普通化學(xué)第八章沉淀溶解反應(yīng)

1、普通化學(xué)第八章沉淀溶解反應(yīng)2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)1第1頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)2第八章 沉淀-溶解平衡教學(xué)目標(biāo)溶度積原理1.掌握溶度積概念，能熟練進(jìn)行有關(guān)簡(jiǎn)單計(jì)算。2.掌握溶度積原理。第2頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)3沉淀-溶解平衡的移動(dòng) 1.掌握同離子效應(yīng)對(duì)沉淀-溶解平衡的影響。2.掌握介質(zhì)酸度對(duì)沉淀-溶解平衡的影響，熟練判斷常見(jiàn)金屬氫氧化物、硫化物的沉淀?xiàng)l件及金屬離子分離條件。分步沉淀作用掌握分步沉淀原理及其簡(jiǎn)單應(yīng)用。第3頁(yè)，共3

2、6頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)4第一節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶度積一、沉淀溶解平衡和溶度積常數(shù)二、溶度積和溶解度的相互換算三、溶度積規(guī)則第4頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)5第一節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶度積一、沉淀溶解平衡和溶度積常數(shù)AgCl(s)溶解沉淀沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)：溶度積常數(shù)Ag+(aq) + Cl-(aq)第5頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)6難溶電解質(zhì)：第6頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47

3、分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)7二、 溶度積和溶解度的相互換算溶解度：一定溫度下，1L難溶電解質(zhì)的飽和溶液中難溶電解質(zhì)溶解的物質(zhì)的量。例8-1：已知298K時(shí)，BaF2在純水中的溶解度為6.310-3 molL -1，此溶液中F-濃度有多大？ BaF2的溶度積為多少？解：離子平衡濃度/molL-16.310-32 6.310-3=(6.310-3) (2 6.310-3)2 =1.0 10-6第7頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)8化學(xué)式 Ksp s/(mol.L-1 ) 類型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頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)9例8-2：已知298K時(shí)，計(jì)算298K時(shí)AgCl的溶度積。解：= 77.11 -131.25 - (-109.8)= 55.66 molL -1第9頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)10三、 溶度積規(guī)則當(dāng)Q Ksp時(shí)，為過(guò)飽和溶液，有沉淀析出，直至飽和。當(dāng)Q Ksp時(shí)，為不飽和溶液，無(wú)沉淀析

5、出，若體系中尚有沉淀存在，沉淀將被溶解，直至飽和。當(dāng)Q = Ksp時(shí)，為飽和溶液，達(dá)到平衡狀態(tài)。第10頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)11第二節(jié) 沉淀的生成一、沉淀生成的條件二、同離子效應(yīng)對(duì)沉淀反應(yīng)的影響三、沉淀劑的用量第11頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)12第二節(jié) 沉淀的生成一、沉淀生成的條件例8-3： 等體積混合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：溶液等體積混合后，濃度變?yōu)樵瓉?lái)的二分之一。第12頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)13有BaSO4沉淀生成。第13頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)14BaSO4 = SO42- + Ba2+ 初始濃度/ molL-1平衡濃度/ 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、一般認(rèn)為，溶液中殘留的離子濃度小于110-5 molL-1時(shí)即認(rèn)為沉淀完全。BaSO4沉淀析出后，達(dá)到新的平衡時(shí)，溶液中剩余的c( SO42-）為：第14頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)15解：離子平衡濃度/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頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)16例8-5 在0.1

8、 molL-1 ZnCl2溶液中通入H2S氣體至飽和。如果加入鹽酸以控制溶液的pH，試計(jì)算開(kāi)始析出ZnS沉淀和Zn2+沉淀完全時(shí)溶液的pH值。已知： Ksp(ZnS)= 2.510-22，298K時(shí)，K1(H2S)= 1.3210-7 ， K2(H2S)= 7.110-15 。第16頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)17解： 求開(kāi)始生成ZnS沉淀時(shí)S2-的濃度及溶液的pH值。ZnS(s) = Zn2+(aq) + S2-(aq)當(dāng) Q Ksp時(shí)，析出ZnS沉淀。又因：解得： c (H+) = 0.19 molL-1 pH = 0.

