沉淀溶解平衡讨论报告
完成日期:20XX年11月3日
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一 摘要
本文主要围绕三个问题展开讨论。一个是预测硫酸铁和硫酸铝与碳酸钠反应的产物,第二个是根据本实验1-2)讨论酸碱平衡对沉淀生成的影响,最后一个是设计一种制备碳酸铬,碳酸铝以及碳酸铁的方法。
二 前言
讨论背景:在沉淀溶解平衡过程中,反应受多种因素影响。在不同的溶液组成条件下,沉淀生成的种类以及是否有沉淀生成都有可能不同。
讨论意义:加深对沉淀溶解平衡的理解,认识影响沉淀溶解平衡的因素,进而掌握制备沉淀的方法。
三 内容
(一)预测更换试剂后反应的产物
由于碳酸钠水中溶液的碳酸根离子水解使溶液呈碱性(该反应的平衡常数是2.13×10^(-4))。所以溶液中存在较多的氢氧根离子(大概是0.1M)。另一方面,氢氧化铁的Ksp=4.0×10^(-38),是一个非常小的数值(同样氢氧化铝的Ksp=1.3×10^(-33)也是一个非常小的数值)。所以溶液中很可能生成的是氢氧化物的沉淀。
再者,在水溶液中,若生成的是碳酸铁或者碳酸铝的话,由于碳酸根离子是弱酸的阴离子,铁离子和铝离子都是弱碱的阳离子,它们在水溶液中都会发生一定程度的水解反应,且相互促进,使得各自的水解程度增大,即发生双水解反应。生成的碳酸铁或碳酸铝又转化成了氢氧化铁或氢氧化铝。(注:碳酸铁双水解反应的平衡常数可以通过算该反应的ΔG,再通过van’t Hoff公式求出该反应的平衡常数。至于氢氧化铁的G可以通过铁离子的水解方程求出。)
综上所述,我们预计以硫酸铁和硫酸铝代替铬钾矾与碳酸钠发生反应的产物是氢氧化铁和氢氧化铝。
(二)结合实验1-2)阐述酸碱平衡对沉淀生成的影响
实验1-2)中硝酸锌与硫化氢反应生成硫化锌。ZnS(S)≒Zn+(aq)+S2-(aq)反应中有硫离子生成,当溶液中有较多的氢离子时,氢离子会与硫离子结合生成硫化氢的弱电解质,从而使沉淀溶解的这一反应向沉淀溶解的方向进行,使得硫化锌沉淀溶解。这解释了为什么硫化锌沉淀会溶于6M的HCl溶液中。
…… …… 余下全文