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第八章 沉淀溶解平衡
各小节目标:
第一节:溶度积常数
1;了解溶度积常数及其表达式,溶度积与溶解度得关系。
2:学会用溶度积原理来判断沉淀就是产生、溶解还就是处于平衡状态(饱与溶液),3:大致了解盐效应与同离子效应对溶解度得影响。
第二节:沉淀生成得计算
利用溶度积原理掌握沉淀生成得有关计算。(将有沉淀生成)
第三节:沉淀得溶解与转化
1:利用溶度积原理掌握沉淀溶解与转化得计算(沉淀溶解)
2:可以判断溶液中哪种物质先沉淀。
用KSP得表达式,计算溶液中相关离子得浓度。
习题
一 选择题
1、 Ag3PO4在0、1 mol/L得Na3 PO4溶液中得溶解度为( )(《无机化学例题与习题》吉大版)(已知Ag3PO4得K0sp = 8、9×1017)
A、 7、16×105 B、5、7×106 C、 3、2×106 D、 1、7×106
2、已知Sr3(PO4)2得溶解度为1、7×106 mol/L,则该化合物得容度积常数为( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 1、0×1030 B、 1、1×1028 C、 5、0×1030 D、 1、0×1012
3、已知Zn(OH)2得容度积常数为3、0×1017,则Zn(OH)2在水中得容度积为( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 2、0×106mol/L B、 3、1×106 mol/L C、 2、0×109 mol/L D、 3、1×109 mol/L
4、已知Mg(OH)2得K0sp = 5、6×1012,则其饱与溶液得pH为( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 3、65 B3、95 C、 10、05 D、 10、35
5、下列化合物中,在氨水中溶解度最小得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 Ag3PO4 B、 AgCl C、 Ag Br D、 AgI
6、CaCO3在相同浓度得下列溶液中溶解度最大得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 NH4Ac B、 CaCl2 C、 NH4Cl D、 Na2CO3
7、难溶盐Ca3 (PO4)2在a mol/L Na3 PO4溶液中得溶解度s与容度积K0sp关系式中正确得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 K0sp =108s5 B、 K0sp =(3s)3 +(2s + a)2
C、 K0sp = s5 D、 s3 ·(s + a)2
8、下列难溶盐得饱与溶液中,Ag+浓度最大与最小得一组就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 Ag2CrO4与AgCl B、 Ag2CrO4与AgSCN
C、 AgSCN与Ag2C2O4 D、 Ag2C2O4与AgSCN
9、 AgCl与Ag2CrO4得容度积分别为1、8×1010与1、1×1012,则下面叙述中正确得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 AgCl与Ag2CrO4得容度积相等
B、 AgCl得容度积大于Ag2CrO4
C、 AgCl得容度积小于Ag2CrO4
D、 都就是难溶盐,容度积无意义
10、BaSO4得相对分子质量为233,K0sp = 1、1×1010,把1、0×103mol得BaSO4配成10dm3溶液,BaSO4未溶解得质量为( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 0、0021g B、0、021g C、0、21g D、 2、1g
