉淀不纯的主要原因有两大方面，其一是共沉淀现象，其二是继沉淀现象。共沉淀现象主要有三类，分别是表面吸附、吸留或包夹、混晶或固溶体的形成。沉淀时加热，以及沉淀后洗涤沉淀是减少表面吸附的有效方法，也可选用合适的稀的电解质溶液作为洗涤剂，以取代杂质离子的吸附。对于吸留或包夹，采取陈化、重结晶或再沉淀一般能基本解决。若可能发生混晶，则一般事先分离。对于继沉淀现象，主要办法就是缩短沉淀与母液的共存时间，沉淀后稍搅拌一定时间就立即分离。 计算题1(1)1.7810-4；6.5410-5。(2)3.1710-6；1.1210-8。2(1)1.1210-4；(2)5.6110-8；(3)1.1810-5。33.410-6。42.3。50.12；2.410-4；6.310-7。60.21；1.210-6。7pH = 2.826.74。8MgF2先沉淀；可以分离。9AgCl先沉淀；2.8110-5。108.5810-22；1.21017；难实现。110.65g。1235.65%。1328.22%；2.73%。英文阅读材料Amorphous precipitatesMost precipitates have a crystalline structure. In some cases, however, amorphous precipitates which do not show the x-ray pattern of a crystalline substance may be formed. In order to understand this, we may, with Haber consider two factors that determine the nature of the primary precipitate, the aggregation velocity and the orientation velocity. If the solubility limit is exceeded, the molecules, or aggregates of molecules, will have a tendency to unite and thus form larger aggregates. This aggregation velocity is a function of the degree of supersaturation; the larger the latter, the less regular the separated aggregates will be. Besides the supersaturation, the absolute concentration of the reacting ions is of significance. The primary aggregates formed, in which the molecules are arranged in a more or less chaotic manner, are not stable. By loss of energy they tend to reach a state of equilibrium in which the molecules become regularly arranged in a crystal lattice. The speed with which this process takes place is called the orientation velocity. It is evident that the form in which a precipitate separates depends upon the competition between the aggregation and orientation velocities. If the supersaturation is extremely large, the aggregation velocity may dominate, and the separated particles will not show an X-ray pattern; in other words, they are amorphous. On standing (aging), the amorphous precipitate may transform more or less rapidly into a crystalline modification. The orientation velocity is different for different substances. Strongly polar salts such as silver chloride and barium sulfate have a high orientation velocity and separate in a crystalline form. In cases where we are dealing with substances such as the hydrous oxides, the orientation velocity decreases with the number of hydroxyl ions attached to the metal