硝酸银和可溶性酸式磷酸盐作用生成何种沉淀要重视反应过程中溶液酸度的改变

硝酸银和可溶性酸式磷酸盐作用生成何种沉淀要重视反应过程中溶液酸度的改变 硝酸银和可溶性酸式磷酸盐作用生成何种沉淀 ——要重视反应过程中溶液酸度的改变 (1)问的提出 把AgNO液滴入KHPO液即得黄色沉淀。沉淀为何物,从参考书上查得AgHPO和32424AgPO均为黄色沉淀，只是AgHPO的颜色略浅些，因此不能简单地根据颜色深浅来断定3424 沉淀是何物。用什么才能作出正确的判断呢, ?如若滴加AgNO液时得到的沉淀是AgHPO 324 2AgNO，KHPO?AgHPO，2KNO 324243 在滴加AgNO并生成AgHPO的过程中，溶液中尚未参加反应的KHPO浓度逐渐变32424稀。因此可把滴加AgNO液过程看成是KHPO浓度减小的过程(KHPO溶液的pH,9.4)，324242-溶液pH值将由,9逐渐下降为,7。在“HPO完全沉出时”，是KNO的溶液，其pH值不43可能明显小于7。 2-?若生成的黄色沉淀是AgPO则在生成沉淀的同时释出H+(是原先HPO中的)，它将344导致溶液pH下降，甚至降到7以下。因此，在滴加AgNO液的同时测定混合液pH值的改3 变，若最终pH,7，则黄色物为AgHPO;若pH明显小于7，黄色沉淀则是AgPO。 2434 实验事实是:随着AgNO液的滴入，溶液的pH值逐渐降低，最终降为3—4。可见黄3 色沉淀是AgPO。 34 (2)根据实验结果书写反应方程式 +在滴加AgNO液到KHPO溶液的过程中，可认为是Ag不足量而P(V)是过量的。若324 把反应式写成 3AgNO，KHPO?AgPO，2KNO，HNO 3243433+反应式表明在生成AgPO的同时释出了H。如果这个写法是正确的话，那么溶液的34 pH将由,9很快地降为3—4。然而实验事实是“pH值是逐渐下降”的。两者的矛盾发生在:+2--释出的H将和溶液中过量的(即尚未参与反应的)HPO结合成HPO，因此正确的反应式是 424+2--3Ag，2HPO?AgPO，HPO 434242-2-pH值改变表明:在滴加AgNO液过程中，部分HPO生成沉淀，另一部分HPO和(沉344+-2-淀时)释出的H结合成HPO。即滴加AgNO液生成AgPO的过程就是另一部分HPO243344-2--转化为HPO的过程。当加入AgNO液“恰好导致”溶液中HPO“全部转化”为HPO后，243424-如果再滴加AgNO液，继续发生的反应将是AgNO和HPO生成沉淀的问题了(不论我们3324 是否意识到这一点，但这是确定无疑的事实)。此时在生成AgPO过程中，释出的H+(“原34--先”HPO中的)将和溶液中的HPO结23合成HPO，反应方程式是 242434+-3Ag，3HPO?AgPO，2HPO 243434-当在生成沉淀的同时溶液中的HPO基本上”转化为HPO后，继续滴入AgNO液，24343+将是它能否和HPO发生反应。如若仍能生成黄色AgPO沉淀，此时释出的H就只能以3434++H存在(相当于强酸溶液中的H)，pH可降到,2。然而实验事实是最终pH为3—4。这就+3表明:Ag不可能和HPO生成沉淀。取1—2cm 0.1mol/LHPO液和1mL 0.1mol/L AgNO243432-混合，未见沉淀。由此可知:过量AgNO液和HPO液反应的产物是AgPO和HPO。 343434 (3)由实验和讨论得到的结论 ?测定溶液pH值的改变，有助于对实验进行的情况及完全程度作出判断(水溶液中进行的、绝大多数的化学反应都伴随着pH的改变);从另一个角度看，为了确保某反应能够顺+利进行，常需维持一定的H浓度。维持方法是加缓冲溶液，或加适当过量的酸或碱溶液。2+-后者如在酸性溶液中进行MnO和Fe的反应时， 4-2++2-3+MnO，5Fe，8H?Mn，5Fe，4HO 42-+若有1molMnO参与反应将消耗8molH，为此需加过量的HSO。