11、向Mg(OH)2饱与溶液中加入MgCl2,使Mg2+浓度为0、010mol/L,则该溶液得pH为( )(已知Mg(OH)2得K0sp = 5、6×1012)(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 9、1 B、9、4 C、 8、4 D、 4、6
12、在0、10 mol/LFe2+溶液中通入H2S至饱与(0、10 mol/L),欲使Fe2+不生成FeS沉淀,溶液得pH应就是( )(已知FeS得K0sp =6、3×1018;H2S得K0a1·K0a2 = 1、4×1020) (《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 pH≥2、33 B、 pH≥3、53 C、 pH≤3、53 D、 pH≤2、33
13、混合溶液中KCl, KBr,KSCN与K2CrO4浓度均为0、010 mol/L,向溶液中滴加0、010 mol/L AgNO3溶液时,最先与最后沉淀得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 Ag2CrO4,AgCl B、 AgSCN ,AgCl
C、 AgBr,Ag2CrO4 D、 AgCl,Ag2CrO4
14、下列叙述正确得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、容度积大得难溶盐,其容度积肯定大
B、向含AgCl固体得溶液中加入少量水,溶液达到平衡后,AgCl溶解度不变
C、难溶电解质在纯水中溶解达到平衡时,其离子浓度得乘积为该物质得容度积
D、 AgCl得导电性弱,所以为弱电解质
15、下列各对离子得混合溶液中均含有0、30 mol/L HCl,不能用H2S进行分离得就是( )(已知K0sp:PbS 8、0×1028,Bi2S3 1、0×1097,CuS 8、0×1036,MnS 2、5×1013,CdS 8、0×1027,ZnS 2、5×1022)(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、Cr3+,Pb2+ B、Bi3+,Cu2+ C、 Mn2+,Cd2+ D、 Zn2+,Pb2+
16、已知在Ca3(PO4)2得饱与溶液中,c (Ca2+)=2、0×106 mol•L1, c (PO43)=2、0×106 mol•L1,则Ca(PO4)2得KӨSP为( )
A、2、0×1029 B、3、2×1012 C、6、3×1018 D、5、1×1027
17、已知KӨsp(CaF2)=1、5×1010, 在0、2501L mol•L1得Ca(NO3)2溶液中能溶解CaF2 ( )
A、 1、0×105g B、 3、8×104g C、 2、0×105g D、 1、0×104g
18、已知KӨsp(Ag2SO4)=1、8×105, KӨsp(AgCl)=1、8×1010, KӨsp(BaSO4)=1、8×1010, 将等体积得0、0020 mol•L1 Ag2SO4与2、0×106 mol•L1得BaCl2得溶液混合,将会出现 ( )
A、 BaSO4沉淀 B、 AgCl 沉淀 C、 AgCl与BaSO4沉淀 D、无沉淀
19、下列有关分步沉淀得叙述中正确得就是( )
A、溶度积小者一定先沉淀出来 B、沉淀时所需沉淀试剂浓度小者先沉淀出来
C、溶解度小得物质先沉淀出来 D、被沉淀离子浓度大得先沉淀
20、欲使CaCO3在水溶液中溶解度增大,可以采用得方法就是( )
、A、1、0mol•L1 Na2CO3 B、加入2、0mol•L1 NaOH
C、 0、10mol•L1CaCl2 D、降低溶液得PH值
21、向饱与AgCl溶液中加水,下列叙述中正确得就是( )
A、 AgCl得溶解度增大 B 、AgCl得溶解度、Ksp均不变
C 、AgCl得Ksp增大 D 、AgCl溶解度增大
22、已知K(ZnS)=2×102 。在某溶液中Zn2+得浓度为0、10 mol•L1,通入H2S气体,达到饱与c(H2S)=0、10 mol•L1, 则ZnS开始析出时,溶液得PH值为 ( )
A、 0、51 B、 0、15 C、 0、13 D、 0、45
