无机化学第3章课件.ppt

1、1酸碱反应和沉淀反应酸碱反应和沉淀反应第第3章章第3章2水溶液中的单相离子平衡水溶液中的单相离子平衡 强电解质强电解质在水中全部解离。在水中全部解离。弱电解质弱电解质在水溶液中只有部分解离，在水溶液中只有部分解离，大部分仍以分子形式存在。大部分仍以分子形式存在。弱电解质在水溶液中存在解离平衡。弱电解质在水溶液中存在解离平衡。33.1 水的解离反应和溶液的酸碱性水的解离反应和溶液的酸碱性3.2 弱电解质的解离反应弱电解质的解离反应3.3 盐类的水解反应盐类的水解反应3.4 沉淀反应沉淀反应43.1.1 酸碱的电离理论酸碱的电离理论3.1.2 水的解离反应和溶液的酸碱性水的解离反应和溶液的酸碱性5

2、 1884年瑞典化学家年瑞典化学家Arrhenius提出：提出：酸：在水溶液中解离产生的阳离子全部是氢离子酸：在水溶液中解离产生的阳离子全部是氢离子（H+）的化合物是酸；）的化合物是酸；碱：在水溶液中解离产生的阴离子全部是氢氧根离碱：在水溶液中解离产生的阴离子全部是氢氧根离子（子（OH）的化合物是碱。）的化合物是碱。中和反应的实质是：中和反应的实质是：H+OH H2O6优点：优点：1.从组成上揭示了酸碱的本质，指出从组成上揭示了酸碱的本质，指出H是酸的特征，是酸的特征，OH是碱的特征。是碱的特征。2.解释了中和热的值解释了中和热的值 H（aq）OH（aq）H2O（l）rH m 55.99 kJ

3、mol-13.找出了衡量酸、碱强度的标度。找出了衡量酸、碱强度的标度。(Ka Kb pH)经典酸碱理论的优点和局限性经典酸碱理论的优点和局限性局限性：局限性：1.酸碱被限于水溶液，非水体系不适用。酸碱被限于水溶液，非水体系不适用。2.碱被限制为氢氧化物。碱被限制为氢氧化物。7 2H2O(l)H3O+(aq)+OH(aq)简写为：简写为：H2O H+OH 定定T下达平衡时：下达平衡时：c(H+)/c c(OH)/c =K(H2O)=K W298.15K的纯水中：的纯水中：c(H+)=c(OH)=1 107molL1一、水的解离反应一、水的解离反应K W 的意义：在纯水或稀水溶液中，的意义：在纯水

4、或稀水溶液中，H+与与OH浓度的乘浓度的乘积为一常数。积为一常数。则则 K W =1 1014 水的离子积常数水的离子积常数 简称简称水的离子积水的离子积8T/KKW2731.13910-152951.00010-142981.00810-143235.47410-143735.5110-13K W 是温度的函数是温度的函数温度温度K W表表3.1 不同温度下水的离子积不同温度下水的离子积9二、溶液的酸碱性二、溶液的酸碱性和和pH值值 1.溶液的酸碱性和溶液的酸碱性和pH值值H2O H+OH定定T下达平衡时：下达平衡时：c(H+)/c c(OH)/c =K (H2O)=K W 酸性溶液：酸性溶

5、液：c(H+)1107 molL1 c(OH)中性溶液：中性溶液：c(H+)=1107 molL1=c(OH)碱性溶液：碱性溶液：c(H+)1107 molL11 c(OH)c(H+)则则c(OH)c(H+)则则c(OH)10pH=lgc(H+)/c pOH=lgc(OH)/c 298.15K时：时：c(H+)/c c(OH)/c =11014 对上式两边取负对数得：对上式两边取负对数得：pH+pOH=14 pH的定义：溶液中氢离子浓度的负对数叫做的定义：溶液中氢离子浓度的负对数叫做pH值。值。酸性溶液：酸性溶液：pH 7。11下面是一些下面是一些“溶液溶液”的的pH值值人血液人血液7.357

6、.45牛奶牛奶6.5雨雨5.7番茄汁番茄汁4.2葡萄酒葡萄酒3.4柠檬汁柠檬汁2.4胃液胃液1.03.0眼泪眼泪7.4人的血液人的血液pH超出超出0.4就将有生命危险。就将有生命危险。122.酸碱指示剂酸碱指示剂指示剂变色范围酸色过渡色碱色甲基橙3.1-4.4红橙黄甲基红4.4-6.2红橙黄石蕊5.0-8.0红紫蓝酚酞8.2-10.0无色粉红玫瑰红常见指示剂的变色范围常见指示剂的变色范围133.2.1 解离平衡和解离常数解离平衡和解离常数3.2.2 解离度和稀释定律解离度和稀释定律3.2.3 弱酸、弱碱溶液中离子浓度的计算弱酸、弱碱溶液中离子浓度的计算3.2.4 多元弱酸的分步解离多元弱酸的分

