知識點(diǎn)：沉淀溶解平衡相關(guān)計(jì)算課件

1、承擔(dān)院校 寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院知識點(diǎn)3：沉淀溶解平衡相關(guān)計(jì)算-氯含量的測定沉淀的溶解及計(jì)算 生成弱電解質(zhì)使沉淀溶解 通過氧化還原反應(yīng)使沉淀溶解 生成配合物使沉淀溶解 1. 生成弱電解質(zhì)使沉淀溶解 例：在含有固體CaCO3的飽和溶液中加入鹽酸后，體系中存在著下列平衡的移動(dòng)。CaCO3(s) Ca2+ + CO32- + HCl Cl- + H+ HCO3- + H+ = H2CO3 CO2+ H2O例如ZnS的酸溶解： ZnS（s） Zn2+ + S2- + HCl Cl- + H+ HS- + H+ = H2S 在飽和 H2S溶液中（H2S的濃度為0.1molL-1）S2-和H+濃度的關(guān)系是： c

2、2(H+)c(S2-)= Ka,1 Ka,2 c(H2S) =1.1 10-7 1.25 10-13 0.1=1.4 10-21例1 要使0.1molFeS完全溶于1L鹽酸中,求所需鹽 酸的最低濃度。 解：當(dāng)0.1molFeS完全溶于1L鹽酸時(shí), c(Fe2+) = 0.1molL-1, c(H2S) = 0.1molL-1 KSP (FeS)=c(Fe2+)c(S2-) 根據(jù) 生成H2S時(shí)消耗掉0.2mol鹽酸,故所需的鹽酸的最初濃度為0.03+0.2=0.23molL-1。 難溶的金屬氫氧化物，如Mg(OH)2、Mn(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等都能溶于酸： M(OH)n +

3、 nH+ Mn+ + nH2O 室溫時(shí)，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），所以反應(yīng)平衡常數(shù)都大于1, 表明金屬氫氧化物一般都能溶于強(qiáng)酸。 2. 通過氧化還原反應(yīng)使沉淀溶解 如CuS(KSP為1.2710-36)溶于硝酸。 CuS(s) Cu2+ + S2- + HNO3 S + NO + H2OHgS (KSP為6.4410-53)需用王水來溶解。3HgS + 2HNO3 + 12HCl 3H2HgCl4 + 3S + 2NO + 4H2O 3. 生成配合物使沉

4、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 ，則固體AgCl開始溶解。 難溶鹵化物還可以與過量的鹵素離子形成配離子而溶解。 AgI + I- AgI2- PbI2 + 2I- PbI42- HgI2 + 2I- HgI42- CuI + I- CuI2- 分步沉淀和沉淀轉(zhuǎn)化 1. 分步沉淀 溶液中同時(shí)存在著幾種離子。當(dāng)加入某種沉淀劑時(shí)，沉淀是按照一定的先后次序進(jìn)行，這種先后沉淀的現(xiàn)象，稱為分步沉淀。 例:在濃度均為0.010molL-1的I-和Cl-溶液中，逐滴加入AgNO3試劑，開始只生成黃色的 Ag

5、I沉淀, 加入到一定量的AgNO3時(shí)，才出現(xiàn)白色的AgCl沉淀。 開始生成AgI和 AgCl沉淀時(shí)所需要的Ag+離子濃度分別是：計(jì)算結(jié)果表明，沉淀I- 所需Ag+濃度比沉淀Cl- 所需Ag+濃度小得多，所以AgI先沉 淀。 當(dāng) Ag+濃度剛超過1.810-8mol L-1時(shí)、AgC1開始沉淀，此時(shí)溶液中存在的I-濃度為 可以認(rèn)為，當(dāng) AgCl開始沉淀時(shí)，I- 已經(jīng)沉淀完全。如果我們能適當(dāng)?shù)乜刂品磻?yīng)條件，就可使Cl- 和 I- 分離。 例2 在1.0mol L-1Co2+溶液中，含有少量Fe3+雜質(zhì)。問應(yīng)如何控制pH值，才能達(dá)到除去Fe3+雜質(zhì)的目的? KSP Co(OH)2=1.09l 0-1

6、5，KSPFe(OH)3=2.6410-39 解：使Fe3+定量沉淀完全時(shí)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 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沉淀的條件是 c(Co2+)c2(OH-) KSPCo(OH)2 mol L-1 pH = 14 - (-log3.3010-8)6.50 控制溶液的pH值，就可以使不同

7、的金屬硫化物在適當(dāng)?shù)臈l件下分步沉淀出來。 例3 某溶液中Zn2+和Mn2+的濃度都為0.10molL-1,向溶液中通入H2S氣體,使溶液中的H2S始終處于飽和狀態(tài),溶液pH應(yīng)控制在什么范圍可以使這兩種離子完全分離? 解: 根據(jù)KSP (ZnS)=2.9310-25, KSP(MnS)=4.6510-14可知, ZnS比較容易生成沉淀。 先計(jì)算Zn2+沉淀完全時(shí)，即c (Zn2)1.010-6 molL-1時(shí)的c(S2-)和 c(H+)。pH=1.16然后計(jì)算Mn2+開始沉淀時(shí)的pH pH=4.26因此只要將pH控制在1.16-4.26之間，就能使ZnS沉淀完全，而Mn2+沉淀又沒有產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)Zn2+ 和Mn2+的分離。 2沉淀的轉(zhuǎn)化 一種沉淀可以向更難溶的沉淀轉(zhuǎn)化，如 PbCl2+2I- = PbI2+2Cl- 白 黃Ksp(PbCl2)=1.610-5 Ksp (PbI2)=1.3910-8 鍋爐中的鍋垢主要成分為CaSO4 , CaSO4不溶于酸，難以除去。若用Na2CO3溶液處理，可轉(zhuǎn)化為疏松的、溶于酸的CaCO3，便于清除鍋垢。例4 1L 0.1molL-1的Na2CO3可使多少克CaSO4轉(zhuǎn)化成CaCO3? 解: 設(shè)平衡時(shí)c(SO42-)= x 沉淀的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為： CaSO4(s)