23、将等体积得0、20 mol•L1得MgCl2溶液与浓度为4、0 mol•L1得氨水混合,混合后溶液中c(Mg2+)为混合前浓度得多少倍(已知K(Mg(OH)2=5、1×1012) ( )
A.1、54×103 B 9、7×104 C、 1、54×104 D、 6、86×104
24、 已知298K下K ( PbCl2 ) = 1、6×105,则此温度下,饱与PbCl2溶液 ,c (Cl )为 ( )
A 3、2×102 mol•L1 B 2、5×102 mol•L1
C 1、6×102 mol•L1 D 4 、1×102 mol•L1
25、已知 K ( AB2 ) = 4、2×108,K ( AC ) = 3、0×1015 。 在 AB2 、AC均为饱与得混合溶液中,测得 c ( B ) = 1、6×103 mol •L 1 ,则溶液中c ( C )为 ( )
A 1、8×1013 mol•L 1 B 7、3 × 1013 mol•L 1
C 2、3 mol•L 1 D 3 、7 mol •L 1。
二、填空题
1、已知La2(C2O4)3得饱与溶液得浓度为1、1×106mol/L,其容度积常数为 。 (《无机化学例题与习题》吉大版)
2、已知K0sp(BaSO4) = 1、1×1010,若将10cm30、2mol/L得BaCl2与30cm30、01mol/LNa2SO4混合,沉淀完全后溶液中【Ba2+】·【SO42】= 。(《无机化学例题与习题》吉大版)
3、难溶电解质MgNH4PO4与TiO(OH)2得容度积表达式分别就是 。(《无机化学例题与习题》吉大版)
4、已知PbF2得K0sp =3、3×108,则在PbF2饱与溶液中,【F】= mol/L,容度积为 mol/L。(《无机化学例题与习题》吉大版)
5、已知K0sp:FeS 6、3×1018,ZnS 2、5×1022,CdS 8、0×102 。在浓度相同得Fe2+,Zn2+与Cd2+混合溶液中通入H2S至饱与,最先生成沉淀得离子就是 ,最后生成沉淀得离子就是 。(《无机化学例题与习题》吉大版)
6、若AgCl在水中,0、010mol/LCaCl2中,0、010mol/LNaCl中及0、050mol/LAgNO3中溶解度分别为S1,S2,S3与S4,将这些溶解度按由大到小排列得顺序为 。
(《无机化学例题与习题》吉大版)
7、已知Fe(OH)3得K0sp =2、8×1039,欲使0、10 mol Fe(OH)3溶于1dm3溶液,则该溶液得最终pH应控制在 。(《无机化学例题与习题》吉大版)
8、同离子效应使难溶电解质得溶解度 ,盐效应使难溶电解质得溶解度 ;同离子效应较盐效应 得多。(《无机化学例题与习题》吉大版)
9、欲使沉淀得溶解度增大,可采取 、 、 、
等措施。(《无机化学例题与习题》吉大版)
10、 Ag2CrO4固体加到Na2S溶液中,大部分Ag2CrO4转化为Ag2S,这就是因为 。(《无机化学例题与习题》吉大版)
11、已知K0sp:BaSO4 1、1×1010,BaSO4 2、6×109、溶液中BaSO4反应得标准平衡常数为 。(《无机化学例题与习题》吉大版)
12、向含有固体AgI得饱与溶液中:(《无机化学例题与习题》吉大版)
(1)加入固体AgNO3,则【I】变 。
(2)若改加更多得AgI,则【Ag+】将 。
(3)若改加AgBr固体,则【I】变 ,而【Ag+】 。
13、 Ag2C2O4得溶度积常数表达式为 ,La(IO3)3得溶度积常数表达式为 。(《无机化学释疑与习题解析》高教第二版)
14、 欲使沉淀溶解,需设法降低 ,使J KSP。 例如,使沉淀中得某离子生成 ,或 。(《无机化学释疑与习题解析》高教第二版)
15、 Mn(OH)2得KSP=2、1×1013,在纯水中其溶解度为 mol/L; Mn(OH)2饱与溶液得pH为 ;将0、050mol Mn(OH)2(s)刚好溶解在0、50L NH4Cl溶液中,则平衡时c(NH4Cl)为 mol/L(Kb(NH3H2O)=1、8×105)。(《无机化学释疑与习题解析》高教第二版)
16、 在AgCl,CaCO3,Fe(OH)3,MgF2这些难溶物质中,其溶解度不随pH变化而改变得就是 ,能溶解在氨水中得就是 。(《无机化学释疑与习题解析》高教第二版)
