无机化学-沉淀溶解

1、第第9章章电解质溶液和电解质溶液和非电解质溶液非电解质溶液 Chapter 9 Electrolyte Solution and Non Electrolyte Solution 9.1 强电解质溶液理论强电解质溶液理论 9.2 难溶性强电解质的沉淀难溶性强电解质的沉淀- -溶溶 解平衡解平衡9.3 非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性Theory of strong electrolyte solutionPrecipitation-dissolution equilibrium of hard-dissolved strong electrolyte Colligative pro

2、perties dilute nonelectroiyte solution39.1 强电解质溶液理论强电解质溶液理论（theory of strong electrolyte solution） 人们最先认识非电解质稀溶液的规律，然后再逐步认识电人们最先认识非电解质稀溶液的规律，然后再逐步认识电解质溶液及浓溶液的规律解质溶液及浓溶液的规律. .几种盐的水溶液的冰点下降情况几种盐的水溶液的冰点下降情况盐盐 m/molkg-1 Ti/K（计算值）计算值） Ti/K（计算值）计算值） 计算值实验值iKCl 0.20 0.372 0.673 1.81KNO3 0.20 0.372 0.664 1.7

3、8MgCl2 0.10 0.186 0.519 2.79Ca(NO3)2 0.10 0.186 0.461 2.48 1887年，年，Arrhenius 是这样在电离理论中解释这个现象的：是这样在电离理论中解释这个现象的：电解质在水溶液中是电离的电解质在水溶液中是电离的.电离电离“似乎似乎”又是不完全的又是不完全的. 然而，我们知道，强电解质离子晶体，在水中应是完全电然而，我们知道，强电解质离子晶体，在水中应是完全电离的，那么，离的，那么，这一矛盾又如何解释呢？这一矛盾又如何解释呢？4强电解质溶液理论强电解质溶液理论 1923年，年，Debye和和Hckle 提出了强电解质溶液理论，初步解提出

4、了强电解质溶液理论，初步解释了前面提到的矛盾释了前面提到的矛盾.（1）离子氛和离子强度离子氛和离子强度 用用I 离离 子强度表示子强度表示 离子与离子与“离子氛离子氛”之间的强弱，之间的强弱，Zi表表示溶液中种示溶液中种i离子的电荷数，离子的电荷数，mi表示表示i种离子的质量摩尔浓度，则种离子的质量摩尔浓度，则221iiZmI = 强电解质在水溶强电解质在水溶液中是完全电离的，但液中是完全电离的，但离子并不是自由的，存离子并不是自由的，存在着在着“离子氛离子氛”。5 求下列溶液的离子强度. (1) 0.01 molkg-1的BaCl2的溶液. (2) 0. 1 molkg-1盐酸和0. 1 m

5、olkg-1CaCl2溶液等体积 混合后形成的溶液. (1) 所以 (2) 混合溶液中 所以1222iiClBa1Bakgmol03. 0)102. 0201. 0(21211, 2,kgmol01. 022ZmImZm)115. 0205. 0105. 0(21211, 2, 1,15. 0,05. 0,05. 0222211122iiClCaHClCaHZmIZZZkgmolmkgmolmkgmolmExample Example 1 1Solution6（2）活度和活度系数活度和活度系数 指电解质溶液中离子实际发挥的浓度，称为有效浓度或活度指电解质溶液中离子实际发挥的浓度，称为有效浓度或

6、活度.显然显然 a = fc 这里，这里，a活度，活度，c 浓度，浓度，f 活度系数活度系数 Z 越高，越高，I 较大，较大，f 的数值越小的数值越小 c 越大，越大，I 较大，则较大，则 a 与与 c 的偏离越大的偏离越大 c 很低，很低，I 也很小，一般可近似认为也很小，一般可近似认为 f = 1.0 , 可用可用 c 代替代替 a 一个适于一个适于 r离子半径离子半径 3 10 8 cm , I 0.1molkg-1的半经验公式为：的半经验公式为： IIZZf10509. 0lg21电解质溶液理论至今尚在不断发展，本课程不做要求！电解质溶液理论至今尚在不断发展，本课程不做要求！79.2

7、难溶性强电解质的沉淀难溶性强电解质的沉淀- -溶解平衡溶解平衡（precipitation- dissolution equilibrium of hard-dissolved strong electrolyte）9.2.1溶度积常数溶度积常数 和溶解度和溶解度 （solubility product constant and solubility）9.2.2 离子积和溶度积规则离子积和溶度积规则 （ion product & rule of solubility product ）9.2.3 沉淀沉淀- -溶解平衡的移动溶解平衡的移动 （ mobile of precipitati

