某些金属氢氧化物的溶度积word版本
化合物的溶度积常数表
×10-43
FeCO3
×10-11
CuC2O4
×10-10
*Zn3(PO4)2
×10-33
Hg2CO3
×10-17
*FeC2O4·2H2O
×10-7
其它盐
MgCO3
×10-6
Hg2C2O4
×10-13
*[Ag+][Ag(CN)2-]
×10-11
MnCO3
×10-11
MgC2O4·2H2O
×10-29
*Fe(OH)2
×10-16
**SnS2
2×10-27
HgI2
×10-29
*Fe(OH)3
4×10-38
**ZnS
×10-25
PbBr2
×10-6
*Mg(OH)2
×10-11
磷酸盐
*PbCl2
×10-5
*Mn(OH)2
×10-13
*Ag3PO4
×10-16
PbF2
×10-8
*Ni(OH)2（新制备）
* 摘自 Ed. Lange's Handbook of Chemistry, 13th. edition 1985
** 摘自其他参考书。
化合物
溶度积(温度 t/0C)
化合物
溶度积(温度 t/0C)
草酸亚铁
×10-7(25)
汞
硫化亚铁
×10-19(18)
氢氧化汞
×10-26(18--25)
铅
硫化汞(红)
ZnC2O4·2H2O
×10-9
*AgBrO3
×10-5
铬酸盐
硫酸盐
*AgIO3
金属盐类溶度积表
化合物的溶度积常数表化学溶解性表常见物质溶解性CU2+蓝色(稀)绿色(浓) FE3+黄色FE2+浅绿MNO4-紫色,紫红色沉淀的颜色MG(OH)2 ,AL(OH)3 ,AGCL,BASO4,BACO3,BASO3,CASO4等均为白色沉淀CU(OH)2蓝色沉淀FE(OH)3红褐色沉淀AGBR淡蓝色AGI ,AG3PO4黄色CuO 黑Cu2OFe2O3 红棕FeO 黑Fe(OH)3红褐Cu(OH)2 蓝FeS2 黄PbS 黑FeCO3 灰Ag2CO3 黄AgBr 浅黄AgCl 白Cu2（OH）2CO3 暗绿氢氧化铜(蓝色）；氢氧化铁（红棕色）氯化银（白色）碳酸钡（白色）碳酸钙（白色）2Mg+O2点燃或Δ2MgO 剧烈燃烧.耀眼白光.生成白色固体.放热.产生大量白烟白色信号弹2Hg+O2点燃或Δ2HgO 银白液体、生成红色固体拉瓦锡实验2Cu+O2点燃或Δ2CuO 红色金属变为黑色固体4Al+3O2点燃或Δ2Al2O3 银白金属变为白色固体3Fe+2O2点燃Fe3O4 剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体、放热4Fe + 3O2高温2Fe2O3C+O2 点燃CO2 剧烈燃烧、白光、放热、使石灰水变浑浊S+O2 点燃SO2 剧烈燃烧、放热、刺激味气体、空气中淡蓝色火焰.氧气中蓝紫色火焰2H2+O2 点燃2H2O 淡蓝火焰、放热、生成使无水CuSO4变蓝的液体（水）高能燃料4P+5O2 点燃2P2O5 剧烈燃烧、大量白烟、放热、生成白色固体证明空气中氧气含量CH4+2O2点燃2H2O+CO2 蓝色火焰、放热、生成使石灰水变浑浊气体和使无水CuSO4变蓝的液体（水）甲烷和天然气的燃烧2C2H2+5O2点燃2H2O+4CO2 蓝色火焰、放热、黑烟、生成使石灰水变浑浊气体和使无水CuSO4变蓝的液体（水）氧炔焰、焊接切割金属2KClO3MnO2 Δ2KCl +3O2↑ 生成使带火星的木条复燃的气体实验室制备氧气2KMnO4Δ K2MnO4+MnO2+O2↑ 紫色变为黑色、生成使带火星木条复燃的气体实验室制备氧气2HgOΔ2Hg+O2↑ 红色变为银白、生成使带火星木条复燃的气体拉瓦锡实验2H2O通电2H2↑+O2↑ 水通电分解为氢气和氧气电解水Cu2(OH)2CO3Δ2CuO+H2O+CO2↑ 绿色变黑色、试管壁有液体、使石灰水变浑浊气体铜绿加热NH4HCO3ΔNH3↑+ H2O +CO2↑ 白色固体消失、管壁有液体、使石灰水变浑浊气体碳酸氢铵长期暴露空气中会消失Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 有大量气泡产生、锌粒逐渐溶解实验室制备氢气Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 有大量气泡产生、金属颗粒逐渐溶解Mg+H2SO4 =MgSO4+H2↑ 有大量气泡产生、金属颗粒逐渐溶解2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ 有大量气泡产生、金属颗粒逐渐溶解Fe2O3+3H2 Δ 2Fe+3H2O 红色逐渐变为银白色、试管壁有液体冶炼金属、利用氢气的还原性Fe3O4+4H2 Δ3Fe+4H2O 黑色逐渐变为银白色、试管壁有液体冶炼金属、利用氢气的还原性WO3+3H2Δ W +3H2O 冶炼金属钨、利用氢气的还原性MoO3+3H2 ΔMo +3H2O 冶炼金属钼、利用氢气的还原性2Na+Cl2Δ或点燃2NaCl 剧烈燃烧、黄色火焰离子化合物的形成、H2+Cl2 点燃或光照2HCl 点燃苍白色火焰、瓶口白雾共价化合物的形成、制备盐酸CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4 蓝色沉淀生成、上部为澄清溶液质量守恒定律实验2C +O2点燃2CO 煤炉中常见反应、空气污染物之一、煤气中毒原因2C O+O2点燃2CO2 蓝色火焰煤气燃烧C + CuO 高温2Cu+ CO2↑ 黑色逐渐变为红色、产生使澄清石灰水变浑浊的气体冶炼金属2Fe2O3+3C 高温4Fe+ 3CO2↑ 冶炼金属Fe3O4+2C高温3Fe + 2CO2↑ 冶炼金属C + CO2 高温2COCO2 + H2O = H2CO3 碳酸使石蕊变红证明碳酸的酸性H2CO3 ΔCO2↑+ H2O 石蕊红色褪去Ca(OH)2+CO2= CaCO3↓+ H2O 澄清石灰水变浑浊应用CO2检验和石灰浆粉刷墙壁CaCO3+H2O+CO2 = Ca(HCO3)2 白色沉淀逐渐溶解溶洞的形成，石头的风化Ca(HCO3)2Δ CaCO3↓+H2O+CO2↑ 白色沉淀、产生使澄清石灰水变浑浊的气体水垢形成.钟乳石的形成2NaHCO3ΔNa2CO3+H2O+CO2↑ 产生使澄清石灰水变浑浊的气体小苏打蒸馒头CaCO3 高温CaO+ CO2↑ 工业制备二氧化碳和生石灰CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑ 固体逐渐溶解、有使澄清石灰水变浑浊的气体实验室制备二氧化碳、除水垢Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑ 固体逐渐溶解、有使澄清石灰水变浑浊的气体泡沫灭火器原理Na2CO3+2HCl=2NaCl+ H2O+CO2↑ 固体逐渐溶解、有使澄清石灰水变浑浊的气体泡沫灭火器原理MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2↑ 固体逐渐溶解、有使澄清石灰水变浑浊的气体CuO +COΔ Cu + CO2 黑色逐渐变红色，产生使澄清石灰水变浑浊的气体冶炼金属Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2 冶炼金属原理Fe3O4+4CO高温3Fe+4CO2 冶炼金属原理WO3+3CO高温W+3CO2 冶炼金属原理CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O2CH3OH+3O2点燃2CO2+4H2OC2H5OH+3O2点燃2CO2+3H2O 蓝色火焰、产生使石灰水变浑浊的气体、放热酒精的燃烧Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 银白色金属表面覆盖一层红色物质湿法炼铜、镀铜Mg+FeSO4= Fe+ MgSO4 溶液由浅绿色变为无色Cu+Hg(NO3)2=Hg+ Cu (NO3)2Cu+2AgNO3=2Ag+ Cu(NO3)2 红色金属表面覆盖一层银白色物质镀银Zn+CuSO4= Cu+ZnSO4 青白色金属表面覆盖一层红色物质镀铜Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 铁锈溶解、溶液呈黄色铁器除锈Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O 白色固体溶解Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 白色固体溶解CuO+2HCl=CuCl2+H2O 黑色固体溶解、溶液呈蓝色ZnO+2HCl=ZnCl2+ H2O 白色固体溶解MgO+2HCl=MgCl2+ H2O 白色固体溶解CaO+2HCl=CaCl2+ H2O 白色固体溶解NaOH+HCl=NaCl+ H2O 白色固体溶解Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O 