无机化学：第五章 酸碱平衡与沉淀-溶解平衡（2）

1、第四节 难溶强电解质的形成和溶解 一、溶度积常数(重点) 二、分步沉淀（自学） 三、沉淀的溶解和转化,一）溶度积 （二）溶度积与溶解度 （三）溶度积规则 （四）沉淀的生成,一、溶度积常数,物质的溶解度只有大小之分，没有在水中绝对不溶的物质）如CaC2O4（肾结石的主要成分）等都是难溶强电解质(溶解度小于0.01g/100g水,一、溶度积,由于BaSO4为固体，可看成常数，则,Ksp = Ba2+ SO42,K .BaSO4 = Ba2+ SO42,Ksp称为溶度积常数，简称溶度积, 只与温度有关。它反映了难溶电解质在水中的溶解能力,对于AaBb型的难溶电解质,Ksp =An+aBm-b,上式表

2、明，在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中离子浓度幂之乘积为常数,一些难溶化合物的溶度积，参考P91-表5-7,注 意,溶度积表示在一定的温度下，难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，溶液中各离子浓度以其化学计量系数作为指数的幂的乘积是一个常数。 溶度积常数数值反映了难溶电解质在水中的溶解能力大小,补充： 由范特霍夫等温方程,当反应达到平衡状态时,aS,bS,Ksp = An+aBm-b = (aS)a(bS)b = aa . bb .Sa+b,1) 溶解度S,注意： （中学）一定温度下，物质在100g水中能溶解的最大量，单位：g/100gH2O （本章）一定温度下，该物质饱和溶液中的物质的量浓度，单位

3、：molL-1,二、 溶度积(Ksp)与溶解度(S)的关系,例】氯化银在298K时的溶解度为1.91 10-3 gL-1，求其溶度积,解： 已知氯化银的摩尔质量M为143.32g .mol-1,1. 将氯化银的溶解度S单位换算为molL-1,Ksp,AgCl = Ag+ Cl- =S2 =(1.3310-5)2 1.7710-10,S,S,1.91 10-3/143.32 = 1.33 10-5(molL-1,2. 写出平衡式,Ksp = S2 S = Ksp1/2,Ksp = 4S3,Ksp = 4S3,Ksp = 27S4,AB型 (例 AgCl, BaSO4等) : AB A+ + B,

4、AB2型(例PbCl2、Ca(OH)2 等) AB2 A2+ + 2B,3. A2B型（例Ag2CrO4） A2B 2A+ + B2,AB3型和A3B型（例Fe(OH)3，Ag3PO4） AB3 A3+ + 3B,由上表可得: 相同类型的难溶电解质，溶解度S越大，溶度积Ksp也越大。 不同类型的难溶电解质，溶解度S越大，溶度积不一定越大，要通过计算得到,三、 溶度积规则,离子积Qc：溶液中离子浓度幂的乘积，表示任 一条件下离子浓度幂的乘积,Ksp =An+aBm-b,达到沉淀溶解平衡！ 饱和溶液,Qc和Ksp的关系,离子积 Qc= Ksp 饱和溶液，处于沉淀-溶解平衡 Ksp 不饱和溶液，或沉

5、淀溶解 Ksp 生成沉淀,注：当Qc稍大于Ksp时，理论上应该产生沉淀，但我们却观察不到沉淀，WHY,原因：a. Qc不是按活度a，而是按浓度c计算的， ac，则Qc Ksp b. 过饱和现象 c. 人眼观察能力有限. 沉淀物1.010- 5g/L, 时，肉眼才能感觉到浑浊现象,四、 沉淀的生成：Qc Ksp,例】 0.010 molL-1 SrCl2溶液2ml和0.10 molL-1 K2SO4溶液3ml混合。（已知 KspSrSO4=3.8110-7,解：溶液混合后离子的浓度为,QC Ksp,有SrSO4沉淀生成,例】 Mg(OH)2的溶解度为每升水溶解0.0082g。若将10.0ml 0

6、.10 molL-1的MgCl2溶液与10.0ml 0.10 molL-1 NH3溶液混合，有无沉淀产生？如有沉淀产生，则需加入多少克固体氯化铵才能阻止Mg(OH)2沉淀产生？ 解,S = 0.0082/58.3 = 1.4110-4(molL-1,Ksp = 4S3 = 4(1.4110-4)3 = 1.1210-11,CNH3/Kb400，则,所以，有Mg(OH)2沉淀产生,要使Mg(OH)2不沉淀，OH-必须降低至,因此，需向该溶液中加入固体氯化铵的量为,NH3. H2O NH4+ OH,m = 0.05953.520.0/1000 = 0.060(g,判断是否生成沉淀，可按以下步骤,1