9、72第17頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)18解得： c (H+) = 1.9 10 -3 molL-1pH = 2.72即當(dāng)pH=0.72時(shí)，開(kāi)始有ZnS生成；當(dāng)pH=2.72時(shí)ZnS沉淀完全。第18頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)19二、同離子效應(yīng)對(duì)沉淀反應(yīng)的影響B(tài)aSO4 = SO42- + Ba2+ 三、沉淀劑的用量欲使溶液中某一離子沉淀完全，可加入適當(dāng)?shù)某恋韯?，一般?lái)說(shuō)，加入過(guò)量20-25%為宜。第19頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，

10、星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)20第三節(jié) 分步沉淀當(dāng)溶液中同時(shí)存在幾種離子時(shí)，離子積首先超過(guò)溶度積的難溶電解質(zhì)將先析出沉淀。第20頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)21第四節(jié) 沉淀的溶解一、沉淀的溶解1 通過(guò)生成弱電解質(zhì)使沉淀溶解2 通過(guò)氧化還原反應(yīng)使沉淀溶解3 通過(guò)配位反應(yīng)使沉淀溶解二、沉淀的轉(zhuǎn)化第21頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)22一、 沉淀的溶解例8-6：今有Mg(OH)2沉淀0.1 mol ，問(wèn)需要1L多大濃度的銨鹽才能使之溶解？Ksp(

11、Mg(OH)2)= 1.810-11解：第22頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)23由于溶解0.1 mol Mg(OH)2需要用去0.2 mol NH4+，所以NH4+的初始濃度應(yīng)為(0.27+0.2)=0.47 molL-1第23頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)24二、沉淀的轉(zhuǎn)化例8-7：在1L Na2CO3溶液中溶解0.01 molL-1的CaSO4，問(wèn)Na2CO3的最初濃度應(yīng)為多少？已知Ksp(CaSO4)=9.110-6， Ksp(CaCO3)=2.810-

12、9。解：沉淀轉(zhuǎn)化平衡為CaSO4（s) + CO32-(aq) = CaCO3(s) +SO42- (aq)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)第24頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)25根據(jù)題意，平衡時(shí)，c (SO42- ) = 0.01 molL-1 因此Na2CO3最初的濃度應(yīng)為：c(Na2CO3) = 0.01 + 3.310-6 = 0.01 molL-1 第25頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)26CO32-平衡移動(dòng)方向CaCO3 (s)第26頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20

13、日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)27例8.8 在c(Co2+)=1.0 mol/L的溶液中含有少量Fe3+離子雜質(zhì)。應(yīng)如何控制pH值，才能達(dá)到除去Fe3+離子雜質(zhì)的目的？已知KspCo(OH)2=1.0910-15，KspFe(OH)3=2.6410-39 。解：計(jì)算使Fe3+定量沉淀完全時(shí)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頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章

14、沉淀-溶解反應(yīng)281.0910-15=1.0c2(OH)解得：c(OH)=3.3010-8 mol/LKspCo(OH)2=c(Co2+) c2(OH)pH=6.5結(jié)論：控制溶液的pH 3.146.5，既可除去Fe3+又不會(huì)生成Co(OH)2沉淀，達(dá)到分離Fe3+和Co2+的目的。計(jì)算Co2+不能生成Co(OH)2沉淀時(shí)溶液的最高pH值：第28頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)29例8-9 某溶液中含有Mg2+離子，其濃度為0.01 molL-1，含有少量Fe3+雜質(zhì)。欲除去Fe3+雜質(zhì)，應(yīng)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：計(jì)算Fe3+沉淀完全時(shí)溶液的pH值：pH = 3.2第29頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)30計(jì)算Mg2+開(kāi)始沉淀時(shí)的pH值：pH = 9.62溶液的pH值控制在3.2 - 9.62之間，即可除去Fe3+雜質(zhì)，而Mg2+又不沉淀。第30頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三第31頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9/19第八章 沉淀-溶解反應(yīng)32第32頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)47分，星期三2022/9