7、步解离3.2.5 解离平衡的移动解离平衡的移动 同离子效应同离子效应3.2.6 缓冲溶液缓冲溶液14一、解离平衡一、解离平衡弱电解质在水溶液中是部分解离的。溶液中已解离的弱电弱电解质在水溶液中是部分解离的。溶液中已解离的弱电解质组分离子和未电离的弱电解质分子之间的平衡称为解解质组分离子和未电离的弱电解质分子之间的平衡称为解离平衡。离平衡。如一元弱酸如一元弱酸HA：HA(aq)H+(aq)+A(aq)K(HA)=经验解离常数经验解离常数 c(H+)c(A)c(HA)K (HA)=标准解离常数标准解离常数 c(H+)/c c(A)/c c(HA)/c 15因为因为c =1mol L1，为简便起见，

8、后面书写的解离常数表，为简便起见，后面书写的解离常数表达式中不再出现达式中不再出现c 项，解离常数均用项，解离常数均用K i表示。即：表示。即：K a弱酸的解离常数弱酸的解离常数 acid K b弱碱的解离常数弱碱的解离常数 baseK i可由热力学数据求得。可由热力学数据求得。例例3.1P62K(HA)=c(H+)c(A)c(HA)16它是表征弱电解质解离程度大小的特性常数。它是表征弱电解质解离程度大小的特性常数。二、二、K i的意义的意义K i 弱电解质解离程度弱电解质解离程度电解质电解质17三、三、K i的影响因素的影响因素1.电解质的本性电解质的本性。T一定时，不同的电解质一定时，不同

9、的电解质K i不同。不同。2.温度温度。一般不考虑。一般不考虑。3.浓度。浓度。K i与浓度无关。与浓度无关。18一、解离度一、解离度1.定义定义%100=未解离前弱电解质浓度未解离前弱电解质浓度解离部分弱电解质浓度解离部分弱电解质浓度解离度解离度a a2.意义意义 a a是表征弱电解质解离程度的物理量。是表征弱电解质解离程度的物理量。T、c 相同时，相同时，a a越大电解质越强。越大电解质越强。19不随电解质的浓度而变化不随电解质的浓度而变化在解离常数允许的条件下在解离常数允许的条件下可随弱电解质的浓度变化可随弱电解质的浓度变化解离常数和解离度的区别：解离常数和解离度的区别：解离常数解离常数

10、平衡常数平衡常数解离度解离度转化率转化率20（1）电解质的本性：电解质的本性：同一条件下，不同的电解质同一条件下，不同的电解质不同。不同。3.影响因素影响因素（2）温度：定）温度：定c 时，时，T （3）浓度：定浓度：定T 时，时，c 21二、稀释定律二、稀释定律设某一元弱酸设某一元弱酸HA浓度为浓度为c时的解离度为时的解离度为。HA(aq)H+(aq)+A(aq)初始浓度（初始浓度（mol L1）c 0 0平衡浓度（平衡浓度（mol L1）cc.c.c.K a(HA)=c(H+)c(A)c(HA)(c.)2 c.2c c.1 若若 c/K a 500时，时，1 1 得：得：K a c.2 a

11、 a K ac22上式说明：上式说明：同一弱电解质在定同一弱电解质在定T 下下，c 越大则越大则a a 越小。越小。相同浓度的不同电解质，相同浓度的不同电解质，K i大则大则a a 也大。也大。稀释定律的数学表达式稀释定律的数学表达式推广至一般：推广至一般：记忆记忆a a K ic23 可见：可见：用用比较弱电解质的相对强弱时，必须在相同浓度比较弱电解质的相对强弱时，必须在相同浓度下，而下，而K i与浓度无关。与浓度无关。因而因而K i更能本质地反映弱电解质更能本质地反映弱电解质解离的特性。解离的特性。cc/K a1.0568180.42%0.105681.81.33%0.010568.184

12、.20%0.001056.81813.3%209K时，时，HOAc的的Ka1.7610524已知初始浓度为已知初始浓度为c的某一元弱酸的某一元弱酸HA，达解离平衡时：，达解离平衡时：HA(aq)H+(aq)+A(aq)平衡浓度平衡浓度(mol L1)cx x xK a(HA)=x2 c x若若 c/K a 500时，时，c x c K a x2/cx=c(H+)=K a c一元弱酸的近似计算公式一元弱酸的近似计算公式25 适用条件：适用条件：K a K w；c/K a 500 同理对于一元弱碱溶液，有同理对于一元弱碱溶液，有适用条件：适用条件：K b K w；c/K b 500 c(OH)=K

