无机化学沉淀溶解平衡习题课省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第九章第九章 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡习题课习题课化学学院化学学院 陈维林陈维林1第1页v本章内容小结本章内容小结v教材教材P260 例例9-7v书后习题书后习题2第2页本章内容小结本章内容小结1.溶度积常数溶度积常数Ksp2.溶度溶度积积原理原理3.同离子效应和盐效应同离子效应和盐效应4.沉淀生成和溶解沉淀生成和溶解5.分步沉淀分步沉淀6.沉淀沉淀转转化化3第3页1.溶度积常数溶度积常数Ksp AaBb(s)aAb+bBa-Ksp=Ab+a Ba-b =(as)a (bs)b=aabbsa+b s:溶解度溶解度注意：注意：v溶溶度度积积常常数数表表示示式式中中浓浓度度项项应应为为相相对对浓浓度度(c/c)，但但为为书书写写简简便便，用用浓浓度度代代替替相相对对浓浓度度。(见见教材教材P239页页底注解底注解)4第4页溶度积常数溶度积常数KspvKsp大大小小与与浓浓度度无无关关，随随温温度度改改变变而而改改变变；v溶溶度度积积和和溶溶解解度度s之之间间可可进进行行相相交交换换算算，但但溶溶解解度度必必须须用用物物质质量量浓浓度度(即即moldm-3)来表示。来表示。5第5页2.溶度溶度积积原理原理 Qi Ksp，沉淀从溶液中析出；，沉淀从溶液中析出；Qi=Ksp，饱饱和溶液与沉淀物平衡；和溶液与沉淀物平衡；Qi Ksp；惯惯用用方方法法：加加入入沉沉淀淀剂剂，应应用用同同离离子子效效应应，控制溶液，控制溶液pH值值。(2)沉沉淀淀溶溶解解：创创造造条条件件使使相相关关离离子子浓浓度度减减小小，造成，造成Qi 107(相当于相当于 rGm 40 kJ mol-1)时，时，酸溶反应能自发进行，而且进行得较彻底，酸溶反应能自发进行，而且进行得较彻底，如如MnS(s)可溶于盐酸中可溶于盐酸中(K =2.7 107)。15第15页酸溶平衡常数酸溶平衡常数v当当K +40 kJ mol-1)时，酸溶反应不能自发进行，如时，酸溶反应不能自发进行，如CuS(s)不溶不溶于盐酸中于盐酸中(K =5.5 10-16)，只能溶解在有氧，只能溶解在有氧化性化性HNO3中。中。v当当10-7 K 107(相当于相当于 40 kJ mol-1 rGm +40 kJ mol-1)时，需依据详细情况时，需依据详细情况来判断，有时可经过提升来判断，有时可经过提升H+浓度使沉淀溶解。浓度使沉淀溶解。16第16页5.分步沉淀分步沉淀v溶溶液液中中含含有有几几个个离离子子，加加入入某某沉沉淀淀剂剂均均可可生生成成沉沉淀淀，则则沉沉淀淀生生成成先先后后按按Q值值大大于于Ksp先后次序分步沉淀。先后次序分步沉淀。v普普通通溶溶液液中中被被沉沉淀淀离离子子浓浓度度小小于于10-5 molL-1时时，认为认为已沉淀完全。已沉淀完全。6.沉淀沉淀转转化化 普通普通由溶解度大沉淀向溶解度小沉淀由溶解度大沉淀向溶解度小沉淀转转化。化。17第17页教材教材P244 例例9-7v使使0.01molZnS溶于溶于1dm3盐酸中，求所需盐酸盐酸中，求所需盐酸最低浓度。最低浓度。v已知已知Ksp(ZnS)=2.510-22,vH2SK1=1.110-7,K2=1.310-1318第18页教材教材P244 例例9-7 解：解：解法一：分步计算。解法一：分步计算。当当0.01 mol ZnS全部溶解于全部溶解于 1 dm3 盐酸时，生盐酸时，生成成 Zn2+=0.01 moldm-3，与，与Zn2+相平衡相平衡S2-可由沉淀溶解平衡求出。可由沉淀溶解平衡求出。ZnS Zn2+S2-Ksp(ZnS)=Zn2+S2-S2 =Ksp(ZnS)/Zn2+=2.5 10-22/0.01 =2.5 10-2019第19页解法一：解法一：当当0.01 mol ZnS全部溶解时，产生全部溶解时，产生S2-将与将与盐酸中盐酸中H+结合生成结合生成H2S，且假设，且假设S2-全部生成全部生成H2S，则溶液中，则溶液中H2S=0.01 moldm-3。