普通化学第八章沉淀溶解反应

1、普通化学第八章沉淀溶解反应2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应1第1页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应2第八章 沉淀-溶解平衡教学目标溶度积原理1.掌握溶度积概念，能熟练进行有关简单计算。2.掌握溶度积原理。第2页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应3沉淀-溶解平衡的移动 1.掌握同离子效应对沉淀-溶解平衡的影响。2.掌握介质酸度对沉淀-溶解平衡的影响，熟练判断常见金属氢氧化物、硫化物的沉淀条件及金属离子分离条件。分步沉淀作用掌握分步沉淀原理及其简单应用。第3页，共3

2、6页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应4第一节 难溶电解质的溶度积一、沉淀溶解平衡和溶度积常数二、溶度积和溶解度的相互换算三、溶度积规则第4页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应5第一节 难溶电解质的溶度积一、沉淀溶解平衡和溶度积常数AgCl(s)溶解沉淀沉淀溶解达到平衡时：溶度积常数Ag+(aq) + Cl-(aq)第5页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应6难溶电解质：第6页，共36页，2022年，5月20日，17点47

3、分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应7二、 溶度积和溶解度的相互换算溶解度：一定温度下，1L难溶电解质的饱和溶液中难溶电解质溶解的物质的量。例8-1：已知298K时，BaF2在纯水中的溶解度为6.310-3 molL -1，此溶液中F-浓度有多大？ BaF2的溶度积为多少？解：离子平衡浓度/molL-16.310-32 6.310-3=(6.310-3) (2 6.310-3)2 =1.0 10-6第7页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应8化学式 Ksp s/(mol.L-1 ) 类型AgCl 1.7710-10 1.

4、25 10-5 ABAgBr 5.35 10-13 7.31 10-7 ABAg2CrO4 1.2 10-12 6.54 10-5 A2B 第8页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应9例8-2：已知298K时，计算298K时AgCl的溶度积。解：= 77.11 -131.25 - (-109.8)= 55.66 molL -1第9页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应10三、 溶度积规则当Q Ksp时，为过饱和溶液，有沉淀析出，直至饱和。当Q Ksp时，为不饱和溶液，无沉淀析

5、出，若体系中尚有沉淀存在，沉淀将被溶解，直至饱和。当Q = Ksp时，为饱和溶液，达到平衡状态。第10页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应11第二节 沉淀的生成一、沉淀生成的条件二、同离子效应对沉淀反应的影响三、沉淀剂的用量第11页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应12第二节 沉淀的生成一、沉淀生成的条件例8-3： 等体积混合0.002 molL-1的Na2SO4溶液和0.02 molL-1的BaCl2溶液，是否有白色的BaSO4沉淀生成？SO42-是否沉淀完全？已知Ks

6、p (BaSO4 )=1.110-10解：溶液等体积混合后，浓度变为原来的二分之一。第12页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应13有BaSO4沉淀生成。第13页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应14BaSO4 = SO42- + Ba2+ 初始浓度/ molL-1平衡浓度/ molL-1110-3110-2x110-2 -110-3 +x=110-2 -110-3Ksp(BaSO4)= c( SO42-） c( Ba2+）c( SO42-）= 1.210-8 molL-1

7、一般认为，溶液中残留的离子浓度小于110-5 molL-1时即认为沉淀完全。BaSO4沉淀析出后，达到新的平衡时，溶液中剩余的c( SO42-）为：第14页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应15解：离子平衡浓度/molL-1x2x+0.011.0 10-6 =x (2x+0.01)2解得：x=3.5 10-3 mol/L8.4 BaF2在0.01mol/LNaF溶液中的溶解度是多少？（Ksp=1.010-6）第15页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应16例8-5 在0.1

8、 molL-1 ZnCl2溶液中通入H2S气体至饱和。如果加入盐酸以控制溶液的pH，试计算开始析出ZnS沉淀和Zn2+沉淀完全时溶液的pH值。已知： Ksp(ZnS)= 2.510-22，298K时，K1(H2S)= 1.3210-7 ， K2(H2S)= 7.110-15 。第16页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应17解： 求开始生成ZnS沉淀时S2-的浓度及溶液的pH值。ZnS(s) = Zn2+(aq) + S2-(aq)当 Q Ksp时，析出ZnS沉淀。又因：解得： c (H+) = 0.19 molL-1 pH = 0.

9、72第17页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应18解得： c (H+) = 1.9 10 -3 molL-1pH = 2.72即当pH=0.72时，开始有ZnS生成；当pH=2.72时ZnS沉淀完全。第18页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应19二、同离子效应对沉淀反应的影响BaSO4 = SO42- + Ba2+ 三、沉淀剂的用量欲使溶液中某一离子沉淀完全，可加入适当的沉淀剂，一般来说，加入过量20-25%为宜。第19页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，

10、星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应20第三节 分步沉淀当溶液中同时存在几种离子时，离子积首先超过溶度积的难溶电解质将先析出沉淀。第20页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应21第四节 沉淀的溶解一、沉淀的溶解1 通过生成弱电解质使沉淀溶解2 通过氧化还原反应使沉淀溶解3 通过配位反应使沉淀溶解二、沉淀的转化第21页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应22一、 沉淀的溶解例8-6：今有Mg(OH)2沉淀0.1 mol ，问需要1L多大浓度的铵盐才能使之溶解？Ksp(

11、Mg(OH)2)= 1.810-11解：第22页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应23由于溶解0.1 mol Mg(OH)2需要用去0.2 mol NH4+，所以NH4+的初始浓度应为(0.27+0.2)=0.47 molL-1第23页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应24二、沉淀的转化例8-7：在1L Na2CO3溶液中溶解0.01 molL-1的CaSO4，问Na2CO3的最初浓度应为多少？已知Ksp(CaSO4)=9.110-6， Ksp(CaCO3)=2.810-

12、9。解：沉淀转化平衡为CaSO4（s) + CO32-(aq) = CaCO3(s) +SO42- (aq)反应达到平衡时第24页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应25根据题意，平衡时，c (SO42- ) = 0.01 molL-1 因此Na2CO3最初的浓度应为：c(Na2CO3) = 0.01 + 3.310-6 = 0.01 molL-1 第25页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应26CO32-平衡移动方向CaCO3 (s)第26页，共36页，2022年，5月20

13、日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应27例8.8 在c(Co2+)=1.0 mol/L的溶液中含有少量Fe3+离子杂质。应如何控制pH值，才能达到除去Fe3+离子杂质的目的？已知KspCo(OH)2=1.0910-15，KspFe(OH)3=2.6410-39 。解：计算使Fe3+定量沉淀完全时所需溶液的最低pH值：KspFe(OH)3=c(Fe3+) c3(OH-)2.6410-39=1.010-6 c3(OH-)解得：c(OH)=1.3810-11 mol/LpH=3.14第27页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章

14、沉淀-溶解反应281.0910-15=1.0c2(OH)解得：c(OH)=3.3010-8 mol/LKspCo(OH)2=c(Co2+) c2(OH)pH=6.5结论：控制溶液的pH 3.146.5，既可除去Fe3+又不会生成Co(OH)2沉淀，达到分离Fe3+和Co2+的目的。计算Co2+不能生成Co(OH)2沉淀时溶液的最高pH值：第28页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应29例8-9 某溶液中含有Mg2+离子，其浓度为0.01 molL-1，含有少量Fe3+杂质。欲除去Fe3+杂质，应如何控制溶液的pH值？已知：Ksp(Fe

15、(OH)3)= 410-38 ，Ksp(Mg(OH)2)= 1.810-11 解：计算Fe3+沉淀完全时溶液的pH值：pH = 3.2第29页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应30计算Mg2+开始沉淀时的pH值：pH = 9.62溶液的pH值控制在3.2 - 9.62之间，即可除去Fe3+杂质，而Mg2+又不沉淀。第30页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三第31页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反应32第32页，共36页，2022年，5月20日，17点47分，星期三2022/9