13、 b c26解：解：c/K b=0.100/1.8105 500附例附例3.1 计算计算0.100 molL1氨水溶液中的氨水溶液中的c(OH)、pH和和NH3H2O的解离度的解离度()。(K b(NH3H2O)=1.8105)1.8105 0.100=1.34103 molL1=c(OH)=K b c=c(OH)/cb100%=1.34103/0.100100%=1.34%pOH=lg c(OH)=lg 1.34103=2.87 pH=14 pOH=14 2.87=11.1327 多元弱酸在水溶液中的解离是分步进行的，每一步都有多元弱酸在水溶液中的解离是分步进行的，每一步都有相应的解离常数。

14、如相应的解离常数。如H2S：特点特点：分步解离同时平衡；分步解离同时平衡；K a1 K a2 K a1=1.1107c(H+)c(HS)c(H2S)H2S H+HSK a2=1.31013c(H+)c(S2)c(HS)HS H+S2 28原因原因 a：S2吸引吸引H+的能力比的能力比HS强；强；b：H2S第一步解离产生的第一步解离产生的H+对第二步解离对第二步解离有抑制作用。有抑制作用。计算计算：多元弱酸溶液中的多元弱酸溶液中的c(H+)用用K a1求，且求，且c(H+)一价酸根离子的浓度。一价酸根离子的浓度。二价酸根离子的浓度用二价酸根离子的浓度用K a2求，且求，且K a2。29例例3.3

15、 P62常温常压下常温常压下H2S在水中的溶解度为在水中的溶解度为0.10 molL1，试求试求H2S饱和溶液中饱和溶液中c(H+)、c(S2)及及H2S的解离度。的解离度。解：解：K W K a1，K a2 500 c(S2)用用K a2求，求，HS H+S2 K a2=c(H+)c(S2)c(HS)=1.1107 0.10=1.1104 molL1c(H+)=K a1cc(S2)=K a2c(HS)c(H+)30 K a2 K a1 c(HS)c(H+)c(S2)K a2=1.31013molL1 =c(H+)/c100%=(1.1104/0.10)100%=0.11%记忆：室温下，记忆：

16、室温下，H2S饱和水溶液的浓度饱和水溶液的浓度 0.10mol L1 31H2S溶液中溶液中c(H+)和和 c(S2)的关系的关系由多重平衡规则可以推导由多重平衡规则可以推导H2S H+HS；K a1 HS H+S2；K a2 两式相加：两式相加：H2S 2 H+S2；Ka =K a1 K a2 K a1 K a2=c(H+)2 c(S2)c(H2S)32或：或：上式可见：上式可见：H2S溶液中溶液中c(S2)与与c2(H+)成反比，调节溶液的成反比，调节溶液的酸度可有效控制溶液中酸度可有效控制溶液中c(S2)。则则c(H+)2c(S2)=0.1K a1K a2，即即c(H+)2c(S2)=1

17、.41021 c(S2)=molL11.41021c(H+)2 常温常压下常温常压下H2S的饱和溶液中：的饱和溶液中：c(H2S)=0.1mol L1 33解：解：K a2 500及同离子效应的影响，及同离子效应的影响，HOAc电离产生的电离产生的H+很很少，少，cs+xcs，caxca。K a=c(H+)c(OAc)c(HOAc)x(cs+x)cax37记忆：记忆：cs xcaK acbcs c(OH)=K b pOHx=c(H+)=K a pHcacscacs c(H+)=K a pH38例例3.3 在在0.100 molL-1HOAc溶液中加入一定量固体溶液中加入一定量固体NaOAc，使

18、使NaOAc的浓度等于的浓度等于0.100 molL-1，求该溶液中，求该溶液中H+浓度，浓度，pH和和HOAc的解离度的解离度。解：解：查附录查附录5 K a（HOAc）=1.8 10-5 c(H+)=x molL-1=1.8 10-5 molL-1,pH=4.75=c(H+)/c=1.8 10-5/0.1=0.018%相比相比,同离子效应使同离子效应使HAc从从1.34%降为降为0.018%,c(H+)从从1.34 10-3 mol L-1减少到减少到1.810-5 molL-1（降低降低76倍倍)。c(H+)=K a=1.8 10-5(0.100/0.100)=1.8 10-5 cacs

19、39三、盐效应三、盐效应盐效应：在弱电解质溶液中加入易溶强电解质时，弱盐效应：在弱电解质溶液中加入易溶强电解质时，弱电解质的电离度增大的现象，称为盐效应。电解质的电离度增大的现象，称为盐效应。在在HOAc溶液中加溶液中加NaCl：HOAc H+OAcNaCl Na+Cl40一、定义一、定义能够抵抗外加少量的酸、碱或稀释而保持能够抵抗外加少量的酸、碱或稀释而保持pH值相对稳值相对稳定的溶液称为缓冲溶液。定的溶液称为缓冲溶液。1.8105 molL1HCl 0.10 molL1HAc0.10molL1NaAc1.0 L 溶液的溶液的pH 4.74 4.74 加加0.010 molL1 NaOH(s

