无机化学-沉淀溶解平衡-习题课(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,第九章 沉淀溶解平衡习题课,化学学院 陈维林,2,本章内容小结,教材P260 例9-7,书后习题,3,本章内容小结,溶度积常数,K,sp,溶度积原理,同离子效应和盐效应,沉淀的生成和溶解,分步沉淀,沉淀的转化,4,溶度积常数,K,sp,A,a,B,b,(s),a,A,b,+,+,b,B,a,-,K,sp,=A,b,+,a,B,a,-,b,=(,as,),a,(,bs,),b,=,a,a,b,b,s,a,+,b,s:,溶解度,注意：,溶度积常数表达式中的浓度项应为相对浓度(,c,/,c,)，但为书写简便，用浓度代替相对浓度。(见教材P239页底注解),5,溶度积常数,K,sp,K,sp,大小与浓度无关，随温度变化而改变；,溶度积和溶解度,s,之间可进行相互换算，但溶解度必须用物质的量浓度(即moldm,-3,)来表示。,6,溶度积原理,Q,i,K,sp,，沉淀从溶液中析出；,Q,i,=,K,sp,，饱和溶液与沉淀物平衡；,Q,i,K,sp,；,常用方法：加入沉淀剂，应用同离子效应，控制溶液pH值。,(2),沉淀的溶解：,创造条件,使有关离子浓度减小,，造成,Q,i,10,7,(相当于,r,G,m,40 kJmol,-1,)时，酸溶反应能自发进行，而且进行得较彻底，如MnS(s)可溶于盐酸中(,K,=2.7 10,7,)。,16,酸溶平衡常数,当,K,+40 kJmol,-1,)时，酸溶反应不能自发进行，如CuS(s)不溶于盐酸中(,K,=5.5 10,-16,)，只能溶解在有氧化性的HNO,3,中。,当10,-7,K,10,7,(相当于40 kJmol,-1,r,G,m,+40 kJmol,-1,)时，需根据具体情况来判断，有时可通过提高H,+,浓度使沉淀溶解。,17,5.分步沉淀,溶液中含有几种离子，加入某沉淀剂均可生成沉淀，则,沉淀生成的先后按Q值大于,K,sp,的先后顺序分步沉淀。,一般溶液中,被沉淀离子浓度小于10,-5,molL,-1,时，认为已沉淀完全。,6.沉淀的转化,一般,由溶解度大的沉淀向溶解度小的沉淀,转化。,18,教材P244 例9-7,使0.01molZnS溶于1dm,3,盐酸中，求所需盐酸的最低浓度。,已知K,sp,(ZnS)=2.510,-22,H,2,S的,K,1,=1.110,-7,K,2,=1.310,-13,19,教材P244 例9-7 解：,解法一：分步计算。,当0.01 mol 的ZnS全部溶解于 1 dm,3,盐酸时，生成的 Zn,2+,=0.01,moldm,-3,，与Zn,2+,相平衡的S,2-,可由沉淀溶解平衡求出。,ZnS,Zn,2+,+S,2-,K,sp,(,ZnS,)=Zn,2+,S,2-,S,2,=,K,sp,(,ZnS,)/Zn,2+,=2.5,10,-22,/0.01,=2.510,-20,20,解法一：,当0.01 mol 的ZnS全部溶解时，产生的S,2-,将与盐酸中的H+结合生成H,2,S，且假设S,2-,全部生成H,2,S，则溶液中H,2,S=0.01,moldm,-3,。,根据H,2,S的解离平衡，由,S,2-,和H,2,S可求出,与之平衡的H,+,。,教材P244 例9-7 解：,H,2,S,2H,+,+S,2-,21,教材P244 例9-7 解：,解法一：,此浓度为平衡浓度，原来的盐酸中的 H,+,与0.01 mol S,2-,结合生成 H,2,S 时消耗掉 0.02 mol。故所需盐酸的起始浓度为,(0.076+0.02),moldm,-3,=0.096 moldm,-3,22,解法二：可通过ZnS溶解反应的总的反应方程式来计算。,ZnS+2H,+,H,2,S +Zn,2+,起始相对浓度,c,0,0 0,平衡相对浓度,c,0,-0.02 0.01 0.01,教材P244 例9-7 解：,23,教材P244 例9-7 解：,解法二：,24,P248 9-8,室温下测得AgCl饱和溶液中Ag,+,和Cl,-,的浓度均约为1.310,-5,moldm,-3,。试求反应,的,r,G,m,值。,书后习题,25,P248 9-8 解：,K,sp,=Ag,+,Cl,-,=1.3,10,-5,1.3,10,-5,=1.6910,-10,r,G,m,=,RT,ln,K,sp,=,8.314 Jmol,-1,K,-1,298K ln(1.69 10,-10,),=55.7 kJmol,-1,26,P248 9-9,某溶液中Ba,2+,和Sr,2+,的浓度均为 0.01moldm,-3,，向其中滴加Na,2,CrO,4,溶液。通过计算说明，当SrCrO,4,开始生成时，Ba,2+,是否已经被沉淀完全。已知BaCrO,4,的K,sp,=1.210,-10,SrCrO,4,的K,sp,=2.210,-5,。,27,P248 9-9 解：,SrCrO,4,Sr,2+,+CrO,4,2-,K,sp,(,SrCrO,4,)=Sr,2+,CrO,4,2-,CrO,4,2,=,K,sp,(,SrCrO,4,)/Sr,2+,=2.2,10,-5,/0.010,=2.210,-3,即：当,CrO,4,2,=,2.210,-3,moldm,-3,时，开始生成SrCrO,4,沉淀。