高中化学竞赛辅导课件-第六章-沉淀-溶解平衡

第六章沉淀—溶解平衡§6.3两种沉淀之间的平衡§6.2沉淀的生成与溶解§6.1溶解度和溶度积§6.1溶解度和溶度积6.1.3溶解度和溶度积的关系6.1.2溶度积6.1.1溶解度在一定温度下，达到溶解平衡时，一定量的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度通常以符号S表示。对水溶液来说，通常以饱和溶液中每100g水所含溶质质量来表示，即以：g/100g水表示。6.1.1溶解度在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。6.1.2溶度积在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立了一种动态的多相离子平衡，可表示如下：一般沉淀反应：—溶度积常数，简称溶度积。Ksp(aq)mB(aq)nA(s)BAnmmn-++mnnmmn)}(B{)}(A{)B(A-+=ccKsp)}(SO)}{(Ba{)BaSO(2424-+=cc可简写为：Ksp])/(SO][)/(Ba[)BaSO(2424-+=ccccKsp溶解)(aqSO(aq)Ba(s)BaSO2424-++沉淀6.1.3溶解度和溶度积的关系1L平衡浓度/mol-nSmS溶度积和溶解度的相互换算在有关溶度积的计算中，离子浓度必须是物质的量浓度，其单位为mol·L－1，而溶解度的单位往往是g/100g水。因此，计算时有时要先将难溶电解质的溶解度S的单位换算为mol·L－1。nm-++(aq)mB(aq)nA(s)BAmnmn)m()n(SS=KspABS=型Ksp例：25oC，AgCl的溶解度为1.92×10-3g·L-1，求同温度下AgCl的溶度积。)L/(mol1-SS平衡浓度3.143Mr(AgCl)=解：已知1313Lmol1034.1Lmol3.1431092.1----×=×=S)aq(Cl(aq)AgAgCl(s)-++1021080.1)}Cl()}{Ag({)AgCl(--+×===SccKsp2)L/(mol1xx-平衡浓度42331.7)CrOMr(Ag=1215Lg102.2Lg331.7105.6----×=××=S5312105.6,4101.1--×==×xx例：25oC，已知(Ag2CrO4)=1.1×10-12，求同温下S(Ag2CrO4)/g·L-1。Ksp)aq(CrO(aq)2Ag(s)CrOAg4422-++24242)}CrO({)}Ag({)CrOAg(-+=ccKsp解：间的关系与的思考题：求243)(POCaSKsp5108S=Ksp)CrOAg()AgCl(42SS不同类型的难溶电解质不能直接用溶度积比较其溶解度的相对大小。分子式溶度积溶解度/AgBrAgIAgCl5105.6-1Lmol-10108.1-13100.5-?17103.8-?12101.1-?10101.9-?7101.7-?5103.1-?Ag2CrO4*相同类型的难溶电解质，其大的S也大。Ksp)CrOAg()AgCl(42KspKsp§6.2沉淀的生成与溶解6.2.4配合物的生成对溶解度的影响——沉淀的配位溶解6.2.3pH值对溶解度的影响——沉淀的酸溶解6.2.2同离子效应和盐效应6.2.1溶度积规则mnnm)}(B{)}A({-+=ccJ沉淀—溶解平衡的反应商判据,即溶度积规则：6.2.1溶度积规则(aq)mB(aq)nA(s)BAnmmn-++☆J平衡向左移动，沉淀析出；Ksp☆J=处于平衡状态，饱和溶液；Ksp☆J平衡向右移动，无沉淀析出；若原来有沉淀存在，则沉淀溶解。KspPbCrO4(s)例：2223COOHCO2H++-+BaCO3的生成。②加BaCl2或Na2CO3①加酸(aq)CO(aq)Ba(s)BaCO2323-++利于BaCO3的溶解。23)(COJJc-Ksp或促使23)(COJJc-+)(Ba2cKsp为6.0×10-4mol·L-1。若在40.0L该溶液中，加入0.010mol·L-1BaCl2溶液10.0L，问是否能生成BaSO4沉淀？如果有沉淀生成，问能生成BaSO4多少克？最后溶液中是多少？)(SO24-c)SO(24-c例题：25℃时，晴纶纤维生产的某种溶液中，14424oLmol108.40.500.40100.6)SO(----==c7106.9-=34100.2108.4--=)}Ba()}{SO({2o24o+-=ccJ132oLmol100.20.500.10010.0)Ba(--+==c10sp101.1-=KBaSO4sp沉淀析出。，所以有KJ3100.2-4108.4-)L/(mol1-反应前浓度103101.1)1052.1(--=+xx331052.11052.1--+xx很小，43108.4100.2---0)L/(mol1-反应后浓度x+-31052.1x)L/(mol1-平衡浓度(aq)SO(aq)Ba(s)BaSO2424-++5.6g2330.50108.44=-2330.50)108.4()(BaSO44-=-xm1824Lmol103.7)SO(---=c8103.7-=x6.2.2同离子效应和盐效应1.同离子效应在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的作用。例题：求25℃时，Ag2CrO4在0.010mol·L-1K2CrO4溶液中的溶解度。x.x+-01002)L/(mol1浓度平衡0.0100)L/(mol1-浓度初始解：(aq)CrO(aq)2Ag(s)CrOAg2442-++15Lmol106.5--=S纯水中16421Lmol102.5CrOKLmol010.0---=S中6102.5-=x010.0010.0+xx很小12sp2101.1)010.0()2(-==+KxxAgCl在KNO3溶液中的溶解度(25℃)盐效应：在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质而使难溶电解质的溶解度增大的作用。)