20、)后后 12.00 4.84 加加0.010 molL1HCl后后 2.00 4.66 41常用缓冲溶液常用缓冲溶液pKa缓冲范围缓冲范围HCO2H/NaOH3.752.754.75CH3CO2H/CH3CO2Na4.753.755.75NaH2PO4/Na2HPO47.216.218.21NH3H2O/NH4Cl9.258.2510.25NaHCO3/Na2CO310.259.2511.25Na2HPO4/NaOH12.6611.6613.66 常用缓冲溶液的缓冲范围常用缓冲溶液的缓冲范围42二、缓冲原理二、缓冲原理定性解释定性解释HOAcNaOAc溶液中溶液中HOAc H+OAc NaOA

21、c Na+OAc 适当稀释时适当稀释时c(HOAc)/c(OAc)不变，溶液的不变，溶液的pH值基本不变。值基本不变。HOAc H+OAc大量大量 极小量极小量 大量大量外加适量碱外加适量碱外加适量酸外加适量酸c(HOAc)c(OAc)c(H+)=K(HOAc)43三、缓冲溶液三、缓冲溶液pH值的计算值的计算含缓冲对的缓冲溶液，含缓冲对的缓冲溶液，实际上就是含同离子的弱酸和弱碱溶液。实际上就是含同离子的弱酸和弱碱溶液。cacs c(H+)=K a pH弱酸弱酸盐中弱酸弱酸盐中cbcs c(OH)=K b pOH弱碱弱碱盐中弱碱弱碱盐中44 例例1：欲配置：欲配置pH10.0的氨水缓冲溶液的氨水

22、缓冲溶液2.00L，现有，现有10.0密密度为度为0.958gmL1的氨水的氨水600mL，问需要，问需要NH4Cl多少克？若向此多少克？若向此溶液中加入溶液中加入100mL1.00molL-1HCl后溶液的后溶液的pH变为多少？变为多少？解：解：1）10.0的氨水的氨水600mL稀释为稀释为2.0L，其浓度为：，其浓度为：因为因为c(OH-)10-4mol.L1，依缓冲溶液近似计算公式：依缓冲溶液近似计算公式：则则m=0.304 2.00 53.5=32.5gcb =n/V=m/MV=(10.0%V)/(MV)=(10.0%0.958600)/(17.02.00)=1.69 molL1 cb

23、cs c(OH)=K b=1.80105(1.69/10 4)=0.304 molL1 cbc(OH)cs=K b452）加入）加入100ml1.00molL1HCl，则，则pOH=lgc(OH)=5 lg8.33=4.08pH=14 4.08=9.920.3042.00+1.000.1002.00+0.100cs=0.337 molL11.692.00 1.000.1002.00+0.100cb=1.56 molL1cbcs c(OH)=K b =1.80105(1.56/0.337)=8.33 105 molL146四、缓冲溶液的应用四、缓冲溶液的应用缓冲溶液在工业、农业、生物学、医学、化

24、学等各方面缓冲溶液在工业、农业、生物学、医学、化学等各方面都有重要的用途。许多反应必须在一定都有重要的用途。许多反应必须在一定pH范围才能正范围才能正常进行。土壤、血液都得维持一定得酸碱度才能保证植常进行。土壤、血液都得维持一定得酸碱度才能保证植物得正常生长，人体正常生理活动的进行。物得正常生长，人体正常生理活动的进行。473.3.1 盐类的水解反应盐类的水解反应3.3.2 水解常数和水解度水解常数和水解度3.3.3 盐溶盐溶pH值的近似计算值的近似计算3.3.4 影响水解的因素影响水解的因素3.3.5 盐类水解的抑制和利用（自学）盐类水解的抑制和利用（自学）48一、定义一、定义盐的组分离子与

25、水解离出的盐的组分离子与水解离出的H+或或OH-结合生结合生成弱电解质的反应称为水解反应。成弱电解质的反应称为水解反应。即：盐的离子即：盐的离子+水水弱电解质（弱酸或弱碱）弱电解质（弱酸或弱碱）水解反应是中和反应的逆反应。水解反应是中和反应的逆反应。491.强碱弱酸盐强碱弱酸盐NaOAc：NaOAc Na+Ac H2O H+OH (1)OAc +H+HOAc (2)二、不同类型盐的水解反应二、不同类型盐的水解反应(1)式式+(2)式：式：OAc +H2O HOAc+OH可见，盐的组分离子中只有弱的部分才能发生水解。可见，盐的组分离子中只有弱的部分才能发生水解。502.强酸弱碱盐强酸弱碱盐 如如

