第五章 酸碱平衡和沉淀-溶解平衡.ppt

离子 开始沉淀的pH值 c = 0.1mol?L-1 完全沉淀时的pH值 c = 1×10-5mol?L-1 Ksp Fe3+ 1.48 2.81 2.79×10-39 Al3+ 3.35 4.68 1.1×10-33 Cu2+ 4.87 6.87 5.6×10-20 Ni2+ 6.87 8.87 5.48×10-16 Mg2+ 8.87 10.87 5.61×10-12 金属硫化物的分步沉淀 以MS为例，溶液中 M2+的浓度为c 溶液中不产生硫化物沉淀，则 溶液中硫化物沉淀完全，则c(M2+) ≤ 1.0×10-5 例题：已知Ksp(PbS) = 9.04×10-29， Ksp(MnS) = 4.65×10-14。向含有0.1mol?L-1Pb2+和0.1mol?L-1Mn2+的混合溶液中通入H2S气体达饱和，以分离两种离子，溶液的H+浓度应控制在什么范围内？ 解：PbS沉淀完全时，氢离子浓度需满足 =33.3 mol?L-1 MnS不产生沉淀，氢离子浓度需满足 = 1.47×10-4 mol?L-1 三、沉淀的溶解和转化 溶液中 Qc＜Ksp，沉淀溶解 （一）沉淀的溶解 1. 生成弱电解质 生成弱酸、弱碱、H2O及难电离的可溶盐等 Ksp 总反应方程式 CO2 ＋ H2O K 思考题： Mg(OH)2为何可溶于NH4Cl溶液中？ 如何理解CaCO3溶于HCl溶液中？ 为什么ZnS沉淀可以溶于HCl溶液中？ Mg(OH)2 + 2NH4+ Mg2+ + 2NH3 + 2H2O 例题： 计算使0.10mol的MnS、ZnS、CuS溶于1L盐酸中，所需盐酸的最低浓度。 解: 溶解后，[M2+]=0.10mol·L-1，[H2S]=0.10mol·L-1 Ksp(MnS)=4.56×10-14, Ksp(ZnS)=2.93×10-25，Ksp(CuS)=1.27×10-36 H2S：Ka1=5.0×10-8， Ka2=1.20×10-15。 (2)ZnS：[H+] ≥ 0.145 mol·L-1 (3)CuS：[H+] ≥ 6.94×105mol·L-1 浓盐酸也不能使CuS溶解。 (1)MnS：[H+] ≥ 3.66×10-6 mol·L-1 （二）利用氧化还原反应使沉淀溶解 硫化物名称 Ksp 酸中溶解情况 MnS 4.65×10-14 溶于HAc及HCl等 FeS 1.3×10-18 溶于HCl、H2SO4、HNO3等强酸 ZnS 2.93×10-25 溶于HCl、H2SO4、HNO3等强酸 CuS 1.27×10-36 溶于HNO3 HgS 6.44×10-53 不溶于酸，溶于王水 总反应式为 3CuS ＋ 8HNO3 ＝ 3Cu(NO3)2 ＋3S↓＋ 2NO↑＋ 4H2O 3HgS(s) + 2HNO3 + 12HCl = 3H2[HgCl4] + 3S↓ + 2NO↑ + 4H2O HgS的Ksp更小，必须用王水才能使之溶解。 （三）生成难解离的配离子 （和沉淀的溶解度、配离子的稳定性有关） （二）沉淀的转化 　 在含有某一沉淀的溶液中，加入适当的试剂，使之转化为另一种沉淀的过程，称为沉淀的转化。 例题： 锅炉中的锅垢含有CaSO4，可用Na2CO3处理，使转化为易溶于酸的CaCO3沉淀，这样可以将锅垢除去。 CaSO4(s) + CO32- = CaCO3(s) + SO42- 对于同种类型的沉淀的转化，由Ksp较大的转化为Ksp较小的。 例题： 在砖红色的Ag2CrO4沉淀中加入KCl溶液，砖红色沉淀转化为白色沉淀AgCl。 Ag2(CrO4)(s) + 2Cl- = 2AgCl(s) + CrO42- 平衡常数越大，转化越易进行。 不同类型沉淀的转化，是由溶解度大的转化为溶解度小的。 例题： 在 1L Na2CO3 溶液中，转化0.010 mol BaSO4，问此 Na2CO3 溶液的最初浓度为多少？ 解： BaSO4(s) + CO32- = BaCO3(s) + SO42- 转化完全后，[SO42-] = 0.010 mol·L-1 [CO32-]= [SO42-]/K = 0.010/0.041 = 0.244mol·L-1 c(CO32-) = 0.010/1 + [CO32-] = 0.010 + 0.244 = 0.254 mol·L-1 小 结 酸碱质子理论 正确判断酸碱及两性物质并正确写出其共轭酸碱 正确进行酸碱强度的判断 正确书写酸、碱常数的表达式，熟练