蓝色固体溶解Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O 白色固体溶解Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O 白色固体溶解胃舒平治疗胃酸过多Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O 红褐色沉淀溶解、溶液呈黄色Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2OHCl+AgNO3= AgCl↓+HNO3 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验Cl—的原理Fe2O3+3H2SO4= Fe2(SO4)3+3H2O 铁锈溶解、溶液呈黄色铁器除锈Al2O3+3H2SO4= Al2(SO4)3+3H2O 白色固体溶解CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 黑色固体溶解、溶液呈蓝色ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O 白色固体溶解MgO+H2SO4=MgSO4+H2O 白色固体溶解2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2OCu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O 蓝色固体溶解Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2OMg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O 白色固体溶解2Al(OH)3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O 白色固体溶解2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O 红褐色沉淀溶解、溶液呈黄色Ba(OH)2+ H2SO4=BaSO4↓+2H2O 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验SO42—的原理BaCl2+ H2SO4=BaSO4↓+2HCl 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验SO42—的原理Ba(NO3)2+H2SO4=B aSO4↓+2HNO3 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验SO42—的原理Na2O+2HNO3=2NaNO3+H2O 白色固体溶解CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O 黑色固体溶解、溶液呈蓝色ZnO+2HNO3=Zn(NO3)2+ H2O 白色固体溶解MgO+2HNO3=Mg(NO3)2+ H2O 白色固体溶解CaO+2HNO3=Ca(NO3)2+ H2O 白色固体溶解NaOH+HNO3=NaNO3+ H2OCu(OH)2+2HNO3=Cu(NO3)2+2H2O 蓝色固体溶解Mg(OH)2+2HNO3=Mg(NO3)2+2H2O 白色固体溶解Al(OH)3+3HNO3=Al(NO3)3+3H2O 白色固体溶解Ca(OH)2+2HNO3=Ca(NO3)2+2H2OFe(OH)3+3HNO3=Fe(NO3)3+3H2O 红褐色沉淀溶解、溶液呈黄色3NaOH + H3PO4=3H2O + Na3PO43NH3+H3PO4=(NH4)3PO42NaOH+CO2=Na2CO3+ H2O 吸收CO、O2、H2中的CO2、2NaOH+SO2=Na2SO3+ H2O 2NaOH+SO3=Na2SO4+ H2O 处理硫酸工厂的尾气（SO2）FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl 溶液黄色褪去、有红褐色沉淀生成AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl 有白色沉淀生成MgCl2+2NaOH = Mg(OH)2↓+2NaClCuCl2+2NaOH = Cu(OH)2↓+2NaCl 溶液蓝色褪去、有蓝色沉淀生成CaO+ H2O = Ca(OH)2 白色块状固体变为粉末、生石灰制备石灰浆Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+ H2O 有白色沉淀生成初中一般不用Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH 有白色沉淀生成工业制烧碱、实验室制少量烧碱Ba(OH)2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH 有白色沉淀生成Ca(OH)2+K2CO3=CaCO3↓ +2KOH 有白色沉淀生成CuSO4+5H2O= CuSO4•H2O 蓝色晶体变为白色粉末CuSO4•H2OΔ CuSO4+5H2O 白色粉末变为蓝色检验物质中是否含有水AgNO3+NaCl = AgCl↓+Na NO3 白色不溶解于稀硝酸的沉淀（其他氯化物类似反应）应用于检验溶液中的氯离子BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓+2NaCl 白色不溶解于稀硝酸的沉淀（其他硫酸盐类似反应）应用于检验硫酸根离子CaCl2+Na2CO3= CaCO3↓+2NaCl 有白色沉淀生成MgCl2+Ba(OH)2=BaCl2+Mg(OH)2↓ 有白色沉淀生成CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 ↑MgCO3+2HCl= MgCl2+H2O+ CO2 ↑NH4NO3+NaOH=NaNO3+NH3↑+H2O 生成使湿润石蕊试纸变蓝色的气体应用于检验溶液中的铵根离子NH4Cl+ KOH= KCl+NH3↑+H2O 生成使湿润石蕊试纸变蓝色的气体合成氨工业和硝酸的生产密切相关，氨和空气混合后，通过铂铑合金网（催化剂）便被氧化为一氧化氮。
金属氢氧化物的碱性与溶解度
金属氢氧化物的碱性与溶解度金属氢氧化物是一类由金属离子和氢氧根离子组成的化合物，它们在水中溶解时会产生碱性溶液。
金属氢氧化物的碱性与溶解度是化学领域中一个重要的研究方向。
本文将从理论和实验两个方面探讨金属氢氧化物的碱性与溶解度。
一、金属氢氧化物的碱性金属氢氧化物的碱性是由其离子性质决定的。
一般来说，金属离子在水溶液中会与水分子发生反应，生成金属氢氧化物和氢氧根离子。
这个反应过程可以用化学方程式表示为：M+ + H2O → MOH + OH-其中，M+代表金属离子。
在这个反应中，金属离子失去一个正电荷，形成了金属氢氧化物，而水分子失去一个负电荷，形成了氢氧根离子。
氢氧根离子具有碱性，因此金属氢氧化物的溶液呈碱性。
金属氢氧化物的碱性大小与金属离子的电荷和原子半径有关。
一般来说，离子电荷越大，其吸引和结合氢氧根离子的能力越强，金属氢氧化物的碱性也就越强。
此外，金属离子的原子半径也会影响其与氢氧根离子的结合能力，原子半径越小，金属离子与氢氧根离子的结合能力越强，金属氢氧化物的碱性也就越强。
二、金属氢氧化物的溶解度金属氢氧化物的溶解度是指单位体积溶液中能溶解的金属氢氧化物的质量。
溶解度与溶剂的性质、温度和压力等因素有关。
一般来说，金属氢氧化物在水中的溶解度较高，因为水是一种极性溶剂，能够与金属离子和氢氧根离子形成氢键和离子键，促进金属氢氧化物的溶解。
金属氢氧化物的溶解度还与温度有关。
一般来说，温度升高，金属氢氧化物的溶解度会增大，因为温度升高会增加溶剂分子的运动速度和能量，促进溶质分子与溶剂分子的相互作用，有利于金属氢氧化物的溶解。
此外，金属氢氧化物的溶解度还受到压力的影响。
在常温下，压力对金属氢氧化物的溶解度影响较小，因为溶解过程中的体积变化不大。
但在高压下，金属氢氧化物的溶解度可能会有所增加。
结论金属氢氧化物的碱性与溶解度是由金属离子的电荷和原子半径决定的。
电荷越大、原子半径越小的金属离子，其金属氢氧化物的碱性越强。
难溶金属氢氧化物溶度积的测定——pH自动滴定法
图７－２ 滴定曲线实验七 难溶金属氢氧化物溶度积的测定——pH 自动滴定法实验目的：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 nOH-在定温下K SP 为常数。
根据水的离子积K w =a H+·aOH -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。
