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制备氢氧化物沉淀原理分析及应用完成日期：2011/10/16作者：王明粲闵阁张洋宇赵静贤傅绍恒一、摘要在水溶液中配置氢氧化物沉淀时，溶液pH会有差异。
而产生氢氧化物沉淀条件也不尽相同。
除少数碱金属外，大多数金属氢氧化物都属难溶化合物。
因此，在湿法冶金实践中，最常用金属沉淀法是中和水解生成难溶氢氧化物沉淀。
二、背景在沉淀溶解平衡实验中，制备了部分氢氧化物沉淀。
而根据实验发现，产生氢氧化物沉淀时溶液pH有一定差异，并且不一定是在碱性条件下才有氢氧化物沉淀生成。
同时，也观察到并不是加入碱碱性越强或者量越多沉淀越完全。
本次讨论，着重在于研究氢氧化物沉淀产生机理,以及探讨氢氧化物制备和应用。
三、内容1、氢氧化物沉淀原理除少数碱金属外，大多数金属氢氧化物都属难溶化合物。
因此，在湿法冶金实践中，最常用金属沉淀法是中和水解生成难溶氢氧化物沉淀，其典型沉淀反应为：（1）相应金属氢氧化物溶度积为：（2）又从水离解平衡知：（3）于是可以得到金属氢氧化物如下关系：（4）式中Ksp－金属氢氧化物溶度积；Kw－水离子积。
由上式可知，在一定温度下，金属氢氧化物沉淀形成pH值由该金属离子价态及其氢氧化物溶度积决定。
若规定＝1mol∕L时为开始沉淀，＝10－5mol∕L时为沉淀完全，则由上式可求出相应于金属氢氧化物开始沉淀和沉淀完全pH值。
一些常见金属氢氧化物溶度积及沉淀pH值列在下表中。
表常见金属氢氧化物25℃下溶度积及沉淀pH值金属氢氧化物溶度积KsplgKsp完全沉淀最低pH值Ag（OH）－7.71Al（OH）－33.50 4.90 3－21.30Be（OH）2－5.19Ca（OH）2Cd（OH）－14.359.40 2－14.908.70Co（OH）2Co（OH）－44.50 1.60 3－29.80 5.60Cr（OH）3Cu（OH）－19.327.40 2－15.10Fe（OH）2Fe（OH）－38.80 3.20 3－11.1511.00Mg（OH）2Mn（OH）－12.8010.10 2－15.207.45Ni（OH）2Ti（OH）－53.0＜0 4Zn（OH）－16.468.10 2对一种具体金属离子，都存在一种水解沉淀平衡：（5）由此水解平衡可得到溶液中剩余金属离子活度及溶液pH值下述关系：（6）上式表明金属氢氧化物溶解特征是pH函数。
专题19 难溶电解质的溶解平稳热点题型和提分秘籍【高频考点解读】1．明白得难溶电解质在水中的沉淀溶解平稳特点，正确明白得和把握溶度积K SP 的概念。
2．把握运用浓度商和平稳常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。
3．把握简单的利用K SP 的表达式，计算溶液中相关离子的浓度。
【热点题型】题型一 沉淀溶解平稳例一、化工生产中经常使用MnS 作沉淀剂除去工业废水中的Cu 2＋：Cu 2＋(aq)＋MnS(s) CuS(s)＋Mn 2＋(aq)，以下说法错误的选项是( )A ．MnS 的K sp 比CuS 的K sp 大B ．该反映达到平稳时c (Mn 2＋)＝c (Cu 2＋)C ．往平稳体系中加入少量CuSO 4固体后，c (Mn 2＋)变大D ．该反映的平稳常数K ＝K sp MnS K sp CuS【提分秘籍】阻碍沉淀溶解平稳的因素 1．阻碍沉淀溶解平稳的因素 (1)内因难溶电解质本身的性质，也是要紧因素。
(2)外因以AgCl 为例：AgCl(s)Ag ＋(aq)＋Cl －(aq)外界条件 移动方向 c (Ag ＋)K sp升高温度正向 增大 增大 加入少量的AgNO 3 逆向 增大 不变 加入Na 2S正向减小不变通入HCl逆向减小不变2.物质的溶解度和溶度积溶度积(K sp)反映难溶电解质在水中的溶解能力，对同类型的电解质而言，K sp数值越大，电解质在水中溶解度越大；K sp数值越小，难溶电解质的溶解度也越小。