7、）先计算出混合后与沉淀有关的离子浓度。 （2）计算出离子积Qc 。 （3）将Qc与Ksp进行比较，判断沉淀能否生成,a.同离子效应：在难溶电解质饱和溶液中加入含有共同离子的电解质，使难溶电解质溶解度显著降低的现象,b.盐效应：在难溶电解质的饱和溶液中加入某种不含相同离子的易溶电解质。使难溶电解质的溶解度比同温时纯水中的溶解度稍稍增大。 c.同离子效应和盐效应同时存在，前者影响明显，后者影响较小，所以一般可以忽略盐效应的影响,同离子效应和盐效应,例】已知BaSO4的Ksp=1.0710-10，求298K时，BaSO4在纯水中和0.010 mol L-1 K2SO4溶液中的溶解度,解： 设BaSO

8、4在纯水中的溶解度为S，则,S=Ba2+=SO42-=(Ksp,BaSO4)1/2=(1.0710-10)1/2 =1.0310-5（mol L-1,设BaSO4在0.010 mol L-1K2SO4溶液中的溶解度为x mol L-1， 则,BaSO4(s) Ba2+ + SO42- x 0.01+x 0.01 mol L-1,Ksp=x 0.010 =1.0710-10 x =1.0710-8 mol L-1,沉淀完全,加入过量沉淀剂的方法，可使沉淀离子沉淀更趋完全（一般过量20%至30%为好） 一般认为残留在溶液中的被沉淀离子的浓度小于10-5 molL-1 或10-6 molL-1 ，认

9、为该离子已沉淀完全。 实际应用中，常在水中加入合适的有机溶剂，也可以显著降低沉淀的溶解度,二、分步沉淀（自学） 定义：溶液中有2种或2种以上离子与同一离子产生沉淀，首先析出的是离子积最先达到其溶度积的化合物,例6-7】若溶液中Cr3+和Ni2+离子浓度均为0.10molL-1，试通过计算说明：能否利用控制pH值的方法使它们分离？已知Ksp, Cr(OH)3=7.010-31，Ksp, Ni(OH)2=5.510-16,解：分别计算Cr(OH)3和Ni(OH)2开始沉淀时的OH,OH-1(KspCr3+)1/3 = (7.010-310.1) 1/3 =1.910-10 mol/L OH-2(K

10、spNi2+)1/2 = (5.510-160.1) = 7.410-8 mol/L,即Cr(OH)3先沉淀，再计算Cr(OH)3沉淀完全的OH,OH-(KspCr3+)1/3 = (7.010-311.010-5) 1/3 = 4.110-9 mol/L,所以， OH-在4.110-9 7.410-8 mol/L 之间，即pH控制在5.626.87 ，就可使Cr3+和Ni2+分离,三、沉淀的溶解 Qc Ksp,1. 生成难解离的物质，如水，弱酸，弱碱和其它难解离的分子等，降低离子积Qc 。 金属氢氧化物沉淀：加入H+，生成水；加入NH4+生成NH3。 碳酸盐沉淀的溶解：加入H+，生成HCO3

11、 或CO2。 PbSO4沉淀：加入NH4Ac，生成Pb(Ac) 2,3. 生成配离子使沉淀溶解 AgCl+2NH3=Ag(NH3)2+Cl,2. 利用氧化还原反应 3CuS+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+3S +2NO+4H2O,PbSO4+ CrO42- PbCrO4+ SO42,1.8210-81.7710-14 =1.03106,白色,黄色,四、 沉淀的转化,Ag2CrO4 + 2Cl- AgCl+ CrO42,1.1210-12(1.7710-10)2 =3.57107,结论：K值越大，沉淀的转化越易实现。即难溶电解质容易转化为更难溶的电解质,结 论,类型相同， 大（易溶）者向

12、 小（难溶）者转化容易，二者 相差越大 转化越完全，反之 小者向 大者 转 化困难,类型不同，计算反应的K,在 1L Na2CO3 溶液中使 0.010 mol L-1 的CaSO4 全部转化为CaCO3 ,求Na2CO3的最初浓度为多少,Solution,一种沉淀转化为另一种更难溶沉淀,本 章 小 结,1.溶度积的定义，Ksp和S的关系，溶度积规则。 2.同离子效应对沉淀溶解平衡的影响 3.能用溶度积规则来判断沉淀的生成（计算）和溶解（方法） 4.沉淀生成、溶解或转化的条件。 作业：104页，18（2），19（1,习 题,1. 写出难溶电解质PbCl2、AgBr、Ba3(PO4)2、Ag2S的溶度积表达式,解： PbCl2 Ksp = Pb2+Cl-2 AgBr Ksp = Ag+Br- Ba3(PO4)2 Ksp