如左图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 =[Ni2+]i [OH -]2i而[Ni 2+]=N NaOH (V B -V i )/2(V+2iN +V i )[OH -]=10-14/10-(pH)j则K SP =[N NaOH (V B -V i )/2(V +2iN +V i )]×[10-14/10-(pH)j ]2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 +2i N 为实验时所用NiSO 4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NiSO 4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。
氢氧化物沉淀原理
氢氧化物沉淀原理【摘要】：除少数碱金属外，大多数金属的氢氧化物都属难溶化合物。
因此，在湿法冶金实践中，最常用的金属沉淀法是中和水解生成难溶氢氧化物沉淀除少数碱金属外，大多数金属的氢氧化物都属难溶化合物。
因此，在湿法冶金实践中，最常用的金属沉淀法是中和水解生成难溶氢氧化物沉淀，其典型的沉淀反应为：（1）相应的金属氢氧化物的溶度积为：（2）又从水的离解平衡知：（3）于是可以得到金属氢氧化物的如下关系：（4）式中K sp－金属氢氧化物的溶度积；K w－水的离子积。
由上式可知，在一定温度下，金属氢氧化物沉淀形成的pH值由该金属离子的价态及其氢氧化物的溶度积决定。
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的pH值。
一些常见金属氢氧化物的溶度积及沉淀的pH值列在下表中。
金属氢氧化物溶度积K sp lgK sp完全沉淀的最低pH值Ag（OH）－7.71Al（OH）3－33.50 4.90Be（OH）2－21.30Ca（OH）2－5.19Cd（OH）2－14.35 9.40Co（OH）2－14.90 8.70Co（OH）3－44.50 1.60Cr（OH）3－29.80 5.60Cu（OH）2－19.32 7.40Fe（OH）2－15.10Fe（OH）3－38.80 3.20Mg（OH）2－11.15 11.00Mn（OH）2－12.80 10.10对一种具体的金属离子，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与溶液pH值的下述关系：（6）上式表明金属氢氧化物的溶解特征是pH的函数。
式中的K是水解反应式（5）的平衡常数。
比较式（6）与式（4）可知lgK＝lgK sp－nlgK w。
函数关系（6）可绘成沉淀图。
莫讷缪斯以溶液pH值为横坐标，溶液中金属离子活度的对数为纵坐标，得到如图1的曲线。
图中每条线对应一种水解沉淀平衡，线的斜率的负数为被沉淀金属离子的价数。
pH滴定法测定金属氢氧化物的溶度积
试验环节
4.反复做一次滴定硫酸镍溶液,并仔细作好 试验统计。
5.用蒸馏水清洗酸度计三次，清洗复合电极。 关闭自动电位滴定仪。
注意事项
1.自动电位滴定仪旳每次读数均应在数值稳 定后进行。
2.在详细试验之前,应用新配制旳原则缓冲 溶液对复合电极斜率进行标定。
3.不得使滴液管浸入溶液。
思索题
1.在pH滴定曲线上为何会出现近乎水平旳 线段?
2.用移液管精确量取25.00ml 0.2 mol/L邻 苯二甲酸氢钾溶液至溶液杯中,对氢氧化 钠溶液进行自动标定。反复两次。统计试 验数据。
试验环节
3.用移液管精确量取30.00ml 0.1 mol/L 硫 酸镍溶液至溶液杯中,统计pH值(读数稳定 后)用手动滴定旳方式,滴入氢氧化钠溶液。 每次滴加1ml氢氧化钠溶液,读数稳定后, 统计自动电位滴定仪测定旳溶液pH值和滴 加旳NaOH溶液毫升数和相应旳pH值,不断 反复以上操作直至溶液pH值再度迅速上升 为止。
试验原理
所以在金属电解精制时，溶液pH旳变 化会造成多种氢氧化物旳掺杂沉积，从而需 要进一步净化。这种情况在电镀时更不希望 出现。所以在电解时，调整电流密度和溶液 旳pH值是十分主要旳。
试验原理
另一方面，控制pH值，使溶液中某些 金属离子以氢氧化物形式沉淀析出，另某 些金属离子仍保存在溶液中，从而到达分 离净化旳目旳。目前来研究从水溶液中形 成两价金属氢氧化物旳问题。二价金属Me 旳氢氧化物旳溶度积用下式表达。
]2
(2)
仪器和试剂
ZDJ-4A型自动电位滴定仪、 E-201-C型pH复 合电极。