依据依据H2S解离平衡，由解离平衡，由S2-和和H2S可求出可求出与之平衡与之平衡H+。教材教材P244 例例9-7 解：解：H2S 2H+S2-20第20页教材教材P244 例例9-7 解：解：解法一：解法一：此浓度为平衡浓度，原来盐酸中此浓度为平衡浓度，原来盐酸中 H+与与0.01 mol S2-结合生成结合生成 H2S 时消耗掉时消耗掉 0.02 mol。故。故所需盐酸起始浓度为所需盐酸起始浓度为(0.076+0.02)moldm-3=0.096 moldm-321第21页解法二：可经过解法二：可经过ZnS溶解反应总反应方程式来计溶解反应总反应方程式来计算。算。ZnS+2H+H2S +Zn2+起始相对浓度起始相对浓度 c0 0 0平衡相对浓度平衡相对浓度 c0-0.02 0.01 0.01教材教材P244 例例9-7 解：解：22第22页教材教材P244 例例9-7 解：解：解法二：解法二：23第23页P248 9-8v室温下测得室温下测得AgCl饱和溶液中饱和溶液中Ag+和和Cl-浓浓度均约为度均约为1.310-5moldm-3。试求反应。试求反应 rGm 值。值。书后习题书后习题24第24页P248 9-8 解：解：Ksp=Ag+Cl-=1.3 10-5 1.3 10-5 =1.69 10-10 rGm=RTlnKsp=8.314 Jmol-1K-1 298K ln(1.69 10-10)=55.7 kJmol-125第25页P248 9-9v某某溶溶液液中中Ba2+和和Sr2+浓浓度度均均为为 0.01moldm-3，向向其其中中滴滴加加Na2CrO4溶溶液液。经经过过计计算算说说明明，当当SrCrO4开开始始生生成成时时，Ba2+是是否否已已经经被被沉沉淀淀完完全全。已已知知BaCrO4Ksp=1.210-10,SrCrO4Ksp=2.210-5。26第26页P248 9-9 解：解：SrCrO4 Sr2+CrO42-Ksp(SrCrO4)=Sr2+CrO42-CrO42 =Ksp(SrCrO4)/Sr2+=2.2 10-5/0.010 =2.2 10-3即：当即：当CrO42 =2.2 10-3 moldm-3时时，开始生成开始生成SrCrO4沉淀。沉淀。27第27页 BaCrO4 Ba2+CrO42-Ksp(BaCrO4)=Ba2+CrO42-Ba2+=Ksp(BaCrO4)/CrO42 =1.2 10-10/2.2 10-3 =5.5 10-8 所以，当所以，当SrCrO4开始生成时，开始生成时，Ba2+=5.5 10-8 moldm-3 1.0 10-5 moldm-3，Ba2+已已经经被沉淀完全。被沉淀完全。P248 9-9 解：解：28第28页P248 9-10vBa2+和和Sr2+混合溶液中，二者浓度均为混合溶液中，二者浓度均为0.10moldm-3，将极稀，将极稀Na2SO4溶液滴加到混溶液滴加到混合溶液中。已知合溶液中。已知BaSO4Ksp=1.110-10，SrSO4Ksp=3.410-7。试求。试求v（1）当）当Ba2+已经有已经有99%沉淀为沉淀为BaSO4时时Sr2+.v（2）当）当Ba2+已经有已经有99.99%沉淀为沉淀为BaSO4时，时，Sr2+已经转化为已经转化为SrSO4百分数。百分数。29第29页P248 9-10 解：解：(1)浓浓度度为为0.10 moldm-3Ba2+，已已沉沉淀淀99，这这时体系中时体系中Ba2+=0.10(1-99%)=1.0 10-3 moldm-3 BaSO4 Ba2+SO42-Ksp=Ba2+SO42-30第30页Q(SrSO4)=Sr2+SO42-=0.10 1.1 10-7 =1.1 10-8 因因为为Q(SrSO4)3.0 10-3Cl，即，即 Br 大于大于 Cl 3.0 10-3 倍。倍。43第43页P248 9-16v将 足 量 ZnS置 于 1dm3盐 酸 中，搜 集 到0.10mol H2S气体。试求溶液中H+和Cl-。