知识点：沉淀溶解平衡相关计算课件

1、承担院校 宁波职业技术学院知识点3：沉淀溶解平衡相关计算-氯含量的测定沉淀的溶解及计算 生成弱电解质使沉淀溶解 通过氧化还原反应使沉淀溶解 生成配合物使沉淀溶解 1. 生成弱电解质使沉淀溶解 例：在含有固体CaCO3的饱和溶液中加入盐酸后，体系中存在着下列平衡的移动。CaCO3(s) Ca2+ + CO32- + HCl Cl- + H+ HCO3- + H+ = H2CO3 CO2+ H2O例如ZnS的酸溶解： ZnS（s） Zn2+ + S2- + HCl Cl- + H+ HS- + H+ = H2S 在饱和 H2S溶液中（H2S的浓度为0.1molL-1）S2-和H+浓度的关系是： c

2、2(H+)c(S2-)= Ka,1 Ka,2 c(H2S) =1.1 10-7 1.25 10-13 0.1=1.4 10-21例1 要使0.1molFeS完全溶于1L盐酸中,求所需盐 酸的最低浓度。 解：当0.1molFeS完全溶于1L盐酸时, c(Fe2+) = 0.1molL-1, c(H2S) = 0.1molL-1 KSP (FeS)=c(Fe2+)c(S2-) 根据 生成H2S时消耗掉0.2mol盐酸,故所需的盐酸的最初浓度为0.03+0.2=0.23molL-1。 难溶的金属氢氧化物，如Mg(OH)2、Mn(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等都能溶于酸： M(OH)n +

3、 nH+ Mn+ + nH2O 室温时，Kw = 10-14，而一般MOH的KSP大于10-14（即Kw），M(OH)2 的KSP大于10-28(即Kw2), M(OH)3的KSP大于10-42（即Kw3），所以反应平衡常数都大于1, 表明金属氢氧化物一般都能溶于强酸。 2. 通过氧化还原反应使沉淀溶解 如CuS(KSP为1.2710-36)溶于硝酸。 CuS(s) Cu2+ + S2- + HNO3 S + NO + H2OHgS (KSP为6.4410-53)需用王水来溶解。3HgS + 2HNO3 + 12HCl 3H2HgCl4 + 3S + 2NO + 4H2O 3. 生成配合物使沉

4、淀溶解 例如AgCl不溶于酸，但可溶于NH3溶液。 AgCl(s) Ag+ + Cl- + 2NH3 Ag（NH3）2+ 使QiKSP ，则固体AgCl开始溶解。 难溶卤化物还可以与过量的卤素离子形成配离子而溶解。 AgI + I- AgI2- PbI2 + 2I- PbI42- HgI2 + 2I- HgI42- CuI + I- CuI2- 分步沉淀和沉淀转化 1. 分步沉淀 溶液中同时存在着几种离子。当加入某种沉淀剂时，沉淀是按照一定的先后次序进行，这种先后沉淀的现象，称为分步沉淀。 例:在浓度均为0.010molL-1的I-和Cl-溶液中，逐滴加入AgNO3试剂，开始只生成黄色的 Ag

5、I沉淀, 加入到一定量的AgNO3时，才出现白色的AgCl沉淀。 开始生成AgI和 AgCl沉淀时所需要的Ag+离子浓度分别是：计算结果表明，沉淀I- 所需Ag+浓度比沉淀Cl- 所需Ag+浓度小得多，所以AgI先沉 淀。 当 Ag+浓度刚超过1.810-8mol L-1时、AgC1开始沉淀，此时溶液中存在的I-浓度为 可以认为，当 AgCl开始沉淀时，I- 已经沉淀完全。如果我们能适当地控制反应条件，就可使Cl- 和 I- 分离。 例2 在1.0mol L-1Co2+溶液中，含有少量Fe3+杂质。问应如何控制pH值，才能达到除去Fe3+杂质的目的? KSP Co(OH)2=1.09l 0-1

6、5，KSPFe(OH)3=2.6410-39 解：使Fe3+定量沉淀完全时的pH值： Fe(OH)3(s) = Fe3+ + 3 OH- KSPFe(OH)3 = c(Fe3+)c3(OH-) mol L-1 pH14 - (-log1.3810-11)3.14 使Co2+不生成Co(OH)2沉淀的pH值： Co(OH)2(s) Co2+ + 2OH- KSPCo(OH)2 = c(Co2+)c2(OH-)不生成Co(OH)2沉淀的条件是 c(Co2+)c2(OH-) KSPCo(OH)2 mol L-1 pH = 14 - (-log3.3010-8)6.50 控制溶液的pH值，就可以使不同

7、的金属硫化物在适当的条件下分步沉淀出来。 例3 某溶液中Zn2+和Mn2+的浓度都为0.10molL-1,向溶液中通入H2S气体,使溶液中的H2S始终处于饱和状态,溶液pH应控制在什么范围可以使这两种离子完全分离? 解: 根据KSP (ZnS)=2.9310-25, KSP(MnS)=4.6510-14可知, ZnS比较容易生成沉淀。 先计算Zn2+沉淀完全时，即c (Zn2)1.010-6 molL-1时的c(S2-)和 c(H+)。pH=1.16然后计算Mn2+开始沉淀时的pH pH=4.26因此只要将pH控制在1.16-4.26之间，就能使ZnS沉淀完全，而Mn2+沉淀又没有产生，从而实现Zn2+ 和Mn2+的分离。 2沉淀的转化 一种沉淀可以向更难溶的沉淀转化，如 PbCl2+2I- = PbI2+2Cl- 白 黄Ksp(PbCl2)=1.610-5 Ksp (PbI2)=1.3910-8 锅炉中的锅垢主要成分为CaSO4 , CaSO4不溶于酸，难以除去。若用Na2CO3溶液处理，可转化为疏松的、溶于酸的CaCO3，便于清除锅垢。例4 1L 0.1molL-1的Na2CO3可使多少克CaSO4转化成CaCO3? 解: 设平衡时c(SO42-)= x 沉淀的转化反应为： CaSO4(s)