普通化学-第八章-沉淀溶解反应课件.ppt

1、2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应1 沉淀沉淀-溶解平衡溶解平衡教学目标教学目标溶度积原理溶度积原理1.掌握溶度积概念，能熟练进行有关简单计算。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。掌握溶度积原理。2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应2沉淀沉淀-溶解平衡的移动溶解平衡的移动 1.掌握同离子效应对沉淀掌握同离子效应对沉淀-溶解平衡的影响。溶解平衡的影响。2.掌握介质酸度对沉淀掌握介质酸度对沉淀-溶解平衡的影响，熟练溶解平衡的影响，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。属离子分离条件。分步沉淀作用

2、分步沉淀作用掌握分步沉淀原理及其简单应用。掌握分步沉淀原理及其简单应用。2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应3一、沉淀溶解平衡和溶度积常数一、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二、溶度积和溶解度的相互换算三、溶度积规则三、溶度积规则2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应4一、沉淀溶解平衡和溶度积常数一、沉淀溶解平衡和溶度积常数AgCl(s)AgCl(s)溶解溶解沉淀沉淀沉淀溶解达到平衡时：沉淀溶解达到平衡时：)()()(AgClcClcAgcK )()(ClcAgcKsp 溶度积常数溶度积常数AgAg+(aq)+Cl(aq)+Cl-(aq)(aq)2022-12-2

3、2第八章 沉淀-溶解反应5难溶电解质：难溶电解质：)()()(aqnBaqmAsBAmnnm )()()(mnnmnmspBcAcBAK 2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应6二、二、溶度积和溶解度的相互换算溶度积和溶解度的相互换算溶解度：一定温度下，溶解度：一定温度下，1L1L难溶电解质的饱和溶液中难溶电解质溶难溶电解质的饱和溶液中难溶电解质溶解的物质的量。解的物质的量。例例8-18-1：已知：已知298K298K时，时，BaFBaF2 2在纯水中的溶解度为在纯水中的溶解度为6.36.3 1010-3-3 mol molL L-1-1，此溶液中此溶液中F F-浓度有多大？浓度有多大？B

4、aFBaF2 2的溶度积为多少？的溶度积为多少？解：解：)(2)()(22aqFaqBasBaF 离子平衡浓离子平衡浓度度/molL-16.3 10-32 6.3 10-3)()()(222 FcBacBaFKsp=(6.3 10-3)(2 6.3 10-3)2 =1.0 10-62022-12-22第八章 沉淀-溶解反应7化学式化学式 Ksp s/(mol.L-1)类型类型AgCl 1.7710-10 1.25 10-5 ABAgBr 5.35 10-13 7.31 10-7 ABAg2CrO4 1.2 10-12 6.54 10-5 A2B 2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应8例例

5、8-2：已知：已知298K时，时，,8.109)(1 molkJAgClGmf,11.77)(1 molkJAgGmf,25.131)(1 molkJClGmf 计算计算298K时时AgCl的溶度积。的溶度积。解：解：)()()(aqClaqAgsAgCl )()()(AgClGClGAgGGmfmfmfmr =77.11-131.25-(-109.8)=77.11-131.25-(-109.8)=55.66 =55.66 molmolL L-1-1 spmrKRTGlg303.2 101076.1)(AgClKsp 2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应9三、三、溶度积规则溶度积规则当当

6、Q KQ Kspsp 时，为过饱和溶液，有沉淀析出，直至饱和。时，为过饱和溶液，有沉淀析出，直至饱和。当当Q KQ Kspsp 时，为不饱和溶液，无沉淀析出，若体系中时，为不饱和溶液，无沉淀析出，若体系中尚有沉淀存在，沉淀将被溶解，直至饱和。尚有沉淀存在，沉淀将被溶解，直至饱和。当当Q=KQ=Kspsp 时，为饱和溶液，达到平衡状态。时，为饱和溶液，达到平衡状态。)()()(mnnmnmspBcAcBAK)()()(aqnBaqmAsBAmnnm 2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应102022-12-22第八章 沉淀-溶解反应11第二节第二节 沉淀的生成沉淀的生成一、沉淀生成的条件一、

7、沉淀生成的条件例例8-38-3：等体积混合等体积混合0.002 mol0.002 molL L-1-1的的NaNa2 2SOSO4 4溶液和溶液和0.02 0.02 molmolL L-1-1的的BaClBaCl2 2溶液，是否有白色的溶液，是否有白色的BaSOBaSO4 4沉淀生成？沉淀生成？SOSO4 42-2-是否沉淀完全？是否沉淀完全？已知已知K Kspsp (BaSOBaSO4 4)=1.1)=1.1 1010-10-10 解：解：溶液等体积混合后，浓度变为原来的二分之一。溶液等体积混合后，浓度变为原来的二分之一。1324101002.021)(LmolSOc12210102.021