如若不加过量的酸，424++-则在反应进行了一段时间(是消耗H的过程)后，因H浓度下降而MnO可能被还原为MnO。423-那么，如何掌握适当过量呢,如实验过程中消耗了20cm 0.02mol/LMnO，则同时消耗的4+-3+H量为0.02×0.02×8=3.2×10mol。若用2mol/LHSO来维持溶液中的H，起码需HSO溶2424液的量为x +-32×2(1molHSO中有2molH)×x=3.2×10 24 -43x=8×10L，即0.8cm。 +一般在作此实验前加4—6mL(远远超过0.8mL)2mol/L来维持溶液的H，这样就可认为+自始至终这个反应是在H的浓度较为恒定的溶液中进行(请看，估计加酸量很容易)。 2+2+-?以酸式根为沉淀剂生成正盐沉淀的反应甚多。读者熟悉的实例有:Ca、Mg和HCO3生成碳酸盐沉淀的反应式为(就是暂时硬水软化的方程式): 2+-M，2HCO?MCO，CO?，HO(M=Ca，Mg) 3322++它们的共同特点是:沉淀时释出的H和酸式根结合成含H较多的酸式根或多元弱酸。-2+兹以HA表示酸式根，讨论它们和M的反应(生成MA沉淀)的一般规律 2+-M，2HA?MA，HA 2---(注:除HSO、HSeO酸式根外，HA表示所有多元酸的酸式根。)当反应进行了一段44-2+-时间后，溶液中HA“全转化”为HA(如HCO、HCO、HPO……)，继续滴加的M是它22324242--能否和HA应的问题。显然，HA溶液中A浓度明显低于HA-(在HA和HA浓度相近时)2222-2-中的A，就是说HA中的,A,只能满足溶解度更小的MA沉淀的要求。如若不然，沉2+淀反应将在中部“停止”。现将常见的酸式盐和Mn作用生成正盐的实例写在下面。 0需很浓(10mol/L)的沉淀剂才能得到正盐沉淀的实例: 2+-Mg和HCO-(,1mol/L)生成MgCO能和一般浓度HA生成正盐MA沉淀的反应: 33----2-HA为HCO、HCO、HPO、HS 3244+2+2+2+2++Mn为Ca、Sr、Ba、Pb、Ag…… -能和HA(包括HPO、HPO)生成正盐MA沉淀的实例: 22434-+2+3+2+2+2+HPO和Ag、Pb;HCO和Ca、Sr、Ba、Fe、 242242+2+2+2+3+2+Pb;HS和Pb、Cd、Cu……;HPO和La、Pb 234 由上述实验事实可知:在正磷酸盐沉淀中，LaPO、Pb(PO)的溶解度低于AgPO，434234而AgPO又低于Ca(PO)、Ba(PO);在碳酸盐沉淀中，MgCO的溶解度比CaCO的大3434234233-5-9(Ksp分别为10、10);又，MgCO溶解度大于FeCO; 2424 硫化物中也有类似情况，不赘述。 -2+(4)HA和M生成M(HA)沉淀实例 2+2-多数情况下，酸式盐的溶解度大于相应正盐，因此需用一定的H(为了调整液中A和-HA浓度间的比值)。如制备AgHPO沉淀的方法是:使AgNO和HPO混合加热，蒸发得24334AgHPO。 24 2AgPO，HPO?3AgHPO 343424 顺便提及，AgHPO沉淀在有明显水量存在时，易发生下列分解反应 24 3AgHPO?2AgPO，HPO 2434342-因此，在以上把AgNO滴入HPO得到AgPO的实验中，究竟是一开始就生成AgPO343434的呢，还是生成AgHPO遇水分解为AgPO,无法判定。即使从溶液pH改变考虑，也得2434 不到相应结论。幸好化学反应方程式只表示反应的起始态(初态)和最终生成物(终态)的物种，2-一般不表示反应的历程。为此，把过量阳离子和HPO反应的方程式写在下面 42+2--3M，4HPO?M(PO)，2HPO 4342242+2+2+M为Ca、Sr、Ba+(溶解度不很小的沉淀) 22+2-3M，3HPO?M(PO)，HPO 4342342+M为Ag+(溶解度较小的沉淀) 2++2-3M，2HPO?M(PO)，2H 43422+3+M为Pb，、La、镧系元素(溶解度最小) 2