8、on dissolution equilibrium）9.2.4 两种沉淀之间的平衡两种沉淀之间的平衡 （equilibrium in two precipitation ）89.2.1 溶度积常数和溶解度溶度积常数和溶解度（solubility product constant and solubility）（1）溶解度溶解度 中学里介绍过把某温度下中学里介绍过把某温度下100100克水里某物质溶解的最大克数叫溶克水里某物质溶解的最大克数叫溶解度解度. . 习惯上把溶解度小于习惯上把溶解度小于0.010.01g/100g g/100g 水的物质叫水的物质叫“难溶物难溶物”. . 其其实，从相

9、平衡的角度理解溶解度更确切，即在一定温度和压力下，固实，从相平衡的角度理解溶解度更确切，即在一定温度和压力下，固液达到平衡时的状态液达到平衡时的状态. . 这时把饱和溶液里的物质浓度称为这时把饱和溶液里的物质浓度称为“溶解度溶解度”，常用，常用S S（mol/dmmol/dm3 3）表示表示. .9 叫溶度积常数叫溶度积常数.严格讲应用活度积，但严格讲应用活度积，但 S 很小，很小，f = 1，对通式对通式sp32432dm)/mol(SOdm)/mol(BaKccK-n-m-ccKdmmol/ )(Bdm(M)/mol33spspK（2） 溶度积常数溶度积常数)(aqSO(aq)Ba (s)

10、BaSO2424溶解溶解沉淀沉淀B(aq), M(aq) (s)BMnmnm式中省略了式中省略了M和和B的离子电荷的离子电荷dm)/mol(BaSOdm)/mol(SOdm)/mol(Ba3432432-cccK按规定将纯固体的浓度取按规定将纯固体的浓度取1，则，则溶解与沉淀过程溶解与沉淀过程10（2） 溶度积和溶解度的关系溶度积和溶解度的关系溶解度用中学的表示法显然很麻烦，如溶解度用中学的表示法显然很麻烦，如 AgCl在在25 时的溶解度为时的溶解度为 0.000135g/100g H2OBaSO4在在25 时的溶解度为时的溶解度为 0.000223g/100g H2OHgS在在25 时的溶

11、解度为时的溶解度为 0.0000013g/100g H2O若溶解度用若溶解度用S ( mol L- -1 ）表示：）表示：平衡浓度平衡浓度1Lmol/icnSmS(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn.;4 2 ABBA AB)m()n(3sp32sp22spmnsp其它类推型或型KSSKKSSSK对对对对11两者之间有联系也有差别两者之间有联系也有差别 与溶解度概念应用范围不同，与溶解度概念应用范围不同，K Kspsp只用来表示难溶电解质的溶解度；只用来表示难溶电解质的溶解度； K Kspsp不受离子浓度的影响，而溶解度则不同。不受离子浓度的影响，而溶解度则不同。 用用K Kspsp比

12、较难溶电解质的溶解性能只能在相同类型化合物之间进行，比较难溶电解质的溶解性能只能在相同类型化合物之间进行， 溶解度则比较直观。溶解度则比较直观。Example Example 2 2Solution在水中的溶解度。，求其的若1242sp42101 . 1)CrO(AgCrOAgK153123spLmol105 . 6 4101 . 1 4 KS12 (A) AgCl与Ag2CrO4的溶度度相等 (B) AgCl的溶解度大于Ag2CrO4 (C) 二者类型不同，不能由Ksp大小直接判断溶解度大小SolutionExample Example 3 3 AgCl 和 Ag2CrO4的溶度积分别为 1

13、.810-10 和 1.1 10-12 ，则下面叙述中正确的是：分子式溶度积溶解度/ AgBr AgIAgClmol dm-31.810 -10 Ag2CrO41.310 -55.010 -137.110 -78.310 -179.110 -101.110 -126.510 -5经计算可知：经计算可知：结论结论： （1）相同类型相同类型 大的大的 S 也大也大 减小减小 S 减小减小 (2) 不同类型的比较要通过计算说明不同类型的比较要通过计算说明.spKAgClAgBrAgIspK13 (1) Q 过饱和溶液，沉淀析出过饱和溶液，沉淀析出(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn)(B)A