8、)(LmolBac2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应12523224101101101)()(BacSOcQ)(4BaSOKQsp 有有BaSOBaSO4 4沉淀生成。沉淀生成。2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应13BaSOBaSO4 4=SO=SO4 42-2-+Ba+Ba2+2+初始浓度初始浓度/mol/molL L-1-1平衡浓度平衡浓度/mol/molL L-1-11 1 1010-3-31 1 1010-2-2x x1 1 1010-2-2-1-1 1010-3-3+x x=1=1 1010-2-2-1-1 1010-3-3K Kspsp(BaSOBaSO4 4)=)

9、=c(SOc(SO4 42-2-）c(Bac(Ba2+2+）c(SOc(SO4 42-2-）=1.2=1.2 1010-8 -8 molmolL L-1-1一般认为，溶液中残留的离子浓度小于一般认为，溶液中残留的离子浓度小于1 1 1010-5 -5 molmolL L-1-1时即认为沉淀完全。时即认为沉淀完全。BaSOBaSO4 4沉淀析出后，达到新的平衡时，溶液中剩余的沉淀析出后，达到新的平衡时，溶液中剩余的c(SOc(SO4 42-2-）为：）为：2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应14解：解：)(2)()(22aqFaqBasBaF 离子平衡浓离子平衡浓度度/molL-1x2x+

10、0.01)()()(222 FcBacBaFKsp 1.0 10-6=x (2x+0.01)2解得：解得：x=3.5 10-3 mol/L8.4 BaF2在在0.01mol/LNaF溶液中的溶解度是多少？溶液中的溶解度是多少？（Ksp=1.010-6）2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应15例例8-58-5 在在0.1 mol0.1 molL L-1-1 ZnCl ZnCl2 2溶液中通入溶液中通入H H2 2S S气体至饱和。气体至饱和。如果加入盐酸以控制溶液的如果加入盐酸以控制溶液的pHpH，试计算开始析出，试计算开始析出ZnSZnS沉淀沉淀和和ZnZn2+2+沉淀完全时溶液的沉淀完

11、全时溶液的pHpH值。值。已知：已知：K Kspsp(ZnSZnS)=2.5)=2.5 1010-22-22，298K298K时，时，K K1 1(H(H2 2S S)=1.32)=1.32 1010-7-7 ，K K2 2(H(H2 2S S)=7.1)=7.1 1010-15-15 。2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应16解：解：求开始生成求开始生成ZnSZnS沉淀时沉淀时S S2-2-的浓度及溶液的的浓度及溶液的pHpH值。值。ZnS(s)=ZnZnS(s)=Zn2+2+(aq)+S(aq)+S2-2-(aq)(aq)当当 Q Q K Kspsp 时，析出时，析出ZnSZnS沉淀

12、。沉淀。1212222105.21.0105.2)()()(LmolZncZnSKScsp 又因：又因：)()()()()(2221222SHKSHKSHcScHc 1572121010.71032.110.0105.2)(Hc解得：解得：c(Hc(H+)=0.19 mol)=0.19 molL L-1-1 pH=0.72pH=0.722022-12-22第八章 沉淀-溶解反应1711752222105.2100.1105.2)()()(LmolZncZnSKScsp)()()()()(2221222SHKSHKSHcScHc 1571721010.71032.110.0105.2)(Hc解得

13、：解得：c(Hc(H+)=1.9)=1.9 10 10-3-3 mol molL L-1-1pH=2.72pH=2.72即当即当pH=0.72时，开始有时，开始有ZnS生成；当生成；当pH=2.72时时ZnS沉淀完全。沉淀完全。2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应18二、同离子效应对沉淀反应的影响二、同离子效应对沉淀反应的影响BaSOBaSO4 4=SO=SO4 42-2-+Ba+Ba2+2+三、沉淀剂的用量三、沉淀剂的用量2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应192022-12-22第八章 沉淀-溶解反应202022-12-22第八章 沉淀-溶解反应21一、一、沉淀的溶解沉淀的溶解

14、例例8-68-6：今有今有Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀沉淀0.1 mol 0.1 mol，问需要，问需要1L1L多大浓度的铵盐才多大浓度的铵盐才能使之溶解？能使之溶解？KKspsp(Mg(OH)(Mg(OH)2 2)=1.8)=1.8 1010-11-11 解：解：)(2)(2)()(2)()(23242lOHaqNHaqMgaqNHsOHMg )()()(42322 NHcNHcMgcK)()()()()(2422322 OHcNHcOHcNHcMgc232)()(NHKOHMgKbsp 22511106.5)108.1(108.1 2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应22 KN

