表 3-4 沉淀与共沉淀物质

沉淀

共沉淀物质

HgS

CuS , CdS

CuS

CdS , ZnS , FeS

CdS

ZnS

ZnS

MnS , CoS , NiS , FeS

Fe ( OH ) 3

Cu ( OH ) 2

Cr ( OH ) 3

Zn ( OH ) 2 , MR ( OH ) 2

SiO2 · nH2O

Al ( OH ) 3 · Fe (( OH ) 3

BaSO

4

CaSU , K SO , Ca ( NO ) , BS ( NO )

4 2 4 3 2 3 2

Al ( OH ) 3

Al2 ( SO4 ) 3

  1. 沉淀的溶解

使沉淀溶解的方法概括起来有下面 3 种: 1)利用生成弱电解质

表 3-4 沉淀与共沉淀物质 - 图1表 3-4 沉淀与共沉淀物质 - 图2表 3-4 沉淀与共沉淀物质 - 图3Mg(OH)2+2H+ Mg2++2H2O(生成难解离的水) ZnS+2H+ Zn2++H2S( 生 成 弱 酸 ) Mg(OH)2+2NH+4 Mg2++2NH3·H2O 生成弱碱

表 3-4 沉淀与共沉淀物质 - 图4AgCl+2NH3·H2O [Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O(生成难解离的配离子)上面 4 个反应都是由于生成弱电解质(水、弱酸、弱碱、配离子),而使难溶电解质饱和溶液中阴离子或阳离子浓度降低,使离子积小于它的 K φ,沉淀

-溶解平衡将向沉淀溶解方向移动,如:

表 3-4 沉淀与共沉淀物质 - 图5表 3-4 沉淀与共沉淀物质 - 图6Mg(OH)2 Mg2++2OH-+2H+ 2H2O

c(OH-)/cφ由于 H2O 的生成而下降,结果:

{c(Mg2+)/cφ}{c(OH-)/cφ2<K φ(Mg(OH) ) 使 Mg(OH)2 不断溶解。

  1. 利用氧化还原反应

例如:CuS 溶于 HNO3 中

3CuS+8H++2NO-3=3Cu2++3S↓+2NO↑+4H2O

在上面氧化还原反应中 S2-离子被氧化为单质 S 析出,降低了溶液中 S2- 离子的浓度,而使沉淀溶解。

  1. 利用沉淀转化

难溶强酸的盐如 BaSO4,不能采取加酸的办法使它溶解(为什么?)。但可把它转化为难溶弱酸盐使其溶解。可将 BaSO4 用 Na2CO3 处理,把它转化为 BaCO3。根据溶度积规则,BaCO3 沉淀条件为:

{c(Ba2+)/cφ}{c(CO2- )/cφ}>K φ(BaCO ) 在 BaSO4 饱和溶液中 Ba2+离子浓度为

K φ (BaSO )

c( Ba 2+ ) / cφ = sp 4

c(SO2− ) / cφ

此式与上不等式比较,可知 BaSO4 转化为 BaCO3 的条件是:

K φ (BaSO ) K φ ( BaCO )

sp 4 sp 3

c(SO2− ) / cφc(CO2− ) / c φ

4

c(CO2- ) / cφ

3

K φ ( BaCO )

3

c(SO2− ) / cφ

sp 3

K φ ( BaSO )

4

将溶度积数值代入得:

sp 4

c(CO2− ) / cφ

3

c(SO2− ) / cφ

5.1×10−9

1.1×10−10

= 46.4

为了把BaSO 转化为BaCO ,必须使溶液中CO2-离子浓度超过SO2- 离子浓

4 3 3 4

度46.4倍以上。因BaSO 饱和溶液中SO2-离子浓度很小,此条件易达到,但

随着反应的进行CO2- 离子浓度降低,而SO2- 离子浓度增加,当c(CO2- ) / c

3 4 3

(SO2- ) = 46.4时达到平衡,转化停止。如果把沉淀与溶液分离,再加入再加入 Na2CO3 溶液,转化又继续进行。重复操作几次, BaSO4 完全转化为BaCO3。BaCO3 可溶于盐酸中。