无机化学 难容电解质的沉淀溶解平衡

2 4
2
4.8 10 2.0 10
7
4
3
9.6 10 > KSP 1.110
所以有BaSO4沉淀析出。 设生成沉淀后，溶液中[SO42-]=x BaSO4(s) 初始浓度(mol· L-1 )
10
Ba2+(aq) + SO42－(aq) 2.0×10-3 4.8×10-4
BaSO 4 (s)
溶解 沉淀
Ba 2 (aq) SO 2 4 (aq)
K a p aBa2 aSO 2
4
KspBaSO 4 [Ba ][SO ]
KsP称为溶度积常数

2
2 4
溶度积与其它平衡常数一样，只与难溶电解质
的本性和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子浓
度的变化无关。 沉淀溶解平衡的特点： 难溶盐的平衡 是一种“多相平衡”
E.大于10－2
4. CaC2O4的KSP为2.6×10-9，若使1L 0.02mol· L-1 Ca2+溶液生成沉淀，所需最低的C2O42-浓度为： A.1.0×10-9 D.5.2×10-11 B.1.3×10-7
C.2.2×10-5
E.5.2×10-10
一、沉淀的生成
条件：J > Ksp
例4：0.2mol· L-1的Pb(NO3)2和KI水溶液等体积混 合是否会产生PbI2沉淀？KspPbI2 = 7.1 × 10-9
其成为饱和溶液。用HCl调pH值，使cHCl=0.30mol· L-1
试判断能否有FeS生成。
解：反应方程式如下
+ 2+
FeS(s) + 2H (aq)
2
Fe (aq) + H 2S(aq)
[ Fe ][H2S] K 2 [H ] K sp FeS 6.3 1018 6741 7 15 Ka1Ka 2 1.3210 7.0810
B.KSP=XY
C.KSPHale Waihona Puke XY2D.KSP=X(2Y)2
E.KSP=(2X)2Y
2. 盐效应能使难溶电解质的溶解度 A. 略有增大 C.无法判断 B. 略有减小 D. 不变
3. 如果溶液中某离子沉淀完全，则此离子物质的量 浓度 A.大于10－5 D.远远小于10－5 B.大于10－3 C.小于10－3
4
m(BaSO 4 ) (4.8 10 x) 50.0 233
4.8 10 50.0 233
4
5.6g
沉淀完全
定量分析：溶液中残留离子浓度≤10-6mol· L-1 定性分析：溶液中残留离子浓度≤10-5mol· L-1 定量分析时，分析天平的精度 0.0001克
降低的作用。
例3：求25℃时 Ag2CrO4在0.010mol· L-1K2CrO4溶液
中的溶解度。已知在纯水中的s=6.5×10-5mol· L-1
解： Ag2CrO4(s)
初始浓度(mol· L-1) 平衡浓度(mol· L-1)
2
2Ag+(aq) +CrO42－(aq) 0 2x 0.010 0.010+x
12
(2x) (0.010 x) Ksp 1.110
x很小 0.010 x 0.010
6 1
x 5.2 10 mol L
2.盐效应
在难溶电解质溶液中，加入与难溶 电解质离子无关的易溶强电解质而使难溶 电解质的溶解度增大的现象叫做盐效应。 例如BaSO4在KNO3溶液中的溶解度比 在纯水中稍大，并且KNO3浓度越大，BaSO4 的溶解度也变得越大。

Ksp K
2 a
K a1 K a 2
0.0366
金属硫化物的沉淀或溶解
PbS Bi2S3 CuS
CdS
Sb2S3 SnS2 As2S3 HgS
对于常见二价金属离子生成的硫化物，具有如下
的沉淀—溶解平衡： MS M2+ + S2-
当J=[M2+][S2-] >Ksp时，金属硫化物沉淀 当J=[M2+][S2-] <Ksp时，金属硫化物溶解
第一节
溶度积和溶解度
溶解度
沉淀-溶解平衡
溶度积
溶解度
一定温度下，体系达到溶解平衡时，一定量的
溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度(S )。
溶解度的相对大小 溶解度/g <0.01 0.01~1 1~10 一般称为 难溶 微溶 可溶
>10
易溶
溶度积
在一定温度下，将难溶电解质放入水中时，
就发生溶解和沉淀两个过程。
控制[S2-] ，即可使金属硫化物沉淀或溶解
金属硫化物的溶解如下：
MS +2H+
2
M2+ + H2S
2
[M ][H2S] [S ] K [H ]2 [S2 ] [H2S] 2 2 [M ][S ] 2 2 [H ] [ S ]

