高中化学沉淀反应

BaSO4↓ mol/L
0.001 0.001- x
Ksp = (0.009 + x ) x = 1.1×10-10 0.009 + x ≈ 0.009 x = 1.2×10-8(mol· L-1) < 10-5 mol· L-1 SO42-已沉淀完全。
例：在50ml0.2mol· L-1MgCl2溶液中加入等体 积的0.2mol· L-1的氨水，有无Mg(OH)2↓ 生成？[ Mg(OH)2 的 Ksp = 1.8×10-10， 氨水的Kb=1. 8×10-5] 解： [Mg2+] = 0.2/2 = 0.1 (mol· L-1) [NH3.H2O] = 0.2/2 = 0.1 (mol· L-1) NH3.H2O [OH-]= NH4+ + OHKb c
3 1 × 1.33 10 mol.L
Kb = 1.80×10-5，cKb>20Kw，c/Kb>500，用最简式计算：
5 × × 0.1 1.8 10
[OH ]
Ip= [Mg2+][OH-]2 = 0.1×(1.33×10-3 )2 = 1.78×10-7 Ip > Ksp(Mg(OH)2) 有Mg(OH)2 沉淀生成。
溶度积规则
难溶电解质溶液中离子浓度系数次方的乘积 称离子积Ip Ip > Ksp 过饱和溶液，沉淀析出。 Ip = Ksp 饱和溶液，无沉淀析出，无沉淀溶解。 Ip < Ksp 不饱和溶液，沉淀溶解。
4.1.3 溶度积与溶解度的关系 1. 相互换算(教材例) (1) 由溶度积计算溶解度 (2) 由溶解度计算溶度积 2. 溶度积常数与溶解度的关系
2、某沉淀M3A2在水中的溶解度为2.00 10-5mol.L-1,
求Ksp
解：[M2+] = 3s, [A3-] = 2s
s = 2.00 10-5mol.L-1
Ksp = （3s)3 (2s)2 = 3.46 10-22
常见的难溶电解质的溶度积见附录
例: 教材
4.1.4 同离子效应对沉淀反应的影响
AgCl在纯水中的溶解度为1.33×10-5mol· L-1
① 为使离子沉淀完全，可加入过量沉淀剂 (一般过量20%~50%); ② 一般来说，当离子浓度 ＜10-5mol· L-1认为沉淀
完全。(定量分析中离子浓度 ＜10-6mol· L-1)
4.1.5 盐效应对沉淀平衡的影响
1. 盐效应 2. 盐效应, 使沉淀溶解度增大 沉淀剂不能过量太多
s
3
K sp 4
3. AD3或A3D型 (如 Fe(OH)3 、Ag3PO4) A3D(s) 3A+ (aq) + D3- (aq) 离子浓度/ mol· L-1 3s s Ksp = [A+]3 [D3-] = (3s)3s = 27s4
s4
K sp 27
例：298K时，Ag2CrO4的Ksp=2.0×10-12， 计算其溶解度s。 解:
溶解度与溶度积的相互换算
溶解度(s)：一升溶液中所溶解溶质的物 质的量。单位：mol· L-1
1. AD型 (如AgCl、AgI、CaCO3) AD (s) A+ (aq) + D–(aq) 离子浓度/ mol· L-1 s s Ksp = [A+ ] [D–] = s2
s K sp
2. AD2或A2D型 (Ag2CrO4 、 Mg(OH)2 ) AD2(s) A2+ (aq) + 2D–(aq) 离子浓度/ mol· L-1 s 2s Ksp = [A+ ] [D –] 2 = s (2s)2 = 4s3
例：在含0.05mol· L-1Pb(NO3)2和0.05mol· L-1 AgNO3混合液中，逐滴加入K2CrO4 溶 液(设体积不变)，问PbCrO4和Ag2CrO4 哪 种先沉淀?(PbCrO4的Ksp=1.8×10-14, Ag2CrO4的Ksp = 1.1×10-12)
解：生成PbCrO4时，CrO42-的最低浓度为 [Pb2+][CrO42-] > 1.8×10-14 [CrO42-] > 1.8×10-14/0.05 = 3.6 ×10-13 ( mol· L-1)
Ksp = s (s + 0. 10) ≈s · 0.10 = 1.08×10-10 s =1.1×10-9mol· L-1 < s(纯水中）=1.04×10-5 mol· L-1
练：计算298K时，AgCl在0.01mol· L-1NaCl 溶液中的溶解度。 已知 Ksp (AgCl) = 1.8×10-10. 解： AgCl（s） Ag + + Cl – 平衡浓度/mol· L-1 s s + 0.01 Ksp = s (s + 0.01) = 1.8×10-10 因为 s + 0.01 ≈0.01 s = 1.8×10-8 (mol.L-1)
9.25×10-9
1.2×10-3 6.54×10-5
练: 1、求CaF2在水中的溶解度。
（Ksp (CaF2) = 3.95 10-11 )
解：
CaF2
Ca2+ + 2Fs 2s
Ksp (CaF2) = [Ca2+] [F-]2
[Ca2+ ]. [F-] 2 = 3.95 10-11 s . (2s)2 = 3.95 10-11 s = 2.15 10-4 (mol.L-1)
只有相同类型、基本不水解的难溶强电解 质，可直接根据溶度积大小来比较溶解度的大 小。
类型 难溶电解质
AgCl AgBr
Ksp
1.77×10-10 5.35×10-13
s/(mol· L-1)
1.33×10-5 7.33×10-7
AB
AB2 A2B
AgI
MgF2 Ag2CrO4
8.52×10-17
6.5×10-9 1.12×10-12
[ H 2C2O 4 ] [Ca ] Kj + 2 [H ]
2+
[C2O ] K sp [C 2 O ] K a
2 4 2 4
Kj 称为竟争平衡常数，Ksp越大，Ka 越 小(酸越弱)，则Kj越大，沉淀越易溶解。 例: 今有ZnS和HgS两种沉淀各0.1mol，问要 用1升多少浓度的盐酸才能使它们溶解？ (ZnS的Ksp=2.5×10-22， HgS的Ksp=4.0×10-53)
练习
在10mL0.10mol· L-1MgSO4溶液中加入10mL
0.10mol· L-1NH3· H2O，若使Mg(OH)2沉淀溶解,
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
最少应加入多少摩尔NH4Cl？
[ Mg(OH)2 的 Ksp = 1.8×10-10，氨水的Kb=1. 8×10-5]
答案：0.0016mol
作业：p156
4.2.2 分步沉淀
解： ZnS + 2H+ 平衡 x
H2S + Zn2+ 0.1 0.1 mol· L-1
2+
[ H 2 S ] [ Zn Kj [ H + ]2
]
[S
2 . 5 ×10 2 19 [ S ] 1 .0 ×10
2+ 2
2
]
22

+
3 × 2 .5 10
[ H 2S] [ Zn ] 0.1 [H ] 3 3 × × 2.5 10 2.5 10 1 2(mol . L )
重点：溶度积规则及沉淀生成和溶解的
有关计算。 难点：分步沉淀的有关计算。
目 录
4.1 微溶化合物的溶解度和溶度积 4.2 沉淀的生成和溶解
4.3 沉淀反应的某些应用
4.1 微溶化合物的溶解度和溶度积
沉淀- 溶解平衡—— 一定温度下，溶解与 沉淀速率相等时，晶体和溶液中的相应离
子达到多相离子平衡，称为沉淀- 溶解平
2 . 0 10 s3 3 4 4 5 1 7.9 10 ( m ol L )
K sp
12
比较： Ksp (AgCl) > Ksp (Ag2CrO4)
S(AgCl) ？ S(Ag2CrO4)
对于同类型的难溶强电解质，标准溶度积 常数越大，溶解度也就越大。 (如：1 : 1的AgCl, AgBr, BaSO4） 但对于不同类型的难溶强电解质，不能直 接用标准溶度积常数来比较溶解度的大小，必 须通过计算进行判断 。 （如1 ：1型的AgCl与1 ：2型的Ag2CrO4）
+
0 .1 15 -1) × mol l . 5 . 0 10 ( 34 × 4.0 10
2
HgS不能溶于盐酸。
（2） 发生氧化还原反应而溶解 CuS(s) Cu2+ + S2+ HNO3 ↓ S + NO
生成Ag2CrO4 时，CrO42-的最低浓度为 [Ag+]2 [CrO42-] > 1.1×10-12 [CrO42-] > 1.1×10-12/0.052 = 4.4 ×10-10 (mol· L-1) 先产生的沉淀为PbCrO4。
4.2.3 沉淀溶解 1、沉淀溶解的条件：Ip < Ksp 2、方法： （1） 生成弱电解质 例 ： CaC2O4(s) Ca2+ + C2O42+ 2H+ H 2C 2 O 4 CaC2O4(s) + 2H+ H2C2O4 + Ca2+
在相同浓度的Cl-、Br-、I- 的溶液中逐滴 加 入 AgNO3 溶 液 ， AgI 最 先 沉 淀 ， 其 次 是 AgBr，最后是AgCl。 在不同浓度的Cl-、Br-、I- 的溶液中逐滴 加入AgNO3 溶液，沉淀次序可能不同。