15、HcMgcNHc)()()(3224 122427.0106.5)2.0(1.0)(LmolNHc由于溶解由于溶解0.1 mol Mg(OH)0.1 mol Mg(OH)2 2需要用去需要用去0.2 mol NH0.2 mol NH4 4+，所以，所以NHNH4 4+的初始浓度应为的初始浓度应为(0.27+0.2)=0.47 mol(0.27+0.2)=0.47 molL L-1-12022-12-22第八章 沉淀-溶解反应23二、沉淀的转化二、沉淀的转化例例8-7：在在1L Na2CO3溶液中溶解溶液中溶解0.01 molL-1的的CaSO4，问问Na2CO3的最初浓度应为多少？的最初浓度应

16、为多少？已知已知Ksp(CaSO4)=9.1 10-6，Ksp(CaCO3)=2.8 10-9。解：解：沉淀转化平衡为沉淀转化平衡为CaSO4（s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq)反应达到平衡时反应达到平衡时)()()()()()()()(342232242324CaCOKCaSOKCacCOcCacSOcCOcSOcKspsp 2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应24396103.3108.2101.9 根据题意，平衡时，根据题意，平衡时，c(SO42-)=0.01 molL-1 1632423103.3103.301.0)()(LmolKSOcCOc 因此因

17、此Na2CO3最初的浓度应为：最初的浓度应为：c(Na2CO3)=0.01+3.3 10-6=0.01 molL-1 2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应25)()()(2424aqSOaqCasCaSO CO32-平衡移动方向平衡移动方向CaCO3(s)2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应26例例8.8 在在c(Co2+)=1.0 mol/L的溶液中含有少量的溶液中含有少量Fe3+离子杂质。应如何控制离子杂质。应如何控制pH值，才能达到除去值，才能达到除去Fe3+离子离子杂质的目的？已知杂质的目的？已知KspCo(OH)2=1.0910-15，KspFe(OH)3=2.6410-

18、39。解：解：计算使计算使Fe3+定量沉淀完全时所需溶液的最低定量沉淀完全时所需溶液的最低pH值：值：KspFe(OH)3=c(Fe3+)c3(OH-)2.6410-39=1.010-6 c3(OH-)解得：解得：c(OH)=1.3810-11 mol/LpH=3.142022-12-22第八章 沉淀-溶解反应271.0910-15=1.0c2(OH)解得：解得：c(OH)=3.3010-8 mol/LKspCo(OH)2=c(Co2+)c2(OH)pH=6.5结论：控制溶液的结论：控制溶液的pH 3.146.5，既可除去，既可除去Fe3+又又不会生成不会生成Co(OH)2沉淀，达到分离沉淀，

19、达到分离Fe3+和和Co2+的目的目的。的。计算计算Co2+不能生成不能生成Co(OH)2沉淀时溶液的最高沉淀时溶液的最高pH值：值：2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应28例例8-98-9 某溶液中含有某溶液中含有MgMg2+2+离子，其浓度为离子，其浓度为0.01 mol0.01 molL L-1-1，含，含有少量有少量FeFe3+3+杂质。欲除去杂质。欲除去FeFe3+3+杂质，应如何控制溶液的杂质，应如何控制溶液的pHpH值？值？已知：已知：K Kspsp(Fe(OH)(Fe(OH)3 3)=4)=4 1010-38-38 ，K Kspsp(Mg(OH)(Mg(OH)2 2)=1

20、.8)=1.8 1010-11-11 解：解：计算计算FeFe3+3+沉淀完全时溶液的沉淀完全时溶液的pHpH值：值：)(3)()()(33aqOHaqFesOHFe 11135383331059.1101104)()()(LmolFecOHFeKOHcsp 14103.6)()(LmolOHcKHcw pH=3.2pH=3.22022-12-22第八章 沉淀-溶解反应29计算计算MgMg2+2+开始沉淀时的开始沉淀时的pHpH值：值：)(2)()()(22aqOHaqMgsOHMg )()()(222 MgcOHcOHMgKsp 1521122102.4100.1108.1)()()(LmolMgcOHMgKOHcsp 110104.2)()(LmolOHcKHcw pH=9.62pH=9.62溶液的溶液的pHpH值控制在值控制在3.2-9.623.2-9.62之间，即可除去之间，即可除去FeFe3+3+杂质，杂质，而而MgMg2+2+又不沉淀。又不沉淀。2022-12-22第八章 沉淀-溶解反应312022-12-22第八章 沉淀-溶解反应322022-12-22第八章 沉淀-溶解反应332022-12-22第八章 沉淀-溶解反应342022-12-22第八章 沉淀-溶解反应35