课件无机化学10 沉淀平衡

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解：(1)计算反应商，判断反应方向
c(Fe3 ) / c J
[c(Fe2 ) / c ][c(Ag ) / c ]
1.00103
1.00
0.1001.00102
J<K , 反应正向进行。
(2)
Fe2+(aq)+Ag+(aq) Fe3+(aq)+Ag(s)
开始cB/(mol·L-1) 0.100 1.00×10-2 1.00×10-3
c(Ag+)=8.4 ×10-3mol·L-1 c(Fe2+)=9.84×10-2 mol·L-1
c(Fe3+)= 2.6 ×10-3mol·L-1
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(3)求 Ag+ 的转化率
1 (Ag
)
c0 (Ag ) ceq (Ag c0 (Ag )
)
1.6 103 100% 1.00102
K 愈大，反应进行得愈完全； K 愈小，反应进行得愈不完全； K 不太大也不太小(如 10-3< K <103),
反应物部分地转化为生成物。
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4.2.2 预测反应方向
反应商：
对于一般的化学反应： aA (g)+ bB(aq)+cC(s) xX(g)+yY(aq)+zZ(l)
任意状态下：
/
p
( )1/2
] K 1/ 2
1
2HI(g)
H (g) I (g)
2
2
[ p ( H ) / p ][ p ( I ) / p
K3
2
2
[ p ( HI ) / p ] 2

的乘积为一常数 。它的大小与物质的溶解度有关，反映了难 溶电解质在水中的溶解能力。
二、溶度积和溶解度的关系
【 例 3-1】AgCl 在 298K 时 的 溶 解 度 (S) 为 1.91×10-3g·L-1, 求其溶度积。
解： AgCl(s)
Ag+(aq) + Cl-(aq)-
已知AgCl的摩尔质量M(AgCl)为143.4g.mol-1，将AgCl的 溶解度换算成物质的量浓度为：
解释：用活度的概念
3.3 沉淀的生成
条件： IP > Ksp
【例3-5】 在20ml 0.0020mol·L-1Na2SO4溶液中加入 20 ml 0.020mol·L-1 BaCl2溶液，有无BaSO4沉淀生 成？并判断 SO42- 离子是否沉淀完全？ 已知BaSO4的Ksp= 1.07×10-10 .
BaSO4 (s)
Ba 2+ +
起始浓度/mol·L-1 0.010﹣0.0010 平衡浓度/ mol·L-1 0.010﹣0.0010+ x
SO420 x
Ksp = [Ba2+][SO42-] = ( 0.0090 + x ) x ∵ x 很小 ∴ 0.0090 + x ≈ 0.0090
即 1.07×10-10 ≈ 0.0090 x ∴ x = [SO42-] ≈ 1.2×10-8 mol·L-1 沉淀完全是指离子残留量 ≤ 10-6 mol·L-1
⑴ >10-5 g ·ml-1 固体，才有浑浊现象。 ⑵ 溶液呈过饱和状态时，沉淀难于生成。
⑶ 避免沉淀剂过量
如： Hg2+ + 2I- ＝ HgI2↓(桔红) HgI2 + 2I- ＝ HgI42- (无色)

二、化学平衡的概念
• （一）定义—可逆反应在一定条件下，正反应速率等 于逆反应速率时，反应体系所处的状态，称为“化学 平衡”。
• 例1： H2O(g) + CO(g)
H2(g) + CO2(g)
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H2O(g) + CO(g) CO2(g)
H2(g) +
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K 很大，但R.T.反应速率很小。
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③ 平衡常数K 的书写形式和数值与方程式写法有关,
K 是广度性质 (（△G二ø = ）-RT平ln衡K常) 数（续）
例：N2(g) + 3 H2(g) = 2 NH3(g)
Kp
=
p
2 (
NH3
)
/
[(p(N2)
p
3 (
H2
)
]
½ N2(g) + 3/2 H2(g) = NH3(g)
相对浓度平衡常数为：
Kcr=(
[cDr
]d
[
c
r
E
]e)
/
(
[
c
r
A
]a
[
c
r
B
]b)
=
Kc
×(
c ø) - △ n
(△n = d + e - a - b)
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（三）经验平衡常数与相对平衡常数（续）
• 对于气相反应：a A(g) + b B(g) = d D(g) + e E(g) 相对压力平衡常数为
例1： N2O4(g) = 2 NO2(g)