14、(nmmnccQ 9.2.2 离子积和溶度积规则离子积和溶度积规则 (ion product and rule of solubilit product) 按照平衡移动原理以及溶液中离子浓度与按照平衡移动原理以及溶液中离子浓度与 的关系，溶液的关系，溶液中沉淀的生成，溶解和转化一定存在着定量关系中沉淀的生成，溶解和转化一定存在着定量关系. .spKspKspKspKspKQspKQspKQPbI2(s)14Question Question 1 1 你认为沉淀平衡中你认为沉淀平衡中Q和和 的关系与化的关系与化学平衡中浓度商和平衡常数的关系怎样？学平衡中浓度商和平衡常数的关系怎样？spK1522

15、23COOHCO2H利于利于 BaCO3 的溶解的溶解 加加 或或 或或 促使促使BaCO3的生成的生成2Ba23COsp23 )(COK QQc)(Ba2csp23 )(COK QQc 对已达到平衡的反应对已达到平衡的反应 ，分别给其加入分别给其加入HCl、BaCl2 或或 Na2CO3 溶液，结果怎样？溶液，结果怎样？(aq)CO(aq)Ba (s)BaCO2323Example Example 4 4Solution 加酸加酸16 25时，腈纶纤维生产的某种溶液中，时，腈纶纤维生产的某种溶液中，C(SO42-)为为 6. 010- -4 molL-. 若在若在 40.0L该溶液中，加入该

16、溶液中，加入 0.010 molL- BaCl2溶液溶液 10.0L ，问是否能生成问是否能生成 BaSO4 沉淀？沉淀？Example Example 5 5Solution沉淀析出，所以有4sp10sp7342o24o132o14424oBaSO 101.1106 . 9 100 . 2108 . 4 )Ba()SO(Lmol100 . 20 .500 .10010. 0)Ba(Lmol108 . 40 .500 .40100 . 6)SO(KQKccQcc17Question Question 2 2 这样的操作能得这样的操作能得到白色到白色Mn(OH)2吗？吗？18(1) 同离子效应和

17、盐效应同离子效应和盐效应(2) 酸效应酸效应(3) 配位效应配位效应(4) 两种沉淀之间的关系两种沉淀之间的关系9.2.3 沉淀沉淀- -溶解平衡的移动溶解平衡的移动 (mobile of precipitation - dissolution equilibrium)19 同离子效应同离子效应 在难溶电解质饱和溶液中加入与其含有相同离子在难溶电解质饱和溶液中加入与其含有相同离子(即构晶离子即构晶离子)的易溶强电解质，使难溶电解质的溶解度降低的作用的易溶强电解质，使难溶电解质的溶解度降低的作用. (1) 同离子效应和盐效应同离子效应和盐效应 求 25时， Ag2CrO4在 0.010 mol

18、L-1 K2CrO4 溶液中的溶解度。x.x cc0100 2 ) L/(mol 0.010 0 )L/(mol (aq)CrO(aq)2Ag (s)CrOAg 1B1B2442平衡初始1516241612sp2Lmol106.5 Lmol102 . 5 CrOLmol010. 0102 . 5 010. 0010. 0 101 . 1)010. 0()2(SSxxxKxx纯水中中很小SolutionExample Example 6 620 盐效应盐效应AgClAgCl在在KNOKNO3 3溶液中的溶解度溶液中的溶解度 (25 (25 ) ) 盐效应：在难溶电解质饱和溶液中，加入易溶强电解质

19、盐效应：在难溶电解质饱和溶液中，加入易溶强电解质(可能含有共可能含有共 同离子或不含共同离子同离子或不含共同离子)而使难溶电解质的溶解度增大的作用而使难溶电解质的溶解度增大的作用. 0.00 0.00100 0.00500 0.0100 1.278 1.325 1.385 1.427c(KNO3)/mol L- -1AgCl溶解度溶解度/10- -5(molL- -1) 0 0.001 0.01 0.02 0.04 0.100 0.20000.15 0.24 0.016 0.014 0.013 0.016 0.023c(Na2SO4)/mol L- -1S(PbSO4)/mmolL- -1Pb

20、SOPbSO4 4在在NaNa2 2SOSO4 4 溶液中的溶解度溶液中的溶解度 (25 (25 ) ) 当 时， 增大， S(PbSO4)显著减小，同离子效应占主导124oL0.04mol)(SOc)(SO24c 当 时， 增大， S(PbSO4)缓慢增大，盐效应占主导124oL0.04mol)(SOc)(SO24c21 难溶金属氢氧化物的溶解难溶金属氢氧化物的溶解 溶于酸的氢氧化物溶于酸的氢氧化物n5spnnospnnspsp2nnn100 . 1)OH( )M()OH( )M()OH( OHOHH)(aqnOH(aq)M M (s)M(OH)KccKccKcKQQ沉淀完全开始沉淀使加酸，