,28,BaCrO,4,Ba,2+,+CrO,4,2-,K,sp,(,BaCrO,4,)=Ba,2+,CrO,4,2-,Ba,2+,=,K,sp,(,BaCrO,4,)/,CrO,4,2,=1.2,10,-10,/2.210,-3,=5.510,-8,所以，当,SrCrO,4,开始生成时，,Ba,2+,=,5.510,-8,moldm,-3,1.010,-5,moldm,-3,，,Ba,2+,已经被沉淀完全。,P248 9-9 解：,29,P248 9-10,Ba,2+,和Sr,2+,的混合溶液中，二者的浓度均为0.10moldm,-3,，将极稀的Na,2,SO,4,溶液滴加到混合溶液中。已知BaSO,4,的K,sp,=1.110,-10,，SrSO,4,的K,sp,=3.410,-7,。试求,（1）当Ba,2+,已有99%沉淀为BaSO,4,时的Sr,2+,.,（2）当Ba,2+,已有99.99%沉淀为BaSO,4,时，Sr,2+,已经转化为SrSO,4,的百分数。,30,P248 9-10 解：,浓度为0.10 mol,dm,-3,的Ba,2+,，已沉淀99，这时体系中,Ba,2+,=0.10,(1-99%)=1.010,-3,mol,dm,-3,BaSO,4,Ba,2+,+SO,4,2-,K,sp,=,Ba,2+,SO,4,2-,31,Q(SrSO,4,)=,Sr,2+,SO,4,2-,=0.10,1.1 10,-7,=1.1 10,-8,由于,Q(SrSO,4,)3.0,10,-3,Cl,，即,Br,大于,Cl,的3.0,10,-3,倍。,44,P248 9-16,将足量ZnS置于1dm,3,盐酸中，收集到0.10mol H,2,S气体。试求溶液中H,+,和Cl,-,。,已知ZnS的,K,sp,=2.5,10,-22,，H,2,S的,K,a,=1.3,10,-20,45,P248 9-16,解：ZnS +2H,+,Zn,2+,+H,2,S,依题意收集到0.10mol,H,2,S气体，这说明四个问题：,溶液已饱和，其中,H,2,S=0.10,mol,dm,-3,；,逸出的和存在于饱和溶液中的,H,2,S共,0.20 mol,；,生成0.20 mol,H,2,S，同时有,0.20 mol Zn,2+,存在于溶液中，即,Zn,2+,=,0.20,mol,dm,-3,；,生成0.20 mol,H,2,S，同时将有,0.40 mol Cl,-,存在于溶液中，即,此部分Cl,-,=0.40 mol,dm,-3,。,46,溶液中 H,+,=1.02 mol,dm,-3,，同时也将因此有1.02 mol,dm,-3,的Cl,-,存在于溶液中，故溶液中,Cl,-,=(1.02+0.40)mol,dm,-3,=1.42 mol,dm,-3,47,习题册习题,P106 8.5 下列化合物中，在氨水中溶解度最小的是,(A)Ag,3,PO,4,;(B)AgCl;(C)AgBr;(D)AgI。,已知：,K,sp,(AgCl)=1.77,10,-10,;,K,sp,(AgBr)=5.35,10,-13,;,K,sp,(AgI)=8.52,10,-17,;,K,sp,(Ag,3,PO,4,)=8.89,10,-17,.,答案为(D)AgI。,48,解题分析：,含银沉淀一般可与氨水发生配位反应，生成 Ag(NH,3,),2,+,配离子，方程式如下：,AgX +2NH,3,H,2,O,Ag(NH,3,),2,+,+X,+2H,2,O,所以，,含银沉淀在氨水中的溶解度将大于其在水中的溶解度。,而它们在水中的溶解度越大，解离出的 Ag,+,就越多，则其在氨水中的溶解度越大。,因而只需通过,K,sp,计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顺序。,P106 8.5,49,P106 8.5 解：,因为 从AgCl至AgI，,K,sp,逐渐减小，其在水中的溶解度也逐渐减小，所以在氨水中溶解度最小的是AgI。,AgI在水中的溶解度,s,(AgI)=,K,sp,(AgI),1/2,=9.23,10,-9,mol,dm,-3,50,P106 8.5 解：,又因为,K,sp,(Ag,3,PO,4,)=(3,s,),3,s,=27,s,4,=8.89,10,-17,，,所以,所以仍是AgI在水中的溶解度最小，因此,答案为(D)AgI。,51,P108 8.15 下列各对离子的混合溶液中均含有0.30 mol,dm,-3,HCl，不能用H,2,S进行分离的是,(A)Cr,3+,Pb,2+,;(B)Bi,3+,Cu,2+,;,(C)Mn,2+,Cd,2+,;(D)Zn,2+,Pb,2+,.,答案为(B)Bi,3+,Cu,2+,。,52,解题分析：,不能用H,2,S进行分离，,是指两种金属离子的硫化物均可溶于0.30 mol,dm,-3,HCl，或者均不溶。,可用H,2,S进行分离，,是指两种金属离子的硫化物，一种溶于稀盐酸，另一种则不溶。,P108 8.15,53,P108 8.15 解：在稀盐酸中，,Cr,2,S,3,(黑色)，可溶；PbS(黑色)，不溶；所以二者可用H,2,S分离。,Bi,2,S,3,(棕黑色),不溶；CuS(黑色),不溶；所以二者不能用H,2,S分离。,MnS(肉红色)，可溶；CdS(黄色)，不溶；所以二者可用H,2,S分离。,ZnS(白色),可溶；PbS(黑色)，不溶；所以二者可用H,2,S分离。,所以,答案为(B)Bi,3+,Cu,2+,。,