【专门提示】(1)沉淀溶解平稳是化学平稳的一种，沉淀溶解平稳移动分析时也一样遵循勒夏特列原理。
(2)溶度积大的难溶电解质的溶解度不必然大，只有组成相似的难溶电解质才有可比性。
(3)复分解反映老是向着某些离子浓度减小的方向进行，假设生成难溶电解质，那么向着生成溶度积较小的难溶电解质的方向进行。
【触类旁通】已知25 ℃时，几种物质的溶度积常数为AgCl～1.8×10－10；AgBr～7.7×10－13，AgI～8.51×10－16，以下有关说法错误的选项是( )A．三种物质在常温下溶解度最小的是AgIB．饱和AgCl溶液中，c(Ag＋)≈1.34×10－5 mol/LC．将氯化银置于饱和KI溶液中，固体慢慢会由白色转化为黄色D．将浓度均为1×10－6 mol/L的AgNO3溶液、KBr溶液等体积混合会生成沉淀【热点题型】题型二沉淀溶解平稳的应用例二、已知常温下，AgBr的K sp＝4.9×10－13、AgI的K sp＝8.3×10－17。
一、实验目的1. 了解溶度积常数的概念及其在化学平衡中的应用；2. 掌握测定溶度积常数的方法和原理；3. 通过实验，加深对难溶电解质溶解平衡的理解；4. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理溶度积常数（Ksp）是难溶电解质在饱和溶液中溶解平衡时，各离子浓度幂之积的常数。
对于难溶电解质AmBn（s）⇌mAn+（aq）+nBn-（aq），其溶度积常数的表达式为：Ksp=[An+]^m×[Bn-]^n。
本实验采用分光光度法测定溶度积常数。
首先，配制一系列不同浓度的难溶电解质溶液，然后测定其吸光度。
根据比尔定律，吸光度与溶液中待测物质浓度成正比。
通过绘制标准曲线，可以得到待测溶液的浓度，进而计算溶度积常数。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：分光光度计、容量瓶、移液管、烧杯、玻璃棒、试管、滴定管等；2. 试剂：待测难溶电解质、标准溶液、酸碱指示剂、显色剂等。
四、实验步骤1. 准备标准溶液：根据实验要求，配制一系列不同浓度的标准溶液，并测定其吸光度，绘制标准曲线；2. 配制待测溶液：按照实验要求，准确称取一定量的待测难溶电解质，溶解后定容至一定体积，摇匀；3. 测定待测溶液吸光度：将待测溶液和标准溶液分别注入比色皿中，在特定波长下测定吸光度；4. 计算溶度积常数：根据标准曲线，得到待测溶液的浓度，代入溶度积常数的表达式，计算溶度积常数。
五、实验数据与结果1. 标准曲线：根据实验数据，绘制标准曲线；2. 待测溶液浓度：根据标准曲线，得到待测溶液的浓度；3. 溶度积常数：代入溶度积常数的表达式，计算溶度积常数。
六、实验结果分析1. 比较实验测得的溶度积常数与理论值，分析误差来源；2. 分析实验操作过程中可能出现的误差，提出改进措施；3. 总结实验结果，对难溶电解质溶解平衡的理解进行阐述。
七、实验结论通过本次实验，我们掌握了测定溶度积常数的方法和原理，加深了对难溶电解质溶解平衡的理解。
实验结果表明，本实验方法可靠，结果准确。
2020届高中化学二轮专题复习提分特训之填空题（四）沉淀溶解平衡应用及溶度积的计算1．某温度下，Ca(OH)2、CaWO4的相关数据见下表项目CaWO4Ca(OH)2－lg c(阴离子)42－lg c(Ca2＋)64将钨酸钠溶液加入石灰乳中，发生反应的离子方程式为WO2－4(aq)＋Ca(OH)2(s)CaWO4(s)＋2OH－(aq)该温度下此反应的平衡常数为________。
2．已知常温下，H2S的电离常数：K1＝1.3×10－7，K2＝7.1×10－15，则0.1mol·L－1H2S溶液的pH约为________(取近似整数值)；向浓度均为0.001mol·L－1的AgNO3和Hg(NO3)2混合溶液中通入H2S气体，开始生成沉淀的c(S2－)为________。
(已知：K sp(Ag2S)＝6.3×10－50，K sp(HgS)＝1.6×10－52)3．用惰性电极电解浓度较大的CuCl2溶液，阳极的电极反应式为________________，当电解到一定程度，阴极附近出现蓝色Cu(OH)2絮状物。
常温下，经测定阴极附近溶液的pH＝m，此时阴极附近c(Cu2＋)＝______________mol·L－1(已知：Cu(OH)2的K sp＝2.2×10－20)。
4．镁－H2O2酸性燃料电池的反应原理为Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O,则正极反应式：________________________________________________________________________。
常温下，若起始电解质溶液pH＝1，则pH＝2时，溶液中Mg2＋浓度为________。
当溶液pH＝6时，________(填“有”或“没有”)Mg(OH)2沉淀析出(已知K sp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12)。
一、实验目的1. 了解溶度积原理及其在实际应用中的重要性；2. 掌握测定溶度积常数的方法和步骤；3. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理溶度积常数（Ksp）是衡量难溶电解质在水溶液中溶解度的一个重要参数。
在一定温度下，难溶电解质在水中达到饱和溶解时，其溶解度与离子浓度的乘积为一个常数，即溶度积常数。
实验中，通过测定饱和溶液中难溶电解质的离子浓度，可以计算出其溶度积常数。
三、实验器材与试剂1. 器材：分光光度计、移液管、容量瓶、烧杯、试管、滴定管、洗耳球、滤纸等；2. 试剂：氯化铅、碘化钾、硝酸、硝酸钾、硫酸铁铵、盐酸、氢氧化钠等。
四、实验步骤1. 准备实验器材和试剂；2. 配制氯化铅饱和溶液：称取一定量的氯化铅，加入适量去离子水，充分搅拌溶解，待溶液冷却至室温后，转移至容量瓶中，定容至刻度线；3. 配制碘化钾溶液：称取一定量的碘化钾，加入适量去离子水，充分搅拌溶解，转移至容量瓶中，定容至刻度线；4. 混合溶液：取一定量的氯化铅饱和溶液和碘化钾溶液，按照一定比例混合，充分搅拌，使氯化铅与碘化钾反应生成沉淀；5. 静置沉淀：将混合溶液静置一段时间，使沉淀充分沉降；6. 滤取上清液：用滤纸过滤沉淀，收集上清液；7. 测定上清液中离子浓度：取一定量的上清液，加入适量的硫酸铁铵溶液，使碘离子与铁离子发生反应，生成沉淀；8. 滤取沉淀：用滤纸过滤沉淀，收集沉淀；9. 测定沉淀质量：称取沉淀质量，计算沉淀的摩尔质量；10. 计算溶度积常数：根据实验数据，计算氯化铅的溶度积常数。
五、实验结果与分析1. 实验数据：| 混合溶液体积（mL） | 氯化铅溶液体积（mL） | 碘化钾溶液体积（mL） | 沉淀质量（g） || :-----------------: | :-----------------: | :-----------------: | :----------: || 10.0 | 5.0 | 5.0 | 0.20 |2. 结果分析：根据实验数据，计算氯化铅的溶度积常数Ksp如下：Ksp = (沉淀质量 / 摩尔质量) × (氯化铅溶液浓度× 碘化钾溶液浓度)^2其中，沉淀质量为0.20g，摩尔质量为235.27g/mol，氯化铅溶液浓度为0.1mol/L，碘化钾溶液浓度为0.1mol/L。
溶度积常数的测定实验报告一、实验目的1、了解难溶电解质溶度积常数的测定原理和方法。
2、掌握用沉淀滴定法测定难溶电解质的溶度积常数。
3、学习使用酸度计和磁力搅拌器等实验仪器。
二、实验原理在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时，离子浓度的幂之积为一常数，称为溶度积常数（Ksp）。
例如，对于难溶电解质 AB，其溶解平衡可表示为：AB(s) ⇌ A⁺（aq) ＋ B⁻（aq)则溶度积常数 Ksp ＝ A⁺B⁻本实验通过测定一定温度下难溶电解质（如氯化银）在溶液中的饱和浓度，进而计算其溶度积常数。
采用沉淀滴定法，以硝酸银标准溶液滴定氯离子，根据消耗的硝酸银标准溶液的体积和浓度，计算出氯离子的浓度，从而得到氯化银的溶度积常数。
三、实验仪器与试剂1、仪器酸度计磁力搅拌器移液管（2500 mL）滴定管（5000 mL）锥形瓶（250 mL）2、试剂氯化钠标准溶液（01000 mol/L）硝酸银标准溶液（约 01000 mol/L）铬酸钾指示剂（5%）去离子水四、实验步骤1、硝酸银标准溶液的标定准确移取 2500 mL 氯化钠标准溶液于 250 mL 锥形瓶中，加入 25 mL 去离子水和 1 mL 铬酸钾指示剂。
用硝酸银标准溶液滴定至溶液出现砖红色沉淀且 30 秒内不消失，即为终点。
记录消耗的硝酸银标准溶液的体积 V₁（mL）。
2、饱和氯化银溶液的制备在干净的小烧杯中加入适量的氯化钠固体，加入去离子水搅拌使其溶解，直至溶液中有未溶解的氯化钠固体存在，此时得到饱和氯化钠溶液。
向饱和氯化钠溶液中加入过量的硝酸银溶液，搅拌均匀，静置一段时间，使氯化银沉淀充分生成。
然后用普通滤纸过滤，得到饱和氯化银溶液。
3、饱和氯化银溶液中氯离子浓度的测定准确移取 2500 mL 饱和氯化银溶液于 250 mL 锥形瓶中，加入 25 mL 去离子水和 1 mL 铬酸钾指示剂。
用标定好的硝酸银标准溶液滴定至溶液出现砖红色沉淀且 30 秒内不消失，即为终点。
韩山师范学院化学系化学专业物化实验课实验报告
班级 20011312 学号 23 姓名 高旺珠 同组 评分 实验日期: 2004年9月22日 室温 27.0℃ 气压 101.56×103Pa 教师
难溶金属氢氧化物溶度积的测定
实验目的：
1、掌握pH 自动滴定法测定难溶金属氢氧化物溶度积的原理和方法；
2、学会pH 自动滴定仪测定Ni(OH)2的溶度积。
实验原理：
难溶性金属氢氧化物溶度积符合下式：
K SP =a +n M
·
a n
OH -
在定温下
K SP
为常数。
根据水的离子积K w =a H +·a OH
-
可的得氢离子活度与
K SP 的关
系即溶液pH 与
K SP 的关系。
因此若准确地测出形成某金属氢氧化物沉淀时溶液的pH 值和金
属离子的活度或浓度就可以算得
K SP 值。
如图7-1是一个典型的pH 滴定曲线：图中AB 线段为沉淀形成阶段，加入的NaOH 消耗与金属离子结合，故溶液pH 值变化缓慢，滴定曲线几乎呈水平状态。
在沉淀阶段AB 线段间任取一点i ，并确定i 的两个坐标的准确值，就得到该点的pH 值和对应的NaOH 的滴定量，则在实验温度下被测的金属氢氧化物的溶度积：
K SP =[Ni
2+
]i [OH -
]2
i
而[Ni 2+
]=N NaOH (V B -V i )/2(V +2i N +V i ) [OH -]=10-14
/10
-(pH)
j
则
K SP =[N NaOH (V B -V i )/2(V +2i
N +V i )]×[10-14/10-(pH)j ]2
P
图７-1 p Ｈ滴定曲线
图７－２滴定曲线式中N NaOH为标准溶液NaOH的当量浓度，V B为B点所消耗的NaOH体积，V i为i点所消耗的NaOH体积，V 2
i
N
为实验时所用NiSO4溶液的体积，（PH）i为i点的pH值。
本实验采用pH自动滴定法进行。
将玻璃电极与甘汞电极插入被测溶液NiSO4之中，组成待测电池置于ZD-1型滴定台上，与ZD-3型自动电位滴定
计和XW—100型自动电位差计配套组成测定系统。
随着NaOH标准溶液的不断滴入被测液的pH值即电池的电动势将发生连续变化。
这个变化的电讯号送到ZD-3型自动电位滴定计进行放大，并显示溶液的pH值。
并且它经取样转化为脉冲信号，送到DZ型滴定装置，控制电磁阀，以此控制NaOH的滴入量。
同时电动势变化的信号也输入自动电位差计，驱动记录笔绘出滴定的时间—pH曲线，如左图7—2。
滴定所消耗的NaOH溶液体积则由滴定管直接读出。
实验仪器：
ZD-3型自动电位滴定计；ZD滴定装置(00312112)；XW-100型自动电子电位差计；
自动滴定管(50mL)；移液管；231型玻璃电极；饱和甘汞电极；烧杯
实验药品：
0.2000mol／L NaOH标准溶液；0.5mol／L NiSO4待测溶液
实验步骤：
1、组装仪器：仪器的连线参照说明书连接好；
2、制待测液：以2ml 1.0mol·L-1 NiSO4溶液和50ml蒸馏水的比例配制5份待
测液；
3、绘制工作曲线：以标准缓冲溶液校正仪器后，将1份待测液置于滴定台上，
插入电极后调整装置各部分运转情况，进行过量滴定，记录仪将回出完整的
滴定工作曲线；
4、求B点所消耗的NaOH溶液体积V B：用作图法在工作曲线上求得A，B两点
的pH值，以B点 pH值作为滴定终点，进行自动控制滴定。
由滴定前后NaOH
溶液的体积求出所消耗的NaOH标准溶液体积V B；
5、求沉淀阶段任意2点所消耗的NaOH溶液的体积V i：在工作曲线上找出A，B
间任意3点的pH值，分别以它们作为滴定终点进行自动滴定，并由此求得
相应的3个NaOH标准溶液体积V i。
数据处理：
表二 A ，B 两点所消耗的NaOH 标准溶液体积V B
表三 沉淀阶段任意两点C ，D 点所消耗的NaOH 标准溶液体积V i
被测点落在碱性段时
pH
01
=6.86 pH
02
=9.18 则根据
K =
2
10
2
01pH pH E E -- K =18
.986.6)
135(8----=-54.74
又 b=E 0
1-KpH 01=-8-（-54.74）×6.86= 367.52 再根据
pH=
K
b
E -求得对应点的pH 值； 若被测点落在酸性段时pH 0
1
=4.00 pH 0
2=6.86 再根据K =
2
102
01pH pH E E --
K =86
.600.4)8(158---=-58.04
又 b=E 0
1
-KpH 01=158-（-58.04）×4.00=390.16 再根据
pH=
K
b
E -求得对应点的pH 值。
根据
K SP =[N NaOH (V B -V i )/2(V
+
2Ni + V i )]×[10-14
/10
-(pH)i
]
2
（其中
V B =2
21B B V V +=
2
78.1280.12+ml=12.79ml ; N NaOH = 0.2000mol ·L -1
; V +2Ni =52ml ）求得
被测的 Ni(OH)2的溶度积K SP ，得到结果如下表：
K SP =(8.09×10-15+12.73×10-15+7.41×10-15+11.16×10-15)÷4=9.85×10-15
本实验的相对误差为 ：Er=︱
ＳＰ理论
理论
ＫSP SP K K -︱×100﹪=∣15
15
1510
21021085.9---⨯⨯-⨯∣×100﹪=392.5﹪ 问题与讨论：
1.分析本实验误差较大的原因:
①理论值
k sp =2.0*10-15(新析出的Ni(OH)2
的k
sp
值18～25℃).而实验温度却为27.0℃,因
为k sp 是和温度有关的常数,所以温度不同k sp 理论值的也会发生变化,这是导致我们实验误差这么大的最主要原因.
② C 点和D 点的所取的值为A 点和B 点的三等分点,它们所测得的电池电动势对pH 值影响很大,而这个pH 值对于溶度积就影响更大了,所以这样算出来的误差会比较大
③在转折点前后滴加NaOH 溶液时一定要慢,这样能得到比较好的曲线图,作出来的误差也会相对较小,测C 、D 点的电池电动势时也要尽可能准确地滴加NaOH 溶液，这样可减少电池电动势所带来的误差。
④人为方面因素即配制溶液和绘图等所产生的误差。
⑤仪器的稳定性和灵敏度不是很好也会给我们实验结果带来误差。
