知识点：沉淀溶解平衡相关计算课件.ppt

1、 职业教育应用化工技术专业教学资源库职业教育应用化工技术专业教学资源库化工产品检验化工产品检验课程课程承担院校承担院校 宁波职业技术学院宁波职业技术学院-氯含量的测定氯含量的测定化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院沉淀的溶解及计算沉淀的溶解及计算 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 化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院1.生成弱电解质使沉淀溶解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

2、Cl-+H+HCO3-+H+=H2CO3 CO2+H2O化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院例如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：c2(H+)c(S2-)=Ka,1 Ka,2 c(H2S)=1.1 10-7 1.25 10-13 0.1=1.4 10-21化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院例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

3、于1L盐酸时,c(Fe2+)=0.1molL-1,c(H2S)=0.1molL-1 KSP(FeS)=c(Fe2+)c(S2-)根据)mol.L(1059.11.01059.1)(Fesp(FeS)S(1-18192-2cKc)(H)S()(HS)H(S)H(2-222a,22a,1ScccKK化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院 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。)mol.L(030.01059.1104.1)(SS)H(S)H(S)H()(H1-1821-2222,2a,1ccKKca化工

4、产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院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+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。nWspnnnnnn)(OH)()H(OH)M()H()M(KKccccccK化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院2.通过氧化还原反

5、应使沉淀溶解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 化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院3.生成配合物使沉淀溶解生成配合物使沉淀溶解 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。化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院难溶

6、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-化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院 分步沉淀和沉淀转化分步沉淀和沉淀转化 1.分步沉淀分步沉淀 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。化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院例: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 AgI沉淀,加入到一定量的AgNO3时

7、，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。)L(mol108.101.0108.1)(Clsp(AgCl)(Ag:AgCl)L(mol103.8010.0103.8)(Isp(AgI)(Ag:AgI181011517cKccKc化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院当 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

8、当地控制反应条件，就可使Cl-和 I-分离。)L(mol106.4108.1103.8)(Agsp(AgI)(I19817cKc化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院例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 0-15，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

9、1136393331038.1101064.2)(FespFe(OH)(OHcKc化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院 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 815221030.30.11009.1)Co(spCo(OH)OH(cKc化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院控制溶液的pH值

10、，就可以使不同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+)。化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院pH=1.16然后计算Mn2+开始沉淀时的pH)L(mol109.2100.11093.2

11、)(ZnZnS)()(S1-196252SP-2cKc)L(mol109.6109.2104.1)(SS)(H)(H1-21921-222,1,cCKKcaa化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院 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。)(mol.L105.5104.7101.4)(H)(mol.L107.41.0107.4(MnS)MnS()(S1-513-21-1-1314SP-2ccKc化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术

12、学院2沉淀的转化沉淀的转化 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。化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院例例4 1L 0.1molL-1的的Na2CO3可使多少可使多少克克CaSO4转化成转化成CaCO3?解:设平衡时c(SO42-)=x 沉淀的转化反应为：CaSO4(s)+CO3 2-=CaCO3(s)+SO42-平衡时浓度/molL-1 0.1-x x化工产品定性定量分析化工产品定性定量分析宁波职业技术学院宁波职业技术学院反应的平衡常数为：解得x=0.10,即c(SO42-)=0.10molL-1故转化掉的CaSO4的质量为136.1410.1=13.6(g)323243963422322423241025.31.0)c(CO)c(SO1025.3108.2101.9)sp(CaCO)sp(CaSO).(CaCO().(CaSO()CO()SO(xxKKKccccK