21、（2） 酸效应酸效应22在含有在含有0.10 molL- -1 Fe3+和和 0.10 molL- -1 Ni2+的溶液中，欲除掉的溶液中，欲除掉Fe3+，Ni2+仍留在溶液中，应控制仍留在溶液中，应控制 pH值为多少值为多少? 3.2 104.0 Fe(OH) 7.15 102.0 Ni(OH)pH pH 383 15 2 sp沉淀完全开始沉淀K 3.2c(Fe3+)10-5 7.15Ni2+开始沉淀pH可控制可控制 pH = 4，这个结果在试剂提纯和离子分离中非常有用这个结果在试剂提纯和离子分离中非常有用.Example Example 7 7Solution23氢氧化物的沉淀氢氧化物的沉

22、淀溶解平衡可简化处理为溶解平衡可简化处理为 溶解于溶液中的溶解于溶液中的氢氧化钠的浓度对数氢氧化钠的浓度对数值与溶液的值与溶液的pH呈直呈直线关系线关系. . 将一些金属离子开将一些金属离子开始沉淀和沉淀完全的始沉淀和沉淀完全的pH值制成右图值制成右图. . 使用起来使用起来十分方便十分方便. .24O3HAl 3H(s)Al(OH)23343Al(OH) OH(s)Al(OH) 溶于酸也溶于碱的氢氧化物溶于酸也溶于碱的氢氧化物Zn(OH)2生成生成 Zn(OH)2沉淀沉淀 Zn(OH)2溶解溶解类似的化合物，只要金属具两性，类似的化合物，只要金属具两性，均可得到如此曲线均可得到如此曲线. .

23、 如如 Cu(OH)2、Zn(OH)2、Cr(OH)3等等. .251312sp22102.0 10.15 Mn(OH) Mg(OH) K23b2sp23242sp23422)(NH Mg(OH) O2H2NHMg 2NH(s)Mg(OH) OHNH OHNH2OHMg (s)Mg(OH)KKKKQQ使 溶于铵盐的氢氧化物溶于铵盐的氢氧化物 这一作用原理常被用于分析化学中控制这一作用原理常被用于分析化学中控制（掩蔽）金属离子的浓度（掩蔽）金属离子的浓度.26 在在 0.20L 的的 0.50mol L- -1 MgCl2溶液中加入等体积溶液中加入等体积的的 0.10 mol L- -1的氨的氨

24、 水溶液，问有无水溶液，问有无Mg (OH)2 沉淀生成？为了不沉淀生成？为了不使使 Mg (OH)2 沉淀析出，至少应加入多少克沉淀析出，至少应加入多少克 NH4Cl (s) ？ (设加入设加入 NH4Cl (s) 后体积不变后体积不变) Example Example 8 8Solutionxxxcccc 0.05 )Lmol/( 0 0 0.05 )Lmol/( OHNH OHNH L0.05mol)(NH L0.25mol)Mg(1B1B42313o12o平衡初始14453b2Lmol109.5)OH(105 . 9,108 . 1)NH(05. 0cxKxx7242o2103 . 2

25、25. 0)105 . 9()Mg()OH(ccQ沉淀析出所以有，2sp112spMg(OH) 108 . 1)Mg(OH)(KQK27o166o6B423 0.05 Lmol 105 . 4 105 . 4 105 . 405. 0 /OH NH OH NH ccc平衡g3 . 45 .5340. 020. 0)ClNH(Lmol20. 0)NH(108 . 105. 0105 . 4414o5o6mcc Lmol104.5 25. 0101 . 5)Mg()(Mg(OH) )OH( Mg(OH)161222spsp2cKcKQ沉淀析出，为了不使28PbS Bi2S3 CuS CdS Sb2

26、S3 SnS2 As2S3 HgS 难溶金属硫化物难溶金属硫化物29S(aq)H(aq)M (aq)2HMS(s)(3)(2)(1)1/ (3) S(aq)H (aq)H(aq)HS1/ (2) (aq)HS (aq)H(aq)S (1) (aq)S(aq)M MS(s)22a12a22sp22得KKK 金属硫化物的生成或溶解，与金属硫化物的生成或溶解，与H2S的酸解离平衡有的酸解离平衡有关，实质是多重平衡原理的应用关，实质是多重平衡原理的应用.)S()H()S()SH()M( )SH(S)H()MS(222222a22a1spcccccKKKKK或30spa2a122)SH()M()H(KK

