無機(jī)化學(xué) 沉淀溶解平衡 習(xí)題課課件

第九章沉淀溶解平衡

習(xí)題課1無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課本章內(nèi)容小結(jié)教材P260例9-7書后習(xí)題2無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課本章內(nèi)容小結(jié)溶度積常數(shù)Ksp?溶度積原理同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)沉淀的生成和溶解分步沉淀沉淀的轉(zhuǎn)化3無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課溶度積常數(shù)Ksp?

AaBb(s)

aAb++bBa-

Ksp?=[Ab+]a?[Ba-]b

=(as)a

?(bs)b=aabb?sa+bs:溶解度注意：溶度積常數(shù)表達(dá)式中的濃度項(xiàng)應(yīng)為相對(duì)濃度(c/c

)，但為書寫簡(jiǎn)便，用濃度代替相對(duì)濃度。(見教材P239頁底注解)4無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課溶度積常數(shù)Ksp?Ksp?大小與濃度無關(guān)，隨溫度變化而改變；溶度積和溶解度s之間可進(jìn)行相互換算，但溶解度必須用物質(zhì)的量濃度(即mol·dm-3)來表示。5無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課溶度積原理Qi>Ksp?，沉淀從溶液中析出；Qi=Ksp?，飽和溶液與沉淀物平衡；Qi<Ksp?，不飽和溶液，若有沉淀物則發(fā)生溶解。6無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課3.同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)同離子效應(yīng)：在難溶電解質(zhì)飽和溶液中，加入與其具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，使難溶電解質(zhì)溶解度減??；鹽效應(yīng)：在難溶電解質(zhì)飽和溶液中，加入與其不具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，使難溶電解質(zhì)溶解度增大。同離子效應(yīng)一般比鹽效應(yīng)大得多。7無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課4.沉淀的生成和溶解沉淀的生成：創(chuàng)造條件使有關(guān)離子濃度增大，造成Qi>Ksp?；常用方法：加入沉淀劑，應(yīng)用同離子效應(yīng)，控制溶液pH值。(2)沉淀的溶解：創(chuàng)造條件使有關(guān)離子濃度減小，造成Qi<Ksp?；常用方法：酸溶解，生成弱電解質(zhì)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成配合物。8無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課MS型沉淀的酸溶解計(jì)算公式MS+2H+M2++H2S9無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課可溶于稀鹽酸(0.3mol?L-1)的硫化物沉淀：FeS(黑色),CoS(黑色),NiS(黑色),ZnS(白色),MnS(肉紅色)，Al2S3(白色)，Cr2S3(黑色)注：Al2S3和Cr2S3在水中完全水解，分別生成白色的Al(OH)3和灰綠色的Cr(OH)3

金屬硫化物的酸溶性10無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課金屬硫化物的酸溶性不溶于稀鹽酸的硫化物沉淀：SnS(褐色),

Sb2S3(桔紅色),

PbS(黑色),CdS(黃色),

Bi2S3(棕黑色),As2S3(黃色),

CuS(黑色),Ag2S(黑色)，HgS(黑色)可溶于濃鹽酸不溶于濃鹽酸，可溶于硝酸；在濃鹽酸和硝酸中均不溶解，只溶于王水(V濃HCl:V濃HNO3=3:1)11無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課M(OH)n型沉淀的酸溶解計(jì)算公式M(OH)n+nH+Mn++nH2O12無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課酸溶平衡常數(shù)用酸溶解難溶電解質(zhì)的反應(yīng)統(tǒng)稱酸溶反應(yīng)。難溶弱酸鹽和難溶的金屬氫氧化物都有可能溶解在強(qiáng)弱不同的酸中，而決定酸溶反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的重要因素是反應(yīng)的平衡常數(shù)，稱為酸溶平衡常數(shù)。13無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課酸溶平衡常數(shù)決定酸溶反應(yīng)能否發(fā)生的因素還有反應(yīng)速率和沉淀物的結(jié)構(gòu)。反應(yīng)速率很慢的酸溶反應(yīng)實(shí)際上難以實(shí)現(xiàn)；某些加熱過的金屬氫氧化物(如Al(OH)3

-Al2O3)難溶于任何酸。14無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課酸溶平衡常數(shù)根據(jù)酸溶平衡常數(shù)K

判斷酸溶反應(yīng)能否發(fā)生的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：當(dāng)K

>107(相當(dāng)于rGm

<40kJmol-1)時(shí)，酸溶反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，而且進(jìn)行得較徹底，如MnS(s)可溶于鹽酸中(K

=2.7107)。15無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課酸溶平衡常數(shù)當(dāng)K

<<10-7(相當(dāng)于rGm

>>+40kJmol-1)時(shí)，酸溶反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，如CuS(s)不溶于鹽酸中(K