17、 在CaCO3(KSP=4、9×109),Ca F2(KSP=1、5×1010),Ca3(PO4)2(KSP=2、1×1033)得饱与溶液中,Ca2+浓度由大到小得顺序就是( )>( )>( )。(《无机化学释疑与习题解析》高教第二版)
18、 已知Sn(OH)2、Al(OH)3、Ce(OH)4得KSP分别为5、0×1027,1、3×1033,2、0×1028,则它们得饱与溶液得PH由小到大得顺序就是<<(《无机化学释疑与习题解析》高教第二版)
19、 已知KSP(Ag2CrO4)=1、1×1012,KSP(PbCrO4)=2、8×1013,KSP(CaCrO4)=7、1×104。 向溶液中滴加K2CrO4稀溶液,则出现沉淀得次序为( )( )( )。又已知KSP(PbI2)=8、4×109,若将PbCrO4沉淀转化为PbI2沉淀,转化反应得离子方程式为 ,其标准平衡常数K= 。(《无机化学释疑与习题解析》高教第二版)
20、 同离子效应使难溶电解质得溶解度 ;盐效应使难容电解质得溶解度 。(《无机化学释疑与习题解析》高教第二版)
三、问答题:
1、 什么就是溶度积？什么就是浓度积？两者有何区别？
2、 什么就是溶度积规则,沉淀生成与溶解得必要条件就是什么？
3、 下列说法就是否正确？为什么？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(1)一定温度下,AgCl水溶液中得Ag+与Cl离子浓度得乘积就是一常数。
(2)两难溶电解质,其中较大者溶解度也较大。
(3)为使沉淀完全,加入沉淀剂得量越多越好。
(4)为使沉淀完全,应加入过量沉淀剂,但就是有一定限度,一般以过量20%～50%为宜。
4、 举例说明同离子效应、盐效应、分步沉淀等概念。 　
5、 写出下列难溶电解质AgCl、PbCl2、FeF3、As2S3、Ca3(PO4)2
四、计算题:
1、 根据AgI得溶度积,计算:
(1)AgI在纯水中得溶解度(g·L 1)
(2)在0、0010mol·L1KI溶液中AgI得溶解度(g · L1)
(3)在0、010 mol·L1AgNO3溶液中AgI得溶解度(g· L1)
2.将1、0mL得1、0 mol·L1得Cd(NO3)2溶液加入到1、0L得5、0 mol·L1氨水中,将生成Cd(OH)2还就是[Cd(NH3)4]2+?通过计算说明之。
3、 将0、010mol得CuS溶于1、0 dm盐酸中,计算所需得盐酸得浓度。从计算结果
说明盐酸能否溶解CuS？(《无机化学习题》武大第三版)
4.根据下列物质在25℃时得溶解度求溶度积(不考虑阴、阳离子得副作用)。
(1)PbI在纯水中得溶解度为5、6×10g/100gHO。
(2)BaSO在纯水中得溶解度为2、4×10g/100gHO。
(3)BaCrO在纯水中得溶解度为2、91×10g/L。
5.根据下列各物质得数据,求溶解度(不考虑阴、阳离子得副作用)。
(1)AgCrO( = 1、1×10)
(2)MgF(= 6、5×10)
(3)AgS( = 6、3×10)
6、在0、05L 2、0×10 mol·L Pb离子中加入溶液0、10L 0、030mol·L I离子溶液后,能否产生PbI沉淀？
已知 = 7、1×10　
7、现有0、10dm3溶液,其中含有0、0010molNaCl与0、0010mol得K2CrO4,逐滴加入AgNO3溶液时,何者先沉淀？(《无机化学习题》武大第三版)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

8、用Na2CO3溶液处理AgI,使之转化为Ag2CO3,转化进行到底得条件就是什么？根据计算结果预测转化反应能否进行到底？(《无机化学习题》武大第三版)

9、如果BaCO3沉淀中尚有0、010 mol/LBaSO4,在1、0 dm3此沉淀得饱与溶液中加入多少mol得Na2CO3才能使BaSO4完全转化为BaCO3？(《无机化学习题》武大第三版)
10.某一元弱酸强碱形成得难溶盐MA,在纯水中得溶解度(不考虑水解)为1、0×103mol/L,弱酸得Ka0为106,试求该盐在「H+」保持为2、4×106mol/L得溶液中得溶解度？(《无机化学习题》武大第三版)