v已知ZnSKsp=2.510-22，H2SKa=1.310-2044第44页P248 9-16解：解：ZnS +2H+Zn2+H2S依题意搜集到依题意搜集到0.10mol H2S气体，气体，这说这说明四个明四个问题问题：溶液已溶液已饱饱和，其中和，其中H2S=0.10 moldm-3；逸出和存在于逸出和存在于饱饱和溶液中和溶液中H2S共共0.20 mol；生生成成0.20 mol H2S，同同时时有有0.20 mol Zn2+存存在在于于溶液中，即溶液中，即Zn2+=0.20 moldm-3；生生成成0.20 mol H2S，同同时时将将有有0.40 mol Cl-存存在在于于溶液中，即溶液中，即此部分此部分Cl-=0.40 moldm-3。45第45页溶溶液液中中 H+=1.02 moldm-3，同同时时也也将将所所以以有有1.02 moldm-3 Cl-存在于溶液中，故溶液中存在于溶液中，故溶液中 Cl-=(1.02+0.40)moldm-3 =1.42 moldm-346第46页习题册习题习题册习题P106 8.5 以下化合物中，在氨水中溶解度最小以下化合物中，在氨水中溶解度最小是是(A)Ag3PO4;(B)AgCl;(C)AgBr;(D)AgI。已知：已知：Ksp(AgCl)=1.77 10-10;Ksp(AgBr)=5.35 10-13;Ksp(AgI)=8.52 10-17;Ksp(Ag3PO4)=8.89 10-17.答案为答案为(D)AgI。47第47页解题分析：解题分析：含银沉淀普通可与氨水发生配位反应，生成含银沉淀普通可与氨水发生配位反应，生成 Ag(NH3)2+配离子，方程式以下：配离子，方程式以下：AgX +2NH3H2O Ag(NH3)2+X +2H2O 所以，所以，含银沉淀在氨水中溶解度将大于其在含银沉淀在氨水中溶解度将大于其在水中溶解度。水中溶解度。而它们在水中溶解度越大，解离出而它们在水中溶解度越大，解离出 Ag+就越多，则其在氨水中溶解度越大。就越多，则其在氨水中溶解度越大。因而只因而只需经过需经过Ksp计算出各沉淀在水中溶解度，即可得计算出各沉淀在水中溶解度，即可得知其在氨水中溶解度次序。知其在氨水中溶解度次序。P106 8.548第48页P106 8.5 解：解：因为因为 从从AgCl至至AgI，Ksp逐步减小，其在逐步减小，其在水中溶解度也逐步减小，所以在氨水中溶解度水中溶解度也逐步减小，所以在氨水中溶解度最小是最小是AgI。AgI在水中溶解度在水中溶解度s(AgI)=Ksp(AgI)1/2=9.23 10-9 moldm-3 49第49页P106 8.5 解：解：又因为又因为 Ksp(Ag3PO4)=(3s)3s=27s4 =8.89 10-17，所以所以所以仍是所以仍是AgI在水中溶解度最小，所以在水中溶解度最小，所以答案为答案为(D)AgI。50第50页P108 8.15 以下各对离子混合溶液中均含有以下各对离子混合溶液中均含有0.30 moldm-3HCl，不能用，不能用H2S进行分离是进行分离是 (A)Cr3+,Pb2+;(B)Bi3+,Cu2+;(C)Mn2+,Cd2+;(D)Zn2+,Pb2+.答案为答案为(B)Bi3+,Cu2+。51第51页解题分析：解题分析：不不能能用用H2S进进行行分分离离，是是指指两两种种金金属属离离子子硫硫化化物物均均可可溶溶于于0.30 moldm-3 HCl，或或者者均均不不溶。溶。可可用用H2S进进行行分分离离，是是指指两两种种金金属属离离子子硫硫化化物，一个溶于稀盐酸，另一个则不溶。物，一个溶于稀盐酸，另一个则不溶。P108 8.1552第52页P108 8.15 解：在稀盐酸中，解：在稀盐酸中，(A)Cr2S3(黑色黑色)，可溶；，可溶；PbS(黑色黑色)，不溶；所，不溶；所以二者可用以二者可用H2S分离。分离。(B)Bi2S3(棕黑色棕黑色),不溶；不溶；CuS(黑色黑色),不溶；不溶；所以二者不能用所以二者不能用H2S分离。分离。(C)MnS(肉红色肉红色)，可溶；，可溶；CdS(黄色黄色)，不溶；，不溶；所以二者可用所以二者可用H2S分离。分离。(D)ZnS(白色白色),可溶；可溶；PbS(黑色黑色)，不溶；所以，不溶；所以二者可用二者可用H2S分离。分离。所以所以答案为答案为(B)Bi3+,Cu2+。53第53页