K sp MS K a1 K a 2
K spMS [M ][H2S] 即 2 [H ] K a1 K a 2
温度下AgCl的溶度积。
解：已知MAgCl=143.3g· mol-1，设平衡时溶解了
的AgCl的浓度 即[Ag+] =[ Cl－] = s
1.9210 s 1.34105 m ol L1 143.3
KspAgCl = [Ag+] [Cl-] = s2 = (1.34×10-5)2 = 1.8×10-10
1.生成弱电解质使沉淀溶解
a. 生成弱酸
CaCO3(s)
Ca2+(aq) +CO32－(aq) + 2H +
H2O + CO2↑
CaCO3(s) + 2H+
H2CO
3
Ca2+ + H2O + CO2↑
CaCO3(s)+2HAc
Ca2++2Ac－+H2O + CO2
[Ca 2 ][Ac ]2 [H2CO3 ] K 2 [HAc]
23
c(Ba ) 或 c (CO ) J J > Ksp 促使
23
2
BaCO3的生成。
例2：25℃时，晴纶纤维生产的某种溶液中，
[SO42-]=6.0×10-4mol· L-1 ，若在40.0L该溶液中加入
0.010mol· L-1BaCl2溶液10.0L ，是否能生成BaSO4沉
淀？如果有沉淀生成能生成BaSO4多少克？最后溶
液中[SO42-]是多少？
解：溶液中的
6.0 10 40.0 4 1 [SO ] 4.8 10 mol L 40.0 10.0 0.010 10.0 2 [Ba ] 2.0 10 3 mol L1 40.0 10.0
2 4
4
J [SO ][Ba ]
K a1 K a 2 [M ][H2S] [H ] K spMS
2 2
2
[H ]
其中：

K a1 K a 2 [H2S][M ] K spMS
7
2
Ka1 1.3210
Ka 2 7.0810
15
H2S饱和溶液的浓度为0. 1mol· L-1
例5：25℃下,于0.010mol· L-1FeSO4溶液中通入H2S(g),使
3
思考题： 求Ca3(PO4)2的溶解度与溶度积的关系
s5
K sp 108
不同类型电解质的溶度积和溶解度的关系
·× Ö ÓÊ ½ AgCl AgBr AgI
ȶ Ü È» ý 10 1.8 10 13 5.0 10 8.3 10 17
Üâ È ½¶ È / mol L 5 1.3 10 7 7.1 10 10 9.1 10
1
Ag2CrO4 1.110 12
6.5 10
5
相同类型的难溶电解质，其KSP大的s也大 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。
Ksp (AgCl ) > Ksp (Ag 2CrO4 )
s (AgCl ) < s (Ag 2CrO4 )
沉淀溶解平衡的移动
溶度积规则
平衡浓度(mol· L-1 ) 2.0×10-3- (4.8×10-4 -x)
x
Ksp 1.110 =(1.52×10-3 +x)x
x很小， 1.5210 x 1.5210
3 3
10
x 7.3 10
2 4
8
8 1
[SO ] 7.3 10 mol L
同离子效应和盐效应 沉淀的生成
沉淀的溶解
溶度积规则
浓度积J：表示在难溶电解质溶液中，任意情况下 各离子相对浓度幂的乘积。 以Ag2CrO4为例： Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) +CrO42-(aq)
J= [Ag+]2[CrO42-]
在任何给定的溶液中，J与Ksp的大小可能有
三种情况： J > Ksp J = Ksp J < Ksp 平衡向左移动，沉淀析出； 处于平衡状态，饱和溶液； 平衡向右移动，无沉淀析出； 若原来有沉淀存在，则沉淀溶解
[Ca 2 ][Ac ]2 [H2CO3 ] [H ]2 [CO32 ] 2 2 2 [H ] [HAc] [CO3 ]
2 2 [ H 2CO3 ] [Ac ] [ H ] 2 2 2 [Ca ][CO3 ] 2 2 [ H ] [CO3 ] [HAc]
溶解度和溶度积的关系
溶解度和溶度积都能代表难溶电解质的溶解
能力，它们之间有什么关系？ AnBm(s)
平衡浓度(mol· L-1)
nAm+(aq) +mBn－(aq)
ns ms
Ksp=[Am+]n[Bn-]m=[ns]n[ms]m=nnmmsn+m
例1：25oC，AgCl的溶解度为1.92×10-3g· L-1 求同
3 4

（3）吃糖为何会出现龋齿？
（4）含氟牙膏的使用
5Ca2+ + 3PO43- + F-= Ca5(PO4)3F
氟磷酸钙的溶解度比羟基磷酸钙小，更能抵抗酸 的侵蚀，使牙齿更坚固。
注：氟过量会导致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量 较高的地区的人，不宜使用含氟牙膏
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
BaSO4(s)
Ba2+(aq) +SO42－(aq)
Ksp aBa2 aSO 2
4
ai ci
Ksp Ba2 SO 2 cBa2 cSO 2
4 4
练习题
1. 难溶电解质AB2，在水溶液中达到溶解平衡时，
[A]=Xmol· L-1，[B]=Ymol· L-1，则KSP可表达为： A.KSP=X2Y
解：两溶液等体积混合，离子浓度均减半。
即：[Pb2+] =[I－]= 0.1mol· L-1 J = [Pb2+][I-]2 = 0.1 × (0.1)2 = 1 × 10-3> KspPbI2 所以会有PbI2沉淀生成
二、沉淀的溶解
沉淀溶解的必要条件：J < Ksp 减小离子浓度的办法有下面几种： 1. 生成弱电解质使沉淀溶解 2. 氧化还原反应使沉淀溶解 3. 生成配合物使沉淀溶解
分子量按100估计，
mol = m/M 0.0001/100 =10-6
沉淀溶解平衡的应用
（1）钙、磷在骨骼牙齿中的存在形式
Ca5(PO4)3OH
羟基磷酸钙
（2）存在的沉淀溶解平衡
Ca5 ( PO4 )3 OH (s)
5Ca 3PO OH
提示:糖在酶 的作用下产生 了一种有机弱 酸
2
是强电解质固体
不同类型的难溶电解质，溶度积的表达式不同
如： PbCl2(s)
Pb2+(aq) +2Cl-(aq)
K sp = [Pb2+][Cl-]2
对于一般沉淀反应：
m
A n B m (s)

nA
(aq) mB (aq)
n m
n
Ksp [ A ] [B ]
m n
某些物质的Ksp AgCl 1.8×10-10 AgBr 5.2×10-13 AgI 8.3×10-17 Ag2CrO4 1.1×10-12 BaCO3 5.1×10-9 BaSO4 1.1×10-10 CaCO3 2.8×10-9 CaC2O4 1.46×10-10 CaC2O4· H2O 4×10-9 CaSO4 CdS CuS HgS Fe(OH)2 Fe(OH)3 Mg(OH)2 Mn(OH)2 MnS 9.1×10-6 8.0×10-27 6.3×10-36 4×10-53 8×10-16 4×10-38 1.8×10-11 2.06×10-13 2.5×10-13
溶度积原理示意图
J > Ksp
J = Ksp
J < Ksp
用J与Ksp的关系判断沉淀溶解的方向
例： BaCO3 (s)
2+ Ba (aq) CO3 (aq)
2+
2 ① 加酸 2H CO3 H 2 O CO2
c (CO ) J J < Ksp 利于BaCO3的溶解。
② 加BaCl2或Na2CO3