答案:
一、选择题
1、C 2、B 3、A 4、D 5、D 6、C 7、B 8、B 9、C 10、C 11、B 12、D 13、C 14、B 15、B 16、 A 17、B 18、C 19、B 20、D 21、B 22、B 23、B 24、A 25、A
二、填空题
1、 1、7×1028
2、1、1×1010
3、 K0sp(MgNH4PO4)=【Mg2+】【NH4+】【PO43】
K0sp(TiO(OH)2)=【TiO2+】【OH】2
4、4、0×103,2、0×103
5、 Cd2+, Fe2+
6、 S1> S3> S2> S4
7、≤1、48
8、减小,增大,大
9、提高温度、提高酸度,加入配合剂,加入强电解质。
10 、Ag2CrO4得溶解度比Ag2S得大
11、4、0×102
12、(1)小,(2)不变,(3)小,增大
13、 Ksp(Ag2C2O4)=「c(Ag+)╱c0」2「c(C2O42)╱c0」,
Ksp(La(IO3)3)=「c(La3+)╱c0」「c(IO3)╱c0」3
14、相应离子浓度,<,弱电解质,配合物
15、3、7×105,9、87,2、5
16、 AgCl,AgCl
17、 Ca F2,CaCO3,Ca3(PO4)2
18、 Sn(OH)2,Al(OH)3,Ce(OH)4
19、 PbCrO4,Ag2CrO4,CaCrO4,PbCrO4(s)+ 2I PbI2(s)+ CrO42,3、3×105
20、变小,增大。
三、问答题:
1.答:在一定温度下,难溶电解质达到沉淀—溶解平衡时,溶液中各离子浓度幂得乘积就是一常数。该常数称为难溶电解质得溶度积常数,简称溶度积,以表示。
　　任意条件下,难溶电解质溶液中,各离子浓度幂得乘积称为浓度积(或浓度商),以J表示。
　　两者得区别为:J表示难溶电解质达到沉淀—溶解平衡状态或未达沉淀—溶解平衡状态,各离子浓度幂得乘积。 则表示难溶电解质达到沉淀—溶解平衡状态时,离子浓度幂得乘积。 只就是J得一个特例。在一定温度下, 就是一常数,而J不就是常数。
2.答:在任何给定得溶液中,J与得关系及其结论称为溶度积规则。有下列三种情况。
　　(1)J＝ ,若溶液中有难溶电解质时,就是饱与溶液,此时溶解与沉淀达动态平衡;若溶液中没有难溶电解质固体,此时溶液称准饱与溶液。
　　(2)J＜ ,就是不饱与溶液,若体系中尚有难溶电解质固体存在,固体将溶解,直至达到饱与溶液为止。
　　(3)J＞ ,就是过饱与溶液,会有新得沉淀析出,直至J＝,达到饱与溶液为止。
　　沉淀生成得必要条件就是J＞;沉淀溶解得必要条件就是J＜。
3.答:(1)说法就是错误。只有在一定温度下,难溶电解质达溶解—平衡状态时,各离子浓度幂得乘积才就是常数。
　　(2)说法就是错误得。根据与溶解度得关系,只有类型相同得难溶电解质,才能用比较溶解度得大小。否则,应计算出溶解度再进行比较。
　　(3)说法就是错误得。因为,同离子效应存在得同时,盐效应也存在。当过量沉淀剂得加入,盐效应起作用,沉淀反而溶解。
　　(4)说法就是正确得。综合考虑同离子效应与盐效应得影响,沉淀剂一般以过量20%～50%为宜。
4.答:在难溶电解质得饱与溶液中,加入一种与难溶电解质有相同离子得易溶强电解质时,将使难溶强电解质得溶解度降低得现象称为沉淀平衡中得同离子效应。例如,在AgCl得饱与溶液中存在下列平衡:
AgCl(s) Ag+(aq) ＋ Cl(aq)
　　加入NaCl后,由于Cl浓度增大,使AgCl得沉淀平衡向生成AgCl沉淀得方向移动,结果导致Ag+浓度降低,使AgCl得溶解度减小。
　　在难溶电解质饱与溶液中,加入一种与难溶电解质不具有相同离子得易溶强电解质时,使难溶电解质溶解度稍有增大得现象称为盐效应。例如,在AgI饱与溶液中,存在下列平衡:
AgＩ(s) Ag+(aq) ＋ Ｉ(aq)
加入NaNO3后,由于NaNO3在溶液中完全电离,使溶液中离子得总浓度增大,导致离子强度增大,使Ag+与I活动性降低,有效浓度变小。根据平衡移动原理,AgI得溶解平衡向溶解得方向移动,Ag+与I得浓度增加,至重新达平衡为止。结果AgI在NaNO3得溶解度略有增大。