26、NH4Cl水解的离子方程式为水解的离子方程式为 NH4+H2O NH3H2O+H+溶液呈酸性。溶液呈酸性。3.弱酸弱碱盐弱酸弱碱盐 如如NH4OAc水解的离子方程式为水解的离子方程式为 NH4+OAc +H2O NH3H2O+HOAc溶液的酸碱性取决于溶液的酸碱性取决于K a、K b的相对大小。的相对大小。K a K b，如，如NH4OAc，溶液呈中性；，溶液呈中性；K a K b，如如NH4F，溶液呈酸性；溶液呈酸性；K a K b，如如NH4CN，溶液呈碱性。溶液呈碱性。514.多元弱酸强碱盐多元弱酸强碱盐如如Na2S，与多元弱酸（弱碱）的分步解离相对应，其水解，与多元弱酸（弱碱）的分步解

27、离相对应，其水解反应也是分步进行的：反应也是分步进行的：S2-H2O HS-OH-HS-H2O H2SOH-溶液呈碱性溶液呈碱性。谁强显谁性，谁弱谁水解谁强显谁性，谁弱谁水解52一、水解常数一、水解常数1.定义：在一定温度下，盐的水解达平衡时，产物定义：在一定温度下，盐的水解达平衡时，产物浓度的乘积与反应物的浓度之比也为一常数，称为浓度的乘积与反应物的浓度之比也为一常数，称为盐的水解常数。用盐的水解常数。用“K h”表示。表示。K h无现成的数据可无现成的数据可查，需通过计算求得。查，需通过计算求得。53H2O H+OH (1)K w H+OAc HOAc (2)K 1/K a H2O+OAc

28、 HOAc+OH K hK h=K wK a(1)+(2)2.水解常数的计算水解常数的计算 以以NaOAc为例为例 54记忆记忆对于弱酸强碱盐：对于弱酸强碱盐：K h=K wK a 对于强酸弱碱盐：对于强酸弱碱盐：K h=K wK b对于弱酸弱碱盐：对于弱酸弱碱盐：K h=K wK a K b55对于多元弱酸强碱盐：对于多元弱酸强碱盐：如如 S2+H2O HS+OH K h1相当于：相当于：H2O H+OH (1)+)H+S2 HS (2)K 1/K a2 所以有：所以有：同理得：同理得：HS+H2O H2S+OH因为因为K a2 K h2一般情况下只考虑第一级水解。一般情况下只考虑第一级水解

29、。K h1=K wK a2K h2=K wK a1563.K h的意义的意义 K h是定温下盐水解程度大小的量度。是定温下盐水解程度大小的量度。K h越越大，则相应盐水解的限度也越大。由大，则相应盐水解的限度也越大。由K h关系式可关系式可看出，形成盐的酸或碱越弱（即看出，形成盐的酸或碱越弱（即K a或或K b越小），越小），则盐水解的限度就越大。则盐水解的限度就越大。57二、水解度二、水解度盐的水解程度也可以用水解度（盐的水解程度也可以用水解度（h）衡量。）衡量。=100%始态盐的始态盐的“物质的量物质的量”（或浓度）（或浓度）盐水解部分的盐水解部分的“物质的量物质的量”（或浓度）（或浓度）

30、水解度水解度(h)58内因：盐的本性。内因：盐的本性。水解生成的弱酸或弱碱越弱，即水解生成的弱酸或弱碱越弱，即K a或或K b，则，则K h，水解程度就越大。水解程度就越大。水解产物是难溶物或是易挥发的气体，则水解度极水解产物是难溶物或是易挥发的气体，则水解度极大，甚至完全水解。如大，甚至完全水解。如 SnCl2+H2O Sn(OH)Cl+HCl BiCl3 +H2O BiOCl+2HCl SbCl3+H2O SbOCl+2HCl 59外因：外界条件。外因：外界条件。盐溶液的浓度：盐的浓度盐溶液的浓度：盐的浓度 c 越小，水解度越小，水解度 h 越大。稀释越大。稀释有利于水解。有利于水解。温度

31、：水解反应是吸热的，升高温度温度：水解反应是吸热的，升高温度K h增大，有利于水增大，有利于水解反应向生成产物的方向进行。解反应向生成产物的方向进行。溶液的酸、碱度：增大酸度促进阴离子的水解，抑制阳溶液的酸、碱度：增大酸度促进阴离子的水解，抑制阳离子的水解；反之则相反。离子的水解；反之则相反。配制配制SnCl2、FeCl3等溶液时，需用浓盐酸溶解，然后稀等溶液时，需用浓盐酸溶解，然后稀释到所需浓度；配制释到所需浓度；配制Na2S溶液时，要用溶液时，要用NaOH溶液溶解。溶液溶解。603.4.1 难溶电解质的沉淀溶解平衡和溶度积常数难溶电解质的沉淀溶解平衡和溶度积常数3.4.2 沉淀的生成和溶解

32、沉淀的生成和溶解3.4.3 分步沉淀和沉淀的转化分步沉淀和沉淀的转化3.4.4 沉淀反应的应用（自学）沉淀反应的应用（自学）61一、溶度积常数一、溶度积常数 难溶电解质指难溶电解质指s（溶解度）小于（溶解度）小于0.01g/100g水的电解质。水的电解质。定定T下，将难溶电解质如下，将难溶电解质如BaSO4放入水中，放入水中，BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42(aq)溶解溶解 Ba2+(aq)+SO42(aq)BaSO4(s)沉积沉积BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42(aq)多相离子平衡，多相离子平衡，又称沉淀溶解平衡。又称沉淀溶解平衡。v(溶解溶解)=v(沉积沉积)62根据平

33、衡原理：根据平衡原理：K sp(BaSO4)=c(Ba2+)/c c(SO4)/c 对对AmBn型难溶电解质：型难溶电解质：AmBn(s)mAn+nBm+K sp(AmBn)=c(An+)/c mc(Bm)/c n 溶度积常数，简称溶度积。溶度积常数，简称溶度积。K sp(AmBn)=c(An+)mc(Bm)n63K sp是表征难溶电解质溶解能力的特性常数，是表征难溶电解质溶解能力的特性常数，同类同类型的型的难溶电解质，难溶电解质，K sp则溶解度则溶解度。K sp与温度有关，与未溶固体量无关。与温度有关，与未溶固体量无关。注意：注意：K sp表达式虽由难溶强电解质多相离子平衡表达式虽由难溶强

34、电解质多相离子平衡推出，但同样适用于难溶弱电解质。推导过程见推出，但同样适用于难溶弱电解质。推导过程见P7778。64二、溶解度和溶度积的相互换算二、溶解度和溶度积的相互换算由于难溶电解质的溶解度很小，换算时：由于难溶电解质的溶解度很小，换算时：其饱和溶液的密度视为其饱和溶液的密度视为1gml1，浓度单位用浓度单位用molL1。附例附例1 已知已知AgBr在在298.15K时的溶度积为时的溶度积为5.35 10-13,求求AgBr的溶解度。的溶解度。解：设解：设AgBr的溶解度为的溶解度为s mol.L-1 AgBr(S)Ag+(aq)+Br(aq)平衡浓度平衡浓度(mol.L-1)s sK

35、sp(AgBr)=c(Ag+)c(Br)=s2 s=7.3107 molL15.351013 K sp(AgBr)65附例附例2 298.15 K时时AgCl的溶解度为的溶解度为1.34105 molL1，试求该温度下，试求该温度下AgCl的溶度积。的溶度积。解：解：设设AgCl的饱和溶液中，溶解的的饱和溶液中，溶解的AgCl完全解离，则：完全解离，则：AgCl(s)Ag+(aq)Cl-(aq)平衡浓度平衡浓度(molL-1)s sK sp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl)=s2 (1.34105)2=1.8101066附例附例3：298.15KAg2CrO4的溶度积为的溶度积为1.12 1

36、0-12，求，求Ag2CrO4的的溶解度。溶解度。解：设解：设Ag2CrO4在水中的溶解度为在水中的溶解度为s molL-1，Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)CrO42-(aq)平衡浓度平衡浓度(molL-1)2s sK sp(Ag2CrO4)=c(Ag+)2c(CrO42)=(2s)2s=4s3=1.121012解得解得s=6.5105molL167从上述三例可见：从上述三例可见：溶度积和溶解度之间的关系：溶度积和溶解度之间的关系：s=K spAB(1 1)型难溶电解质：型难溶电解质：A2B或或AB2(1 2)型难溶电解质：型难溶电解质：K sp 43s=通式为：通式为：K spmmnn

37、m+ns=68用溶度积用溶度积K sp的数值可以比较同类型的难溶强电解质的溶解的数值可以比较同类型的难溶强电解质的溶解度大小，但不同类型的不能直接进行比较。度大小，但不同类型的不能直接进行比较。类型类型 难溶强电解质难溶强电解质 溶度积溶度积K sp 溶解度溶解度(molL-1)AB AgCl 1.810 10 1.34105AB AgBr 5.3510 13 7.310 7A2B Ag2CrO4 1.1210 12 6.510 569最后须指出，最后须指出，K sp与与s的换算关系的换算关系 不适用于易水解的难溶电解质不适用于易水解的难溶电解质，如，如ZnS ZnS(S)Zn2+(aq)+S

38、2-(aq)Zn2+H2O Zn(OH)+H+S2-+H2O HS-+OH-ZnS的溶解度为：的溶解度为：s=c(Zn2+)+cZn(OH)+或：或：s=c(S2-)+c(HS-)且且Zn2+和和S2-的水解程度还不相同。的水解程度还不相同。70 AB(S)AB(aq)A+(aq)+B-(aq)其饱和溶液中除有其饱和溶液中除有A+、B-外，还有外，还有AB分子或离子对分子或离子对A+B-，故故 s=c(AB)+c(A+)或或s=c(AB)+c(B)不适用于难溶弱电解质及易形成离子对的难溶电解质不适用于难溶弱电解质及易形成离子对的难溶电解质。s=c(AB)+K sp(AB)71一、溶度积规则一、

39、溶度积规则对于任意难溶电解质的多相离子平衡对于任意难溶电解质的多相离子平衡 AmBn(s)mAn+(aq)+nBm(aq)J=c(An+)mc(Bm)n 生成沉淀生成沉淀 溶度积规则溶度积规则72附例附例:298.15 K，某种回收液中，某种回收液中SO42的浓度为的浓度为6.0104molL1，若在，若在40.0 L的该溶液中加入的该溶液中加入0.01 molL1的的BaCl2溶液溶液10.0 L，是否能够生成沉淀？若，是否能够生成沉淀？若有沉淀生成，析出沉淀后溶液中的有沉淀生成，析出沉淀后溶液中的SO42的浓度为多的浓度为多少？（已知少？（已知K sp(BaSO4)=1.11010）734

40、0.050.0c(SO42)=6.0104 =4.8104 molL1c(Ba2+)=0.010 =2.0103 molL110.050.0解：解：将将BaCl2溶液加入到回收液中，其总体积为溶液加入到回收液中，其总体积为V(10.040.0)=50.0L，则各离子浓度为则各离子浓度为 因为：因为：J=c(SO42)c(Ba2+)=9.6107 K sp(BaSO4)可知，有沉淀析出。可知，有沉淀析出。74设平衡时，设平衡时，SO42-的浓度为的浓度为x molL-1BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)起始浓度起始浓度/molL-1 2.010-3 4.810-4平衡浓度平衡浓

41、度/molL-1 2.010-3(4.810-4x)x 1.510-3+x因为因为K sp很小，很小，1.5103+x 1.5103，则则 x=1.11010/1.5103=7.3108 即溶液中即溶液中SO42-的浓度为的浓度为7.310-8molL-1。K sp=c(SO42)c(Ba2+)即即1.11010=(1.5103+x)x 75例例3.7 在在10 ml 0.10molL1MgSO4溶液中加入溶液中加入10 ml 0.10molL1NH3H2O，问有无，问有无Mg(OH)2沉淀生成？沉淀生成？若有沉淀生成，问需在混合溶液中加入多少克固体若有沉淀生成，问需在混合溶液中加入多少克固体

42、NH4Cl才能使生成的才能使生成的Mg(OH)2沉淀全部溶解？沉淀全部溶解？76解：由于等体积混合，所以各物质的浓度均减小一半，解：由于等体积混合，所以各物质的浓度均减小一半，(1)求混合溶液中求混合溶液中c(OH)的浓度：的浓度：cb/K b=5.0102/1.8105 500 c(NH3H2O)=0.10=5.0102 molL11 2c(Mg2+)=0.10=5.0102 molL11 21.81055.0102=9.5104 molL1=c(OH)=K b cc(Mg2+)c(OH)2=5.0102(9.5104)2=4.5108 K sp(Mg(OH)2)=5.61012 有有Mg(

43、OH)2沉淀生成。沉淀生成。77（2）要使生成的）要使生成的Mg(OH)2沉淀完全融解，需沉淀完全融解，需 c(Mg2+)c(OH)2 K sp(Mg(OH)2)c(OH)=1.1105 molL1K sp(Mg(OH)2)c(Mg2+)5.610125.0102根据：根据：cbcs c(OH)=K b78cbc(OH)cs=K b =1.8105 =8.2102 molL15.01021.1105因此在因此在20mL溶液中至少应加入溶液中至少应加入NH4Cl的量为：的量为：8.21020.0253.5=8.7102 g791.同离子效应的影响同离子效应的影响 例例:求求Ag2CrO4在在29

44、8.15 K 0.010 molL-1 K2CrO4溶液中的溶溶液中的溶解度。解度。(已知已知K sp(Ag2CrO4)=1.11012)解：设解：设Ag2CrO4在在0.010molL-1 K2CrO4中的溶解度为中的溶解度为x molL-1。Ag2CrO4 2Ag+CrO42-平衡浓度（平衡浓度（mol L-1）2x 0.010+x起始浓度（起始浓度（mol L-1）0 0.010二、影响沉淀的因素二、影响沉淀的因素K sp=c(Ag+)2 c(CrO42)1.11012=(2x)2(0.0.10+x)80因为因为K sp很小，很小，0.010+x 0.010，则：，则：已知纯水中已知纯水

45、中Ag2CrO4的溶解度为的溶解度为6.510-5 molL-1，可见，可见，加入过量加入过量K2CrO4后，其溶解度降低。后，其溶解度降低。1.1101240.010 x=5.2106 molL181离子效应的应用离子效应的应用利用同离子效应可以使某种离子沉淀的更完全，利用同离子效应可以使某种离子沉淀的更完全，沉淀完沉淀完全的条件：全的条件：c 10-5 molL-1。但同离子的浓度不可无限的但同离子的浓度不可无限的增加，因为强电解质浓溶液会产生盐效应，使难溶电解增加，因为强电解质浓溶液会产生盐效应，使难溶电解质的溶解度反而增加。质的溶解度反而增加。沉淀完全的条件：沉淀完全的条件：c M(O

46、H)n沉淀完全沉淀完全c(Mn+)=1.77108 molL11.7710100.010K sp(AgCl)c(Cl)沉淀沉淀AgI的的c2(Ag+)为：为：c2(Ag+)=8.521015 molL18.5210170.010K sp(AgI)c(I)c2(Ag+)c2(Ag+)AgI先从溶液中析出。先从溶液中析出。随着随着AgNO3溶液的继续加入，才出现溶液的继续加入，才出现AgCl沉淀。沉淀。94在混合溶液中几种离子发生先后沉淀的现象称为分步沉淀。在混合溶液中几种离子发生先后沉淀的现象称为分步沉淀。当当AgCl开始析出即开始析出即c(Ag+)=1.7710-8 molL-1时：时：c(I

47、)=4.81109 molL18.5210171.7710-8K sp(AgI)c(Ag+)95分步沉淀示意图分步沉淀示意图c(Ag+)molL 1c(Cl)c(I)molL 18.521015 1.77108 4.81109 0.010AgIAgCl96附例某溶液中有附例某溶液中有Cl、CrO42，其浓度分别为，其浓度分别为0.10molL1、0.0010molL1，试判断逐滴加入，试判断逐滴加入AgNO3溶液先析出何种沉淀？用此法能否将两种离溶液先析出何种沉淀？用此法能否将两种离子完全分离子完全分离(忽略加入忽略加入AgNO3的体积变化的体积变化)？已知？已知K sp(Ag2CrO4(s)

48、=1.11012，K sp(AgCl(s)=1.81010。97可知加入可知加入AgNO3先到达先到达AgCl的溶度积，故先有的溶度积，故先有AgCl沉淀析出。沉淀析出。解：解：由溶度积规则，计算析出由溶度积规则，计算析出Ag2CrO4和和AgCl沉淀沉淀所需滴加的所需滴加的c(Ag+)：c1(Ag+)=3.3105 molL1K sp(Ag2CrO4)c(CrO42)1.110120.0010c2(Ag+)=1.8109 molL11.810100.10K sp(AgCl)c(Cl)98当当Ag2CrO4析出时，析出时，c(Ag+)3.310-5molL-1所以当所以当Ag2CrO4析出时，

49、析出时，Cl已经沉淀完全，用此法可以已经沉淀完全，用此法可以将两种离子完全分离。将两种离子完全分离。c2(Cl)=5.5106 molL11.810103.310-5K sp(AgCl)c(Ag+)K sp(CaCO3)平衡向右移动。平衡向右移动。A：CaSO4(s)Ca2+SO42 K 1=K sp(CaSO4)B：Ca2+CO32 CaCO3 K 2=1/K sp(CaCO3)A+B：CaSO4(s)CO32 CaCO3+SO42K 值很大，说明上述转化反应向右进行的趋势很大。值很大，说明上述转化反应向右进行的趋势很大。K sp(CaSO4)K sp(CaCO3)4.931052.80109K =K 1 K 2=1.80104c(SO42)c(CO32)101(1)沉淀类型相同沉淀类型相同:结论结论K sp大（易溶大（易溶)K sp 小（难溶小（难溶)(2)沉淀类型不同沉淀类型不同,计算反应的计算反应的K 易易难难102 1.制备难溶化合物制备难溶化合物 2.除去溶液中的杂质除去溶液中的杂质 3.离子鉴定离子鉴定 4.离子分离离子分离