27、Kccc122Lmol00.1S)H( SH c溶液饱和spa,2a,152spa,2a,12o210. 0100 . 1)H( M)M(10. 0)H( MKKKcKKKcc沉淀完全开始沉淀金属离子沉淀时的浓度金属离子沉淀时的浓度其中其中c(H+)是通过强酸调节的是通过强酸调节的. 由此产生过阳离子分组的由此产生过阳离子分组的“硫化氢系统硫化氢系统”.316.728.722.924.922.274.270.190.722.72340.340.471081.08硫化物溶度积) 黄色CdS()PbS(黑 色)CuS(黑 色10105 . 218103 . 619102 . 322105 . 22

28、7100 . 828100 . 836103 . 63102 . 16102 . 13104 . 55102 . 19109 . 13109 . 14102 . 15104 . 5)H( cpH12Lmol10. 0)M(c)H( cpH开始沉淀沉淀完全ZnS(白色)NiS(黑色)FeS(黑色)MnS(肉色)7109 . 1152Lmol100 . 1)M(c32结结 论论 被沉淀离子浓度相同，被沉淀离子浓度相同， 愈大，开始沉淀和沉淀完全时愈大，开始沉淀和沉淀完全时 的最大的最大 c(H+ )愈小，最低愈小，最低 pH愈高愈高.spK 控制溶液的控制溶液的H H值，可使值，可使 相差较大的金

29、属离子分离相差较大的金属离子分离4522spsp12152spsp22100 . 1100 . 110. 0MM(MS)S)(M L1.0mol)(M Lmol101.0)(M S)(M(MS)MM KKccKK，使，和如分离spK33 0.34 108.0 CdS 0.19 1052. ZnS 2722spK)(Hc1L0.30mol)H( c控制)H( c开始沉淀 在在Cd 2+和和Zn2+ +的混合溶液中，的混合溶液中，co(Cd2+) = co(Zn2+) = 0.10mol L-1 1 ，通入饱和通入饱和 H2S 溶液，使二者分离，应控制溶液，使二者分离，应控制 pH 值为多少值为多

30、少? ?)H( c沉淀完全ZnZn2+2+开始沉淀开始沉淀CdCd2+2+沉淀完全沉淀完全0.190.34SolutionExample Example 9 934 spK 25下下,于于0.010mol L-1FeSO4溶液中通入溶液中通入H2S(g), 使其成为饱和使其成为饱和溶液溶液 (c(H2S)= 0.01mol L- -1) . 用用HCl调节调节pH值，使值，使c(HCl)= 0.30 mol L- -1 . 试判断能否有试判断能否有FeS生成生成.沉淀生成无FeS 600 011. 0)30. 0(10. 001. 0)(HS)(H)Fe (S(aq)H(aq)Fe (aq)H

31、2FeS(s)spaspa222222KQKcccQSolution越大,硫化物越易溶Example Example 101035fspaa,2a,1fspKKKKKKKfspKKK2HSHCdCl ) 浓 4HCl(CdS(s)224Cl)Ag(NH 2NHAgCl(s)233Br)OAg(S O2SAgBr(s)32322322AgI IAgI(s)（3）配位效应）配位效应 这里的这里的 K 也可以称为也可以称为“竞争常数竞争常数”，它是指溶液中两个平衡同，它是指溶液中两个平衡同时存在时的新平衡的平衡常数时存在时的新平衡的平衡常数. 用这种方法计算，可使问题简化多用这种方法计算，可使问题简

32、化多了了.36)Lmol /( 平衡浓度1x10. 012332371023fspL2.4mol0.202.2O)HNH(2 . 2 102.0210. 010. 0102.02 1012. 1108 . 1 )Ag(NH()AgCl(cxKxKKK10. 0室温下，在室温下，在1.0 1.0 L L氨水中溶解氨水中溶解0.10 0.10 mol固体的固体的 AgCl (s)，问氨水的浓问氨水的浓度最小应为多少度最小应为多少? ?Cl)Ag(NH 2NHAgCl(s)233SolutionExample Example 111137氧化还原溶解氧化还原溶解sp222242242353sp S

33、S(s) SHg HgCl HgO4H3S(s)2NO(g)HgCl3H )(2HNO)12HCl(3HgS(s)104 . 6HgS)(KQK使使浓浓sp22223336sp)S( S(s) SO4H2NO(g)3S(s)3Cu(NO 8HNO3CuS(s)102 . 1)CuS(KQQcK， 氧化氧化配位溶解配位溶解HNO3浓浓HCl浓浓HNO338Question Question 3 3什么是多重平衡规则？什么是多重平衡规则？如何用它处理多重平衡问题？如何用它处理多重平衡问题？39ClLmol100 . 1ILmol100 . 11313313AgNO Lmol100 . 1 逐滴加入

34、后析出先析出 AgCl(s) AgI(s)1L溶液溶液实验：实验：(1) 分步沉淀分步沉淀 (fractional precipitation)9.2.4 两种沉淀之间的平衡两种沉淀之间的平衡（equilibrium in two precipitation ） I1)Ag(cCl2)Ag(c)(I(AgI)spcK)(Cl(AgCl)spcK317101103.8310101108.17108.1114Lmol103.81LmolI1)Ag(cCl2)Ag(c开始沉淀时AgCl)I (c)(Ag(AgI)2spcK717108.1103.8-15-110Lmol10Lmol106 . 4Ag

35、Cl AgI40 与与 , 沉淀类型有关沉淀类型有关 沉淀类型相同沉淀类型相同, 被沉淀离子浓度相同被沉淀离子浓度相同, 小者先沉淀小者先沉淀, 大者后沉淀大者后沉淀 ; 沉淀类型不同沉淀类型不同, 要通过计算确定要通过计算确定spKspKspK分步沉淀的次序分步沉淀的次序 与被沉淀离子浓度有关与被沉淀离子浓度有关先析出时当也可能先析出时当AgCl ,)I (102 . 2)Cl()(I102 . 2 )I (103 . 8108 . 1)I ()(AgI)(AgCl)Cl()I ()(AgI)Cl()(AgCl,)(Ag)Ag(AgCl ,)I ()Cl(661710spspspspI2Cl

36、1cccccKKccKcKcccc41 某溶液中含某溶液中含 和和 ,它们的浓度分别是它们的浓度分别是 0.10mol.L-1和和0.0010mol.L-1，通过计算证明，逐滴加入通过计算证明，逐滴加入 试试剂剂,哪一种沉淀先析出哪一种沉淀先析出.当第二种沉淀析出时当第二种沉淀析出时,第一种离子是否被沉第一种离子是否被沉淀完全（忽略由于加入淀完全（忽略由于加入 所引起的体积变化）所引起的体积变化）Cl24CrO3AgNO3AgNOExample Example 1212析出析出AgCl(s)所需的最低所需的最低Ag+ 浓度浓度)Cl(AgCl)spcKCl1)(Agc10. 0108 . 11

37、019Lmol108 . 124CrO2)(Agc)(CrO)CrO(Ag2442spcK0010. 0101 . 11215Lmol103 . 3Cl1)(Agc24CrO2)(Agc先析出AgCl,CrOAg42开始析出时当)Cl(c)(Ag(AgCl)2spcK510103 . 3108 . 116Lmol105 . 5510Solution42 已知某溶液中含有已知某溶液中含有 0.10 mol L- -1 Zn2+ 和和 0.10 mol L- -1 Cd2+, ,当当 在此溶液中通入在此溶液中通入 H2S 使之饱和时使之饱和时, c( (H2S) 为为 0.10 mol L- -1

38、 （1） 试判断哪一种沉淀首先析出？试判断哪一种沉淀首先析出？ （2） 为为了了使使 Cd2+ 沉淀完全问溶液中沉淀完全问溶液中H+浓度应为多少？浓度应为多少？ 此时，此时，ZnS是否能析出？是否能析出？ （3） 在在 Zn2+ 和和 Cd2+ 的分离中，通常加的分离中，通常加HCl调节溶液的调节溶液的H+浓度，浓度， 如果加入如果加入HCl后后 c(H+)为为 0.30mol L- -1，不断通入不断通入H2S，最最 后溶液中的后溶液中的H+，Zn2+ 和和Cd2+ 浓度各为多少？浓度各为多少？Example Example 1313Solution（1 1） ZnS 和和 CdS 类型相同

39、类型相同)Cd()Zn(22 cc27sp22sp100 . 8)(CdS105 . 2)(ZnSKK先析出CdS43 spa,2a,1222)S(H)M()(HKKKKccc1Lmol34. 02HMS(s) SHM22）沉淀完全时（当2Cdc)H(1c271575100 . 81010. 71032. 110. 0100 . 1)H(2c22157105 . 21010. 71032. 110. 010. 0)H(2 c1Lmol19. 0不能析出ZnS)H(1c（2）442HCdS(s) SHCd221iLmolc反应前1iLmolc反应后1iLmolc平衡10. 010. 010. 0

40、10. 00 x30. 050. 0 x250. 0spa2a1KKKK27157100 . 81010. 71032. 110. 0)250. 0(2xx5102 . 1很小x50. 0250. 0 x5101 . 2x152Lmol102.1)Cd(c1L0.50mol)(Hc12L0.19mol)Zn(c5102 . 1（3）45(2) (2) 沉淀的转化沉淀的转化（Conversion of precipitation）243234SO(s)aCOC CO(s)CaSO)(Ca)(CO)(Ca)(SO223224ccccK)(CaCO)(CaSO3sp4spKK96108 . 2101