L(mol/10溶解度AgCl)L/(mol)KNO(1513---c0.000.001000.005000.01001.2781.3251.3851.4272.盐效应①当时，增大，S(PbSO4)显著减小，同离子效应占主导；124oL0.04mol)(SO--c)(SO24-c②当时，增大，S(PbSO4)缓慢增大，盐效应占主导。124oL0.04mol)(SO--c)(SO24-cc(Na2SO4)/molL-100.0010.010.020.040.1000.200S(PbSO4)/mmolL-10.150.0240.0160.0140.0130.0160.0236.2.3pH值对溶解度的影响——沉淀的酸溶解1.难溶金属氢氧化物•溶于酸)(aqnOH(aq)M(s)M(OH)nn-++nnsp)M()OH(+-=cKcnnosp)M()OH(+-cKc开始沉淀n5sp100.1)OH(--Kc沉淀完全sp2OHOHHKJJ+-+使加酸，2.826.85pH可将pH值控制在2.82~6.85之间Fe3+沉淀完全Ni2+开始沉淀例题：在含有0.10mol·L-1Fe3+和0.10mol·L-1Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，使Ni2+仍留在溶液中，应控制pH值为多少?2.82102.8Fe(OH)393-6.85105.0Ni(OH)162-pHpHsp沉淀完全开始沉淀K解：c(Fe3+)≤10-5•溶于酸也溶于碱(aq)Al(OH)(aq)OH(s)Al(OH)43--+O(l)3H(aq)Al(aq)3H(s)Al(OH)233++++•溶于铵盐22Mn(OH)Mg(OH)例如：上。加入铵盐溶解，道理同(s)Mn(OH)21312102.110.15--××Ksp)aq(2OH)aq(Mg(s)Mg(OH)22+-+-+)aq(OHNH)aq(OH)aq(NH234+使JJKsp例题：在0.20L的0.50mol·L-1MgCl2溶液中加入等体积的0.10mol·L-1的氨水溶液，问有无Mg(OH)2沉淀生成？为了不使Mg(OH)2沉淀析出，至少应加入多少克NH4Cl(s)？(设加入NH4Cl(s)后体积不变)cL0.050mol)(NH13o=-cL0.25mol)Mg()1(12o=-+xxx0.050)Lmol/(1--平衡浓度000.050)Lmol/(1-初始浓度解：14Lmol109.5)OH(---×=c4105.9-×=x)aq(OH)aq(NH)l(OH)aq(NH423++-+532108.1)NH(050.0-×==-xxKb72422o103.2)105.9(25.0)}OH()}{Mg({---+===ccJ112108.1)Mg(OH)(×=-Ksp沉淀析出。所以有，2Mg(OH)JKspoc0.05066o6105.4105.4105.4050.0)L(mol/1c××+×-----平衡浓度g3.4g)5.5340.020.0()ClNH(4==m25.0101.5)Mg()(Mg(OH))＜OH(1222-+-×=ccKspMg(OH))2(2J＜沉淀析出，为了不使Ksp423(aq)OH(aq)NHO(l)H(aq)NH++-+14o5o6Lmol20.0)NH(108.1050.0105.4-+--==cc53.5Cl)(NHM4r=016.0)108.1(101.52512=××=--0.0500.25)Lmol/(1-y平衡浓度此题也可以用双平衡求解：g3.4g)5.5340.020.0()ClNH(Lmol20.0)NH(20.0016.0)050.0(25.041422=====-+mcyy)l(O2H)aq(2NH)aq(Mg)aq(2NH(s)Mg(OH)23242+++++[])(NH)Mg(OH)()}NH({)}NH({)}Mg({23224232==++ccc{c(OH－)}2{c(OH－)}2KKspKbPbSBi2S3CuSCdSSb2S3SnS2As2S3HgS2.金属硫化物难溶金属硫化物在酸中的沉淀-溶解平衡：难溶金属硫化物的多相离子平衡：+-+22(aq)S(aq)MMS(s)：强碱++----222(aq)OH(aq)HSO(l)H(aq)SS--++++22(aq)HS(aq)OH(aq)MO(l)HMS(s)=--+2)}HS()}{OH()}{M({cccK++++22S(aq)H(aq)M(aq)2HMS(s)=--+22222+spa)S()S()}H()}SH()}M(cc{c{c{cK或=2a22a1spspa)SH(S)H()MS(KKKK—在酸中的溶度积常数spaK例题：25℃下,于0.010mol·L-1FeSO4溶液中通入H2S(g),使其成为饱和溶液(c(H2S)=0.10mol·L-1)。用HCl调节pH值，使c(HCl)=0.30mol·L-1。试判断能否有FeS生成。011.0)30.0(10.001.0)}(H{S)}(H)}{Fe({2222cccJ=×==++S(aq)H(aq)Fe(aq)H2FeS(s)22++++解：600spaK=沉淀生成。无FeSspaKJspaK越大,硫化物越易溶。溶解方法溶不溶溶不溶不溶溶不溶不溶溶溶不溶不溶不溶溶不溶不溶不溶不溶溶稀HClHAcMnSCdSPbSCuSAg2SHgS浓HCl王水3HNOZnSFeS6.2.4配合物的生成对溶解度的影响——沉淀的配位溶解c(Cd2+)c(S2－)c(Cd2+)c(S2－))aq(SH)aq(CdCl(aq)Cl4)aq(2HCdS(s)224+++--+42224)}Cl({)}H({)}SH()}{CdCl({ccccK=-+-fspa2a22a124fsp)SH()SH()CdCl()CdS(KKK