=5.510-16)，只能溶解在有氧化性的HNO3中。當(dāng)10-7<K

<107(相當(dāng)于40kJmol-1<rGm

<+40kJmol-1)時(shí)，需根據(jù)具體情況來判斷，有時(shí)可通過提高H+濃度使沉淀溶解。16無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課5.分步沉淀溶液中含有幾種離子，加入某沉淀劑均可生成沉淀，則沉淀生成的先后按Q值大于Ksp?的先后順序分步沉淀。一般溶液中被沉淀離子濃度小于10-5mol·L-1時(shí)，認(rèn)為已沉淀完全。6.沉淀的轉(zhuǎn)化一般由溶解度大的沉淀向溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化。17無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課教材P244例9-7使0.01molZnS溶于1dm3鹽酸中，求所需鹽酸的最低濃度。已知Kspθ(ZnS)=2.5×10-22,H2S的K1=1.1×10-7,K2=1.3×10-1318無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課教材P244例9-7解：解法一：分步計(jì)算。當(dāng)0.01mol的ZnS全部溶解于1dm3鹽酸時(shí)，生成的[Zn2+]=0.01mol?dm-3，與Zn2+相平衡的[S2-]可由沉淀溶解平衡求出。ZnS

Zn2++S2-

Ksp?(ZnS)=[Zn2+][S2-][S2

]=Ksp?(ZnS)/[Zn2+]=2.510-22/0.01=2.510-2019無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課解法一：當(dāng)0.01mol的ZnS全部溶解時(shí)，產(chǎn)生的S2-將與鹽酸中的H+結(jié)合生成H2S，且假設(shè)S2-全部生成H2S，則溶液中[H2S]=0.01mol?dm-3。根據(jù)H2S的解離平衡，由[S2-]和[H2S]可求出與之平衡的[H+]。

教材P244例9-7解：H2S

2H++S2-20無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課教材P244例9-7解：解法一：此濃度為平衡濃度，原來的鹽酸中的H+與0.01molS2-結(jié)合生成H2S時(shí)消耗掉0.02mol。故所需鹽酸的起始濃度為(0.076+0.02)mol?dm-3=0.096mol?dm-321無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課解法二：可通過ZnS溶解反應(yīng)的總的反應(yīng)方程式來計(jì)算。ZnS+2H+H2S+Zn2+起始相對(duì)濃度c000平衡相對(duì)濃度c0-0.020.010.01教材P244例9-7解：22無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課教材P244例9-7解：解法二：23無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課P2489-8室溫下測(cè)得AgCl飽和溶液中[Ag+]和[Cl-]的濃度均約為1.3×10-5mol·dm-3。試求反應(yīng)的

rGm?值。書后習(xí)題24無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課P2489-8解：Ksp?=[Ag+][Cl-]=1.310-5

1.310-5=1.6910-10

rGm?=

RTlnKsp?

=8.314J?mol-1?K-1298Kln(1.6910-10)=55.7kJ?mol-125無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課P2489-9某溶液中Ba2+和Sr2+的濃度均為0.01mol·dm-3，向其中滴加Na2CrO4溶液。通過計(jì)算說明，當(dāng)SrCrO4開始生成時(shí)，Ba2+是否已經(jīng)被沉淀完全。已知BaCrO4的Kspθ=1.2×10-10,SrCrO4的Kspθ=2.2×10-5。26無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課P2489-9解：SrCrO4

Sr2++CrO42-

Ksp?(SrCrO4)=[Sr2+][CrO42-][CrO42

]=Ksp?(SrCrO4)/[Sr2+]=2.210-5/0.010=2.210-3即：當(dāng)[CrO42

]=2.210-3mol?dm-3時(shí)，開始生成SrCrO4沉淀。27無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課BaCrO4

Ba2++CrO42-

Ksp?(BaCrO4)=[Ba2+][CrO42-][Ba2+]=Ksp?(BaCrO4)/[CrO42

]=1.210-10/2.210-3

=5.510-8

所以，當(dāng)SrCrO4開始生成時(shí)，[Ba2+]=5.510-8mol?dm-3<1.010-5mol?dm-3，Ba2+已經(jīng)被沉淀完全。

P2489-9解：28無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課P2489-10Ba2+和Sr2+的混合溶液中，二者的濃度均為0.10mol·dm-3，將極稀的Na2SO4溶液滴加到混合溶液中。已知BaSO4的Kspθ=1.1×10-10，SrSO4的Kspθ=3.4×10-7。試求（1）當(dāng)Ba2+已有99%沉淀為BaSO4時(shí)的[Sr2+].（2）當(dāng)Ba2+已有99.99%沉淀為BaSO4時(shí)，Sr2+已經(jīng)轉(zhuǎn)化為SrSO4的百分?jǐn)?shù)。29無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課P2489-10解：濃度為0.10mol·dm-3的Ba2+，已沉淀99％，這時(shí)體系中[Ba2+]=0.10(1-99%)=1.010-3

mol·dm-3BaSO4

Ba2++SO42-

Ksp?=[Ba2+][SO42-]30無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課Q(SrSO4)=

[Sr2+][SO42-]=0.101.110-7=1.110-8

由于Q(SrSO4)<Ksp?(SrSO4)。故此時(shí)尚未生成SrSO4沉淀，因而[Sr2+]仍為起始濃度0.10mol·dm-3。

P2489-10解：31無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課(2)濃度為0.10mol·dm-3的Ba2+，已沉淀99.99％，這時(shí)體系中[Ba2+]=0.10(199.99%)=1.010-5

mol·dm-3BaSO4Ba2++SO42-

Ksp?(BaSO4)=[Ba2+][SO42-]P2489-10解：32無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課Ksp?(SrSO4)=[Sr2+][SO42-]Sr2+已經(jīng)轉(zhuǎn)化成SrSO4的百分?jǐn)?shù)為69％。P2489-10解：33無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課P2489-12已知AgCl的Ksp?=1.8×10-10，試求AgCl飽和溶液中[Ag+]，若加入鹽酸，使溶液的pH值=3.0，再求溶液中的[Ag+]。34無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課P2489-12解：Ksp?=[Ag+][Cl-]=1.810-10

在AgCl飽和溶液中[Ag+]=[Cl-],故[Ag+]=1.310-5mol?dm-3加入鹽酸，體系pH=3.0，則[HCl]=1.010-3mol?dm-3所以[Cl-]=1.010-3mol?dm-335無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課P2489-13向0.50mol·dm-3的FeCl2溶液通H2S氣體至飽和，若控制不析出FeS沉淀，試求溶液pH的范圍。已知FeS的Ksp?=6.3×10-18，H2S的Ka?=1.3×10-2036無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課解法2

Fe2++H2SFeS+2H+平衡相對(duì)濃度0.500.10[H+]

P2489-13解：pH應(yīng)小于1.9937無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課P2489-14在1.0mol·dm-3CuCl2溶液中含有10.0mol·dm-3HCl，通入H2S至飽和。試求已達(dá)到平衡時(shí)，溶液中的[H+]和[Cu2+]38無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課P2489-14解：

反應(yīng)過程中涉及兩個(gè)平衡H2S

2H++S2-

CuS

Cu2++S2-兩式相減即得

Cu2++H2S

CuS+2H+

39無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課1.0mol·dm-3的Cu2+完全與H2S反應(yīng)后，將生成2mol·dm-3的H+，故體系中[H+]=(10.0+2.0)mol·dm-3=12mol·dm-3。依題設(shè)H2S飽和，故[H2S]=0.1mol·dm-3。即[Cu2+]=7.010-13

mol·dm-3。40無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課P2489-15采用加入KBr溶液的方法，將AgCl沉淀轉(zhuǎn)化為AgBr。試求Br-的濃度必須保持大于Cl-的濃度的多少倍？已知AgCl的Ksp?=1.8×10-10，AgBr的Ksp?=5.4×10-1341無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課P2489-15解：沉淀的轉(zhuǎn)化過程涉及兩個(gè)沉淀－溶解平衡：兩式相減即得AgCl轉(zhuǎn)化為AgBr的反應(yīng)式：42無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課故必須保持[Br

]>3.010-3[Cl

]，即

[Br

]大于[Cl

]的3.010-3倍。43無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課P2489-16將足量ZnS置于1dm3鹽酸中，收集到0.10molH2S氣體。試求溶液中[H+]和[Cl-]。已知ZnS的Ksp?=2.5×10-22，H2S的Ka?=1.3×10-2044無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課P2489-16解：ZnS+2H+Zn2++H2S依題意收集到0.10molH2S氣體，這說明四個(gè)問題：

溶液已飽和，其中[H2S]=0.10mol·dm-3；

逸出的和存在于飽和溶液中的H2S共0.20mol；

生成0.20molH2S，同時(shí)有0.20molZn2+

存在于溶液中，即[Zn2+]=0.20mol·dm-3

；

生成0.20molH2S，同時(shí)將有0.40molCl-

存在于溶液中，即此部分[Cl-]=0.40mol·dm-3。45無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課溶液中[H+]=1.02mol·dm-3，同時(shí)也將因此有1.02mol·dm-3

的Cl-存在于溶液中，故溶液中[Cl-]=(1.02+0.40)mol·dm-3

=1.42mol·dm-346無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課習(xí)題冊(cè)習(xí)題P1068.5下列化合物中，在氨水中溶解度最小的是(A)Ag3PO4;(B)AgCl;(C)AgBr;(D)AgI。已知：Ksp?(AgCl)=1.7710-10;Ksp?(AgBr)=5.3510-13;Ksp?(AgI)=8.5210-17;Ksp?(Ag3PO4)=8.8910-17.答案為(D)AgI。47無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課解題分析：含銀沉淀一般可與氨水發(fā)生配位反應(yīng)，生成Ag(NH3)2+配離子，方程式如下：AgX+2NH3?H2O

Ag(NH3)2++X

+2H2O所以，含銀沉淀在氨水中的溶解度將大于其在水中的溶解度。而它們?cè)谒械娜芙舛仍酱?，解離出的Ag+就越多，則其在氨水中的溶解度越大。因而只需通過Ksp?計(jì)算出各沉淀在水中的溶解度，即可得知其在氨水中的溶解度順序。P1068.548無機(jī)化學(xué)沉淀溶解平衡習(xí)題課P1068.5解：因?yàn)閺腁g