7.2 沉淀的生成
一、溶度积规则 针对于： 针对于： J = AmBn(s)=mAn++nBmm n n+) m-) C(A C(B m+n Ө C
∆rGm=RTln
J KӨ
J< Ksp Ө， ∆rGm <0，反应正向进行，沉淀溶解 ，反应正向进行， J=KspӨ， ∆rGm =0，反应处于平衡状态 ， J> KspӨ， ∆rGm > 0，反应逆向进行，沉淀生成 ，反应逆向进行， 应用溶度积规则， 应用溶度积规则，我们可以直接判断沉淀能否生成或溶解
盐溶液中含有少量Cu 杂质， 例5 在0.1mol·L-1Co2+盐溶液中含有少量 2+杂质，应用硫化物 沉淀法除去Cu 的条件是什么？ 沉淀法除去 2+的条件是什么？ 已知kspӨ(CoS)=4.0×10-21； kspӨ(CuS)=6.3×10-36 已知 × × 解： C(H+)<
θ
＋沉淀完全，溶液中H 满足： Cu2＋沉淀完全，溶液中 +满足：
溶解过程：BaSO4（s）→Ba2+(aq) + SO42-(aq) 溶解过程： （ ） 沉淀过程： 沉淀过程：Ba2+ (aq) + SO42-(aq)→BaSO4(s)
在含有固体难溶电解质的饱和溶液中，存在难溶电解质与由它离解产生的 在含有固体难溶电解质的饱和溶液中， 离子之间的平衡： 离子之间的平衡： BaSO4(s)=Ba2+(aq)+SO42-(aq) 沉淀-溶解平衡 沉淀 溶解平衡
θ θ
溶液中H 满足： 溶液中 +满足：0. 19mol·L-1<C(H+)<4.8×104mol·L-1 ×

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学习建议与拓展资源推荐
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拓展资源推荐
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《无机化学》（第四版），高等教育出版社，大连理工大学无机化学 教研室编。
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《无机化学例题与习题》，高等教育出版社，徐光宪等编。
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中国大学MOOC《无机化学》课程，由国内知名高校教授主讲，内容 丰富、系统深入。
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生活、生产和科研中的应用。
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配位平衡
详细阐述了酸碱质子理论、酸碱平衡常数（ Ka、Kb）的计算、酸碱指示剂的选择以及酸 碱滴定曲线的绘制。
氧化还原平衡
讲解了氧化还原反应的基本概念、氧化数、 氧化还原方程式的配平，以及原电池和电解 池的工作原理。
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化学平衡领域的未来发展趋势
1 新型功能材料的合成与应用
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平衡转化率的计算
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转化率（α）
表示反应物转化的程度，等于反应物转化的物质的量占反应 物起始物质的量的百分数。
平衡转化率的计算步骤
首先根据化学方程式列出反应物和生成物的初始浓度和平衡 浓度，然后根据质量守恒定律和电荷守恒定律列出方程组， 解方程组求出平衡组成后，再根据转化率的定义求出转化率 。
生物医学应用
通过调节生物体内的化学 平衡，治疗疾病或改善生 理功能，如酸碱平衡调节 、电解质平衡维护等。
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化学平衡的实验研究方法
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化学平衡实验的设计原则
代表性原则
选择具有代表性的化学反应体系 ，能够反映化学平衡的基本特征
和规律。
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可控性原则
实验条件应易于控制和调节，以便 研究不同因素对化学平衡的影响。