41、 . 93103 . 3Example Example 1414 在在 1L Na2CO3 溶液中使溶液中使 0.010 mol L- -1 的的CaSO4 全部转化为全部转化为CaCO3 ,求求Na2CO3的最初浓度为多少的最初浓度为多少? Solution3103 . 3010. 0 Kx6100 . 3x)CONa(320c1Lmol010.0 x1Lmol/平衡浓度010. 0010. 0103 . 36243234SO(s)CaCO CO(s)CaSO46结结 论论 类型相同，类型相同， 大（易溶）者向大（易溶）者向 小（难溶）者转化容易，小（难溶）者转化容易， 二者二者 相差越大转

42、化越完全，反之相差越大转化越完全，反之 小者向小者向 大者转大者转 化困难化困难. 类型不同，计算反应的类型不同，计算反应的KspKspKspKspKspKExample Example 1515 如果如果1.0L Na2CO3 溶液中使溶液中使0.010 molL- -1 的的BaSO4 完全转化为完全转化为BaCO3 ,问问Na2CO3的溶液最初浓度为多少的溶液最初浓度为多少? Solution243234SO(s)BaCO CO(s)BaSO1L/mol平衡浓度x010. 0Kx010. 0)(BaCO)(BaSO3sp4spKK022. 0910101 . 5101 . 1471Lmo

43、l45. 0 x45. 0010. 01Lmol46. 0)CONa(320c 2442CrO2AgCl 2ClCrOAgK)(Ag)(Cl)(Ag)(CrO22224cccc2sp42sp(AgCl)CrO(AgKK21012)108 . 1 (101 . 17103 . 32Cl2HS(s)Ag SHAgCl222S)(Ag(AgCl)2spa2a12spKKKK50157210103 . 61010. 71032. 1)108 . 1 (8108 . 4K489.3 非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性 （colligative properties dilute nonelec

44、troiyte solution） 各种溶液各有其特性，但有几种性质是一般稀溶液所共有的各种溶液各有其特性，但有几种性质是一般稀溶液所共有的. . 这这类性质与浓度有关，或者是与溶液中的类性质与浓度有关，或者是与溶液中的“粒子数粒子数”有关，而与溶质的有关，而与溶质的性质无关性质无关. . Ostwald 称其为称其为“依数性依数性” . . 这里是非常强调溶液是这里是非常强调溶液是“难难挥发的挥发的”，“非电解质的非电解质的”和和“稀的稀的”这几个定语的这几个定语的. . 溶液的几种性质与水的比较溶液的几种性质与水的比较 物质 Tb / Tf / 20 / (gcm-3)纯水 100.00

45、0.00 0.9982 0.5molkg -1糖水 100.27 -0.93 1.0687 0.5molkg -1尿素水溶液 100.24 -0.94 1.0012499.3.1 溶液里的蒸汽压下降溶液里的蒸汽压下降 （lowering of the vapor pressure of the solvent）(1) 溶液蒸汽压下降实验溶液蒸汽压下降实验 在液体中加入任何一种难挥发的物质时，液体的蒸汽压便下在液体中加入任何一种难挥发的物质时，液体的蒸汽压便下降，在同一温度下，纯溶剂蒸汽压与溶液蒸汽压之差，称为溶液降，在同一温度下，纯溶剂蒸汽压与溶液蒸汽压之差，称为溶液的蒸汽压下降（的蒸汽压下降

46、（ p）. 同一温度下，由于溶质的加入，使溶液中单位体积溶剂蒸发同一温度下，由于溶质的加入，使溶液中单位体积溶剂蒸发的分子数目降低，逸出液面的溶剂分子数目相应减小的分子数目降低，逸出液面的溶剂分子数目相应减小, 因此在较因此在较低的蒸汽压下建立平衡，即溶液的蒸汽压比溶剂的蒸汽压低低的蒸汽压下建立平衡，即溶液的蒸汽压比溶剂的蒸汽压低.实验：实验：解释：解释：50（2）拉乌尔定律拉乌尔定律（Raoults law） 根据实验结果，在一定温度下，稀溶液的蒸汽压等于纯溶剂的根据实验结果，在一定温度下，稀溶液的蒸汽压等于纯溶剂的蒸汽压乘以溶剂在溶液中的摩尔分数，即蒸汽压乘以溶剂在溶液中的摩尔分数，即则令