　　当溶液中含有两种或两种以上得离子都能与同一沉淀剂生成沉淀时,若各离子起始浓度相同,随着沉淀剂得加入,首先析出得沉淀就是溶解度较小得难溶电解质,这种现象称为分步沉淀。离子得沉淀顺序决定于难溶电解质得与被沉淀离子得浓度。例如,在含有相同浓度得Cl、Br、I得混合溶液中,逐滴加入AgNO3溶液。由于AgI< AgBr<AgCl,随着AgNO3得加入,首先到达AgI得,则AgI首先沉淀出来;继续加入AgNO3,达到AgBr得,AgBr沉淀析出,再继续加入AgNO3,达到AgCl得,AgCl沉淀出来。
5、答:AgCl、PbCl2、ＦeＦ2、As2S3、Ca3(PO4)2得溶度积表达式分别为:
　 = [Ag+][Cl] 　 = [Pb2+][Cl]2 　 = [Fe3+][F]3
　　 = [As3+]2[S2]3 　 = [Ca2+]3[PO43]2
四、计算题:
1、 解 (1)        AgI(s)––Ag+(aq)+I(aq)
平衡时 cB/ c     x        x
K (AgI) = [c (Ag+)/ c [c (I)/ c ] = x2
x2=8、3×1017    x=9、1×109
S1 (AgI) = 234、77g·mol1×9、1×109 mol·L1 =2、1×106 g·L1
  (2)       AgI (s)––Ag+(aq) + I(aq)
平衡时 CB/ c      x     0、0010+ x
K (AgI) = x(0、0010+x)= 8、3×1017
0010+x≈0、0010, x=8、3×1014
S2 (AgI) = 234、77g·mol1×8、3×1014 mol·L1 =1、9×1011 g·L1
(3)            AgI(s)––Ag+ (aq) + I (aq)
平衡时 CB/ c    0、0010+ x    x
 K (AgI) = (0、0010+x) x = 8、3×1017
0、010+x≈0、010    x=8、3×1015
S2 (AgI) = 234、77g·mol1×8、3×1015 mol·L1 =1、9×1012 g·L1
2、解 查得K (Cd(OH)2)= 5、3×1015, K (Cd(NH3)42+)=2、78×107。
Cd(NO3)2溶液与氨水混合后,
c(Cd2+)= =1、0×103 mol·L1
c(NH3)= =5、0 mol·L1
先假设Cd2+全部与NH3(aq)反应生成 [Cd(NH3)4]2+(aq):
Cd2+(aq) +   4NH3(aq)––– [Cd(NH3)4]2+(aq)
平衡时CB/ c       x    5、04×1、0×103+4x      1、0×103x
K (Cd(NH3)42+)= 1、0…、= 2、78×107
X=5、8×1014,    c(Cd2+)=5、8×1014 mol·L1
再由NH3(aq)得解离平衡求c(OH):
NH3(aq)+ H2O(I)–––NH4+(aq) + OH(aq)
平衡时CB/ c      5、0y                    y        y
      K (NH3)= =1、8×105
x = 9、5×103          c (OH) = 9、5×103 mol·L1
J=[c(Cd2+)/c ][ c(OH)/c ]2=5、8×1014×(9、5×103)2
=5、2×1018< K (Cd(OH)2)
所以,无Cd(OH)2沉淀生成,Cd (Ⅱ) 以 [Cd(NH3)4]2+形式存在。
3、 解

4、解:因为在溶度积求算公式中,离子浓度单位为mol·L,所以求溶度积前必须将浓度单位进行换算。另外由于难溶电解质溶解度很小,即使就是饱与溶液也就是极稀得,它得密度可以为1g/ml。
　　(1)7、1×10 　(2)1、1×10 　(3)1、2×10
5、解:(1)6、5×10mol·L (2)1、2×10mol·L (3)2、5×10mol·L
6、解:浓度积为:
　　J= Cpb·CＩ = (6、67×10)(2×10)= 2、67×10
　　已知, = 7、1×10。J> ,所以混合后有PbI沉淀产生。
7、解:

8、解:

9、解:

10、解: