第三章 水化学与水污染

《普通化学》教案

第三章 水化学与水污染（讲授6学时）

一、本章教学内容：

3.1 溶液的通性

3.2 水溶液中的单相离子平衡 3.3 难溶电解质的多相离子平衡

二、本章教学要求

蒸气压 沸点 凝固点 渗透压 依数定律缓冲溶液 同离子效应 配合物 解离平衡 溶度积 多相离子平衡

三、本章教学重点、难点

重点：1、弱酸、弱碱及缓冲溶液中PH值的计算，溶度积和溶解度的计算。

2、用化学平衡原理讨论弱酸、弱碱在水溶液中的解离平衡，影响上述平衡的因素，掌握各种

平衡同时存在下的相互关系和有关计算是本章的重点也是本章的难点。

难点：用化学平衡原理讨论弱酸、弱碱在水溶液中的解离平衡，影响上述平衡的因素，掌握各种平

衡同时存在下的相互关系和有关计算。

四、讲授内容概要 3.1溶液的通性

溶液的蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降及渗透压

?p?nBn?pA?xBpA相关公式：

ΔTbp＝kbpm ΔTfp＝kfpm ПV＝nRT

例1、在10.00kg水中要加入多少乙二醇[C2H4(OH)2]才能保证溶液在温度降到－10.00℃时不会结冰？其在10.00℃时的蒸气压是多少？沸点是多少？

解：⑴ 设需加入乙二醇x kg

根据ΔTfp＝kfpm 得10.00=(1.85×1000x)/(10.00×62) x=0.35kg； ⑵ 根据Δp=(nB/n)pA

得nB=0.35×1000/62=5.65mol n=(10.00×1000/18)＋5.65=561.21 所以：Δp=(5.65/561.21)×1228=12.36

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p=1228－12.36=1215.64Pa

⑶ 根据ΔTbp＝kbpm 得ΔTbp＝(0.52×0.35×1000)/(10.00×62)=0.29 Tbp＝100.00＋0.29=100.29℃

答：需加入乙二醇不少于0.35kg，其在10.00℃时的蒸气压是1215.64Pa，该溶液的沸点是100.29℃

3.2水溶液中的单相离子平衡 (一)、酸碱理论

酸碱电离理论

酸碱质子理论（二）、酸和碱在水溶液中的pH值

c(H?)?c??c?Kac(H)?c???Kb?c（三）、缓冲溶液的pH值分子碱与其共轭的离子酸组成的缓冲溶液：

pH=14－pKb－lg(c共轭酸/c共轭碱)分子酸与其共轭离子碱组成的缓冲溶液：

pH=pKa－lg(c共轭酸/c共轭碱)

例2、欲配制pH=6.80的KH2PO4~Na2HPO4标准缓冲溶液500ml，并使溶液中KH2PO4的浓度为0.0500mol·L－1，问需KH2PO4和Na2HPO4各多少克？

解：H2PO4 === HPO4＋H

设需KH2PO4和Na2HPO4分别为x和y g

则 x/(0.50Mx)=0.0500 得 x=0.0500×0.50×136=3.40g； pH＝pKa－lg(c共轭酸/c共轭碱)

6.80=p6.23×10－8－lg(0.0500×0.50My/y) 即 (0.0500×0.50×142/y)=2.57 所以 y=1.38g

答：需KH2PO4和Na2HPO4分别为3.40g和1.38g。 （四）、配离子的解离平衡

K的意义： K＝K不稳=Ki

－

2－

+

2

Kt的意义： Kt＝K稳Kt与Ki的关系： Kt＝1/Ki

3.3 难溶电解质的多相离子平衡

(一)、沉淀和溶解平衡：

AnBm(s) == nAm＋＋mBn－ KS＝(cAm＋/cθ)n · (cBn－/cθ)m

例3、茶壶内壁覆盖13.6g的CaSO4，如以1.0L纯水洗涤此茶壶，问能洗去沉淀多 少？如果要除去一半CaSO4，需要多少升水（假定每此都以1.0L纯水去洗，并都洗至纯水成CaSO4饱和溶液）？

解：CaSO4 === Ca2++SO42－

设能洗去沉淀x g 则 Ks=(x/MG)2 即 7.10×10－5=(x/136)2 x=1.15g；

设需要y水 则 y=13.6/2x=13.6/(2×1.15)=5.91L 答：能洗去沉淀1.15g，需要5.91L水。

（二）、溶度积规则：

AnBm(s) == nAm＋＋mBn－

(cAm＋/cθ)n ·(cBn－/cθ)m＜Kspθ时则溶液未饱和，沉淀溶解；

(cAm＋/cθ)n ·(cBn－/cθ)m＝Kspθ时则溶液达饱和，沉淀既不溶解也不析出； (cAm＋/cθ)n ·(cBn－/cθ)m＞Kspθ时则溶液过饱和，会有沉淀析出。

例4、试通过计算说明，在100ml浓度为0.15mol·L－1的AgNO3溶液中，加入50ml浓度为0.10mol·L－1的KI溶液，是否有AgI沉淀产生？ 解：AgI(s) === Ag+ + I－

Qc=c(Ag+)·c(I－)=(100×0.15/150)·(50×0.10/150) =3.33×10－3＞Ks(AgI)=8.51×10－17

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所以有AgI沉淀产生。

五、本章习题

P156—159 4、6、9、14、17、18、19、21、22。

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