高二化学课件沉淀溶解平衡

1、沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡（一）（一） 溶度积常数溶度积常数例：例： AgCl（s） Ag + （aq） + Cl （aq） 一、一、 难溶电解质的溶度积难溶电解质的溶度积可溶：可溶：100克水中溶解克水中溶解1克以上。克以上。微溶：微溶：100克水中溶解克水中溶解0.011克。克。难溶：难溶：100克水中溶解克水中溶解0.01克以下。克以下。初始初始 溶溶 V沉沉 平衡平衡 溶溶 V沉沉Ksp = c( Ag+)c(Cl -) Ksp 称为难溶电解质的沉淀溶解平衡称为难溶电解质的沉淀溶解平衡常数，简称常数，简称溶度积。溶度积。一般难溶电解质：一般难溶电解质： AmDn(s) mAn+(aq)

2、+ nDm-(aq) Ksp = cm(An+)cn(Bm-) Ksp 决定于难溶电解质的本性，与温决定于难溶电解质的本性，与温度有关，与溶液浓度无关。度有关，与溶液浓度无关。（二）（二） 溶度积与溶解度的关系溶度积与溶解度的关系溶解度溶解度(S)：一升溶液中所溶解溶质的物一升溶液中所溶解溶质的物 质的量。单位：质的量。单位：molL-1. 1. AD型型(如如AgCl、AgI、CaCO3) AD (S) A+ (aq) + D(aq) 溶解度：溶解度： S S Ksp = c(A+ )c(D) = S2 spKS 2. AD2或或A2D型型 (Mg(OH)2 、Ag2CrO4) AD2(S)

3、 A2+ (aq) + 2D(aq) 溶解度：溶解度： S 2S Ksp = c(A+ )c2(B ) = S(2S)2 = 4S3 3sp4KS 3. AD3或或A3D型型 (如如 Fe(OH)3 、Ag3PO4) A3D(s) 3A+ (aq) + D3- (aq) 溶解度：溶解度： 3S S Ksp =c3(A+)c(B3-) = (3S)3S = 27S44sp27KS 例：例：已知已知AgCl在在298K时溶解了时溶解了1.9210-3 gmol-1，计算其，计算其Ksp。解：解： AgCl的摩尔质量的摩尔质量= 143.4 g mol-1 S = 1.9210-3/143.4 =

4、1.34 10-5 (molL-1) Ksp = S2 = 1.810-10例：例：298K时，时，Ag2CrO4的的Ksp=1.110-12， 计算其溶解度计算其溶解度S。 )Lmol(.KSsp1 15 53 312123 310105 56 64 410101 11 14 4 解：解：比较：比较： S(AgCl) Ksp(Ag2CrO4)几种类型的难溶物质溶度积、溶解度比较几种类型的难溶物质溶度积、溶解度比较难溶物质类型难溶物质溶度积Ksp溶解度/molL-1MAAgCl1.7710-101.3310-5BaSO41.0810-101.0410-5MA2CaF23.4510-112.05

5、10-4M2AAg2CrO41.1210-12 6.5410-5对于同型难溶物质，溶度积大的，以对于同型难溶物质，溶度积大的，以molL-1为单位的溶解度也大，因此可以根据溶度积为单位的溶解度也大，因此可以根据溶度积的大小来直接比较它们溶解度的相对高低。的大小来直接比较它们溶解度的相对高低。 应注意的是，上述溶度积与溶解度之间的换应注意的是，上述溶度积与溶解度之间的换算只是一种近似的计算。只适用于溶解度很算只是一种近似的计算。只适用于溶解度很小的难溶物质，而且离子在溶液中不发生任小的难溶物质，而且离子在溶液中不发生任何副反应何副反应(不水解、不形成配合物等不水解、不形成配合物等)或发生或发生副

6、反应程度不大的情况，如副反应程度不大的情况，如BaSO4、AgCl等。在某些难溶的硫化物、碳酸盐和磷酸盐等。在某些难溶的硫化物、碳酸盐和磷酸盐水溶液中，如水溶液中，如ZnS，不能忽略相应阴阳离子，不能忽略相应阴阳离子在水溶液中的解离反应，此时若用上述简单在水溶液中的解离反应，此时若用上述简单方法进行溶度积与溶解度的换算将会产生较方法进行溶度积与溶解度的换算将会产生较大的偏差。上述换算也只有当难溶物质一步大的偏差。上述换算也只有当难溶物质一步完全解离才有效，它不适用于难溶的弱电解完全解离才有效，它不适用于难溶的弱电解质。质。 AmDn(s) mAn+ + nDm-平衡时：平衡时： Ksp = c

7、m(An+)cn(Dm-)（三）（三） 溶度积规则溶度积规则nDmAcmnccQ 任意态的离子积用任意态的离子积用Qc表示表示. Qc Ksp ，有沉淀生成。，有沉淀生成。溶度积规则：溶度积规则：例：例：0.004 molL-1 AgNO3 与与 0.004 molL-1 K2CrO4等体积混合，有无等体积混合，有无Ag2CrO4沉沉 淀生成？淀生成？(Ag2CrO4的的Ksp=1.1 10-12)解：解： 2Ag+ + CrO42- Ag2CrO4 Qc = c2(Ag+)c(CrO42-) = (0.002)3 = 810-9Qc Ksp(Ag2CrO4)有有Ag2CrO4 沉淀生成。沉淀