因此无 CaCO3沉淀生成。
• （08江苏卷）⑵向BaCl2溶液中加入AgNO3和 KBr，当两种沉淀共存时，
• c(Br-)/c（Ｃl-)= 2.7×10。-3 • [Ksp(AgBr)=5.4×10-13，Ksp(AgCl)=2gCl的溶度积Ksp＝1.8×10－10； AgI的溶度积Ksp＝8.5×10－17。
改变条件 ( 外因) 升温 加水 加AgCl（s）
平衡移动方向 平衡时
c（Ag+ ）
→
→ 不移动
↑ 不变 不变
平衡时 c（Cl-）
↑ 不变 不变
加NaCl（s） ←
↓
↑
加AgNO3(s) ←
↑
↓
二 影响沉淀溶解平衡的因素：
内因：物质本身的性质
外因： ①加水溶解：加水，平衡向溶解方向 移动
②温度： （绝大多数难溶盐的溶
思 考
怎样除去锅炉水垢中含有的CaSO4？
锅炉水垢中含CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为 CaCO3，然后用酸除去，从CaSO4到CaCO3的沉淀转化中，存在 着两个沉淀溶解平衡。
CaSO4
SO42- + Ca2+ +
CO32-
CaCO3
加入Na2CO3溶液后，CO32-与Ca2＋结合生成更难溶的CaCO3 沉淀，同时溶液中Ca2＋的减少又使CaSO4的溶解平衡向右移动， CaSO4逐渐溶解。
11、学会学习的人，是非常幸福的人。——米南德 12、你们要学习思考，然后再来写作。——布瓦罗14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。——莱杰
15、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基 16、我们一定要给自己提出这样的任务：第一，学习，第二是学习，第三还是学习。——列宁 17、学习的敌人是自己的满足，要认真学习一点东西，必须从不自满开始。对自己，“学而不厌”，对人家，“诲人不倦”，我们应取这种态度。——毛泽东

质疑一：碳酸钙是一
种难溶物，为什么还 会电离产生Ca2+ 和 CO32-呢？难溶物是 完全不溶于水吗？
2HCO3-
一、沉淀溶解平衡
1、定义
一定温度下，将难溶物质溶于水中，当v （溶解）＝v(沉淀）时，形成饱和溶液，达到平 衡状态。这种平衡叫沉淀溶解平衡。
AgCl(s) Mg(OH)2(s)
Ag＋(aq)＋Cl－(aq) Mg2＋(aq)+2OH－(aq)
（1）已知溶度积求离子浓度：
例1. 已知室温下PbI2的溶度积为7.1×10-9，求 2+ 饱和溶液中Pb 和I 的浓度;在c(I-)=0.1mol· L-1 的溶液中, Pb2+的浓度最大可达到多少?
解： PbI2(s)
Pb2+(aq) + 2I- (aq)
Ksp ＝c (Pb2+) · c2(I-)
改变条件 平衡移动方向 平衡时c（Ag+ ） 平衡时c（Cl-）
升 温 加 水
加AgCl（s）
正反应 正反应
增大 不变 不变 减小 减小 增大 减小
加NaCl（s）
加NaI（s） 加AgNO3(s) 加NH3·H2O
不移动 逆反应
正反应 逆反应 正反应
增大 不变 不变
增大 增大 减小
增大
练一练
1、下列有关AgCl的说法正确的是（ D ） A. AgCl难溶于水，溶液中没有Ag+和Cl— B. 在AgCl饱和溶液中，AgCl没有再溶解了 C. AgCl是一种难溶物，所以是弱电解质 D.在AgCl饱和溶液中，AgCl生成和溶解不 断进行，但速率相等。
2．沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理
根据平衡移动，对于在水中难溶的电解质，

4
比较溶解度与溶度积的关系
分子式 溶度积
溶解度(mol/L)Ag来自l1.8×10-101.3×10-5
AgBr
5.0×10-13
7.1×10-7
AgI
8.0×10-17
9.1×10-9
Ag2CrO4 1.1×10-12
6.5×10-5
•相同类型的难溶电解质，其 Ksp 大的 s 也大。
•AB型 S Ksp
=5.6 g
三、同离子效应
在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强 电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的作用。
例题：求 25℃时， AG2CRO4在 0.01MOL·L-1 K2CRO4溶液中的溶解度。
解：设其溶解度为x mol·L-1
Ag2CrO 4 (s)
2Ag
(aq)
CrO
2 4
(aq)
6.0 104 40.0 50.0
4.8 104 mol
L1
c(Ba2 ) 0.01010.0 2.0 103mol L1 50.0
J=c(SO42-)c(Ba2+) =4.8×10-4 ×2.0 ×10-3 =9.6 ×10-7
J > Ksp=1.1×10-10 所以有BaSO4沉淀生成
BaSO4(s) Ba2 (aq) SO24 (aq)
温下AG2CRO4的溶解度。
解：设Ag2CrO4的溶解度为s mol/L
Ag2CrO4 (s)
平衡浓度
2Ag+ (aq)+ CrO42- (aq)
2s
s
Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO42-]=(2s)2s=4s3
S 3 Ksp 3 1.11012 6.5 105mol / L

C. AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-
C. 利用氧化还原反应
D. 3CuS+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+3S↓ +2NO+4H2O
4.2.4 酸度对沉淀反应的影响
难溶金属氢氧化物和硫化物的溶解度都 受溶液酸度的影响，通过控制一定的pH范围， 便可以达到使金属离子分离的目的。
4.2.1 沉淀的生成
条件： Qc > Ksp时，生成沉淀。
【例6-2】 0.010 mol•L-1 SrCl2溶液2ml和0.10 mol•L-1 K2SO4溶液3ml混合。（已知 KspSrSO4=3.81×10-7 ） 解：溶液混合后离子的浓度为：
C S2 r0.05 1 1 2 0 3 0 1 3 00.00m 4L o 0 1l
对于AaBb型的难溶电解质： 溶解
AaBb (s) 沉淀 aAn+(aq) + bBm-(aq)
Ksp =[An+]a[Bm-]b
上式表明，在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液 中离子浓度幂之乘积为常数。
一些难溶化合物的溶度积，参考P124-表6-3。
4.1.2 溶度积(Ksp)与溶解度(S)的关系
(1) 溶解度S
一定温度下，物质在100g水中能溶解的最大量。
溶解 AaBb (s) 沉淀
aAn+(aq) + bBm-(aq)
aS
bS
∴Ksp = [An+]a[Bm-]b = (aS)a(bS)b = aa . bb .Sa+b
【例1】 氯化银在298K时的溶解度为1.91 × 10-3 g·L-1， 求其溶度积。
【例5】计算欲使0.010 mol·L-1Fe 3+开始沉淀和沉淀完 全时的pH值。已知Fe(OH)3的Ksp = 1.1×10-36。

解：AgI沉淀需Ag+的浓度： c(Ag+)=Ksp/c(I-)=8.5×10-15 mol/L
AgCl沉淀需Ag+的浓度：
先析出AgI沉淀
c(Ag+)=Ksp/c(Cl-)=1.8×10-8 mol/L
当开始生成AgCl沉淀时，溶液中还残留I-为：
2.1X10-7
交流讨论
对于已存在平衡:AgCl （S）
Ag+ + Cl- 的体系
若改变条件，对其有何影响
改变条件 升温
平衡移动方向 c（Ag+ ） c（Cl-）
溶解方向
增大
增大
加AgCl（s） 不移动 加NaCl（s） 沉淀方向
不变
减小
不变
增大
加AgNO3(s) 沉淀方向
增大
减小
二、沉淀溶解平衡的应用
请你构建一些沉淀溶解平衡 体系。 • 请你举一些你知道的利用沉淀溶解平衡原理的实例。
【讨论】如果在钡餐透视中误食了可溶性钡盐，如何急救?
二、沉淀溶解平衡的应用
（一）沉淀的生成(在除去某些离子、离子的检验、无机化合物的制备等）
（二）沉淀的转化
沉淀的转化实质
沉淀溶解平衡的移动
AgCl(s) Ag+ + Cl-
Ca5(PO4)3F+ OH-
5.重晶石（主要成分是BaSO4）是制备钡化合 物的重要原料 :BaSO4不溶于酸，但可以用饱 和Na2CO3溶液处理转化为易溶于酸的BaCO3
BaSO4
B+a2+ + SO42-
Na2CO3
CO32- + 2Na+
BaCO3(s)
BaSO4 + CO32-