47、即）为溶液的质量摩尔浓度（，当或）（所以为溶质的摩尔分数）（由于其中51.5551.5551.5511,0B0A0BBABAAAABA0B0BA0BABABABBB0BpKmpxppmmnnnnnxnnxppppxppxxxnnnxxppBKmp 51Example Example 1616 已知已知20 时水的饱和蒸汽压为时水的饱和蒸汽压为2.33 kPa. 将将17.1g蔗蔗糖糖（C12H22O11）与与3.00g尿素尿素 CO(NH2)2分别溶于分别溶于100g 水水. . 计算形成溶液的蒸汽压计算形成溶液的蒸汽压. .Solution两种溶质的摩尔质量是两种溶质的摩尔质量是M1=342

48、 g/mol和和M2=60.0 g/mol991. 05 . 05 .555 .55kgmol500. 0OgH100OgH1000molg0 .60g00. 3kgmol500. 0OgH100OgH1000molg342g1 .170H12212122112xmm数相同：两种溶液中水的摩尔分则则所以，两种溶液的蒸汽压均为：所以，两种溶液的蒸汽压均为：p=2.33 kPa0.991=2.31 kPa只要溶液的质量摩尔数相同，其蒸汽压也相同只要溶液的质量摩尔数相同，其蒸汽压也相同.529.3.2 沸点升高沸点升高 当溶液的蒸汽压下降，要使其沸腾，即蒸汽压达到外界压力，就当溶液的蒸汽压下降，要使

49、其沸腾，即蒸汽压达到外界压力，就必须使其温度继续升高必须使其温度继续升高 ，达到新的沸点，才能沸腾，达到新的沸点，才能沸腾. . 这叫稀溶液这叫稀溶液的沸点升高的沸点升高. . 溶液越浓，其溶液越浓，其 p p 越大，越大， T Tb b 越大，即越大，即 T Tb b p p，则则bT蒸气压下降引起的直接后果之一蒸气压下降引起的直接后果之一mKMmkpnnkpxkppkTbB0BA0A0b/1000 K Kb b为沸点升高常数，与溶剂的摩尔质量、沸点、气化热有关，为沸点升高常数，与溶剂的摩尔质量、沸点、气化热有关，可由理论推算，也可由实验测定：直接测定几种浓度不同的稀溶液可由理论推算，也可由

50、实验测定：直接测定几种浓度不同的稀溶液的的 T Tb b ，然后用然后用 T Tb b对对m m作图，所得直线斜率即为作图，所得直线斜率即为K Kb b. .53Example Example 1717 已知纯苯的沸点是已知纯苯的沸点是 80.2 ，取，取 2.67 g萘（萘（C10H8）溶溶于于100g苯中，测得该溶液的沸点为苯中，测得该溶液的沸点为 80.731 ，试求苯的，试求苯的沸点升高常数沸点升高常数.Solution1b11bbbb1molkg545. 2kg1001000molg128g67. 2531. 0531. 0molg128KKKKmKTKT得，萘的摩尔质量54蒸气压下

51、降引起的直接后果之二蒸气压下降引起的直接后果之二9.3.3 凝固点下降凝固点下降 必须注意到，溶质加到溶剂（如水）中，只影响到溶剂（如水）必须注意到，溶质加到溶剂（如水）中，只影响到溶剂（如水）的蒸气压下降，而对固相（如冰）的蒸气压没有影响的蒸气压下降，而对固相（如冰）的蒸气压没有影响. 显然，只有当显然，只有当温度低于纯溶剂的凝固点时（对水而言为温度低于纯溶剂的凝固点时（对水而言为 0 ），这一温度就是溶），这一温度就是溶液的凝固点，所以溶液的凝固点总是低于纯溶剂的凝固点，其降低值液的凝固点，所以溶液的凝固点总是低于纯溶剂的凝固点，其降低值为为Tf.同理可得，同理可得，Tf=Kfm55Example Example 1818Solution 冬天，在汽车散热器的水中注入一定量的乙二醇可防止水冬天，在汽车散热器的水中注入一定量的乙二醇可防止水的冻结的冻结. 如在如在 200 g 的水中注入的水中注入6.50 g 的乙二醇，求这种溶液的的乙二醇，求这种溶液的凝固点凝固点.122kgmol525. 0OHg200OHg1000g50. 6乙二醇乙二醇此时水中Mm98. 0525. 086. 1ffmKT98. 0即此种溶液的凝固点为（）mKTff569.3.4 渗透压渗透压（osmotic pressure）（1）渗透渗透（2）渗透压渗透压