8、生成。 例：例：计算计算298K时，时，AgCl在在0.01molL-1NaCl 溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。 已知已知 Ksp(AgCl)=1.810-10.解：解： AgCl（s） Ag + + Cl 平衡平衡 S S + 0.01Ksp = S (S+0.01) = 1.810-10 因为因为 S+0.01 0.01 S = 1.810-8 (mol/L) 使用溶度积规则时应注意：使用溶度积规则时应注意：原则上只要原则上只要Qc Ksp 便应该有沉淀产生，便应该有沉淀产生，但是，只有当溶液中含约但是，只有当溶液中含约10-5 gL-1固体时，固体时，人眼才能观察到混浊现象，故实际观察

9、到人眼才能观察到混浊现象，故实际观察到有沉淀产生所需的构晶离子浓度往往要比有沉淀产生所需的构晶离子浓度往往要比理论计算稍高些。理论计算稍高些。 AgCl和和BaSO4在在不同浓度的不同浓度的KNO3溶液中的溶液中的溶解度变化溶解度变化（三）酸效应（三）酸效应 这里的酸效应（这里的酸效应（acid effect）主要指沉）主要指沉淀反应中，除强酸所形成的沉淀外，由弱酸淀反应中，除强酸所形成的沉淀外，由弱酸或多元酸所构成的沉淀以及氢氧化物沉淀的或多元酸所构成的沉淀以及氢氧化物沉淀的溶解度随溶液的溶解度随溶液的pH值减小而增大的现象。值减小而增大的现象。对弱酸或多元酸所构成的沉淀以及氢氧化对弱酸或多

10、元酸所构成的沉淀以及氢氧化物沉淀等，就可以通过控制酸度达到沉淀完物沉淀等，就可以通过控制酸度达到沉淀完全或溶解沉淀的目的。全或溶解沉淀的目的。一些难溶金属氢氧化物沉淀的一些难溶金属氢氧化物沉淀的pH离子离子开始沉淀的开始沉淀的pH值值c(Mn+) = 0.010molL-1沉淀完全的沉淀完全的pH值值c(Mn+) = 1.010-5molL-1Ksp Fe3+Al3+Cr3+Cu2+Fe2+Ni2+Mn2+Mg2+1.813.704.605.176.857.378.649.372.814.705.606.678.358.8710.1410.872.7910-391.310-336.310-31

11、2.210-204.8710-175.4810-161.910-135.6110-12三、三、 分步沉淀与沉淀的转化分步沉淀与沉淀的转化 在生产和科学研究等实际工作中，常常会遇到一个体在生产和科学研究等实际工作中，常常会遇到一个体系中同时存在多种离子，它们都能与加入的同一沉淀系中同时存在多种离子，它们都能与加入的同一沉淀剂发生沉淀反应，生成难溶物质，如何控制条件使它剂发生沉淀反应，生成难溶物质，如何控制条件使它们先后沉淀？另外，一个体系中可能同时存在几种难们先后沉淀？另外，一个体系中可能同时存在几种难溶物质，如何控制条件使它们逐一溶解？溶物质，如何控制条件使它们逐一溶解？ 1.分步沉淀（分步沉

12、淀（fractional precipitation）就是指）就是指混合溶液中离子发生先后沉淀的现象。在多组混合溶液中离子发生先后沉淀的现象。在多组分体系中，若各组分都可能与沉淀剂形成沉淀，分体系中，若各组分都可能与沉淀剂形成沉淀，通常是离子积通常是离子积Qc首先超过溶度积的那种难溶物首先超过溶度积的那种难溶物质先沉淀出来。质先沉淀出来。 一般来说，当溶液中存在几种离子，若是一般来说，当溶液中存在几种离子，若是同型的难溶物质，则它们的溶度积相差越同型的难溶物质，则它们的溶度积相差越大，混合离子就越易实现分离。此外，沉大，混合离子就越易实现分离。此外，沉淀的次序也与溶液中各种离子的浓度有关。淀的

13、次序也与溶液中各种离子的浓度有关。若两种难溶物质的溶度积相差不大时，则若两种难溶物质的溶度积相差不大时，则适当地改变溶液中被沉淀离子的浓度，也适当地改变溶液中被沉淀离子的浓度，也可以使沉淀的次序发生变化。可以使沉淀的次序发生变化。 例：例：在含在含0.05molL-1Pb(NO3)2和和0.05molL-1 AgNO3混合液中，逐滴加入混合液中，逐滴加入K2CrO4 溶溶 液液(设体积不变设体积不变)，问，问PbCrO4和和Ag2CrO4 哪哪 种先沉淀种先沉淀?(PbCrO4的的Ksp=1.810-14, Ag2CrO4的的Ksp = 1.110-12)解：解：生成生成PbCrO4时，时，C

14、rO42-的最低浓度为的最低浓度为 c(Pb2+)c(CrO42-) 1.810-14 c(CrO42-) 1.810-14/0.05 = 3.6 10-13 ( molL-1)生成生成Ag2CrO4 时，时，CrO42- -的最低浓度为的最低浓度为 c2 (Ag+)c(CrO42- -) 1.110-12 c(CrO42-) 1.110- -12/0.052 = 4.4 10-10 (molL-1)先产生的沉淀为先产生的沉淀为PbCrO4。例：例：在在1molL-1CuSO4溶液中含有少量的溶液中含有少量的Fe3+ 杂质，杂质，pH值控制在什么范值控制在什么范 围才能除去围才能除去 Fe3+ ? 使使c(Fe3+) 10-5molL-1，Fe(OH)3的的 Ksp = 2.610-39 ， Cu(OH)2 的的Ksp= 5.610-20 】解：解：Fe (OH)3 Fe3+ + 3OH Ksp = c(Fe3+ )c3(OH) = 2.610-39 3 35 539393 33 33939101010106 62 210106 62 2 .)F