氢氧化钠、硫酸镍、邻苯二甲酸氢钾、磷酸 二氢钠、磷酸氢二钠。
试验环节
1.开启自动电位滴定仪，并预热半小时，用 蒸馏水清洗自动电位滴定仪三次，驱赶气 泡。再用待标定NaOH溶液清洗自动电位滴 定仪三次。用pH值为6.984和4.003旳原 则缓冲溶液对复合电极斜率进行标定。
溶度积表
1.6×10-22
*Cu2S
2.5×10-48
*AgCl
1.8×10-10
*Ca(OH)2
5.5×10-6
*CuS
6.3×36
*AgI
8.3×10-17
*Cd(OH)2
5.27×10-15
*FeS
6.3×10-18
BaF2
1.84×10-7
**Co(OH)2（粉红色）
1.6×10-7
Mg3(PO4)2
1.04×10-24
*CuCO3
1.4×10-10
*CaC2O4·H2O
4×10-9
*Pb3(PO4)2
8.0×10-43
FeCO3
3.13×10-11
CuC2O4
4.43×10-10
*Zn3(PO4)2
9.0×10-33
Hg2CO3
3.6×10-17
*FeC2O4·2H2O
AmBn(S) ==mAn＋(aq)＋nBm－(aq)
离子积QC=[An＋]m.[Bm－]n
依据平衡移动原理，将QC与比较能够判断沉淀—溶解平衡的移动。
QC=[An＋]m[Bm－]n>Ksp，沉淀析出，相应离子的浓度减小，直到离子积等于其溶度积为止。
QC=[An＋]m[Bm－]n=Ksp，溶液为饱和溶液，固态电解质与溶液间达到溶解平衡。
1.09×10-15
*HgS（黑色）
1.6×10-52
*CaF2
5.3×10-9
**Co(OH)2（蓝色）
5.92×10-15
*HgS（红色）
4×10-53
*CuBr
5.3×10-9
*Co(OH)3
氢氧化物沉淀原理[1]1
![氢氧化物沉淀原理[1]1](https://img.taocdn.com/s3/m/19943869b84ae45c3b358c8f.png)
氢氧化物沉淀原理【摘要】：除少数碱金属外，大多数金属的氢氧化物都属难溶化合物。
因此，在湿法冶金实践中，最常用的金属沉淀法是中和水解生成难溶氢氧化物沉淀除少数碱金属外，大多数金属的氢氧化物都属难溶化合物。
因此，在湿法冶金实践中，最常用的金属沉淀法是中和水解生成难溶氢氧化物沉淀，其典型的沉淀反应为：（1）相应的金属氢氧化物的溶度积为：（2）又从水的离解平衡知：（3）于是可以得到金属氢氧化物的如下关系：（4）式中K sp－金属氢氧化物的溶度积；K w－水的离子积。
由上式可知，在一定温度下，金属氢氧化物沉淀形成的pH值由该金属离子的价态及其氢氧化物的溶度积决定。
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的pH值。
一些常见金属氢氧化物的溶度积及沉淀的pH值列在下表中。
表常见金属氢氧化物25℃下的溶度积及沉淀的pH值金属氢氧化物溶度积K sp lgK sp完全沉淀的最低pH值Ag（OH）－7.71Al（OH）3－33.50 4.90Be（OH）2－21.30Ca（OH）2－5.19Cd（OH）2－14.35 9.40Co（OH）2－14.90 8.70Co（OH）3－44.50 1.60Cr（OH）3－29.80 5.60Cu（OH）2－19.32 7.40Fe（OH）2－15.10Fe（OH）3－38.80 3.20Mg（OH）2－11.15 11.00Mn（OH）2－12.80 10.10Ni（OH）2－15.20 7.45Ti（OH）4－53.0 ＜0Zn（OH）2－16.46 8.10 对一种具体的金属离子，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与溶液pH值的下述关系：（6）上式表明金属氢氧化物的溶解特征是pH的函数。
式中的K是水解反应式（5）的平衡常数。
比较式（6）与式（4）可知lgK＝lgK sp－nlgK w。
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第一节氢氧化物沉淀法
除了碱金属和部分碱土金属外，其它金属的氢氧化物大都是难溶的（表12-1）。
因此，可用氢氧化物沉淀法去除废水中的重金属离子。
沉淀剂为各种碱性药剂，常用的有石灰，碳酸钠、苛性钠、石灰石、白云石等。
表12-1 某些金属氢氧化物的溶度积
注：表中所列溶度积，均为活度积，但应用时一般作为溶度积，不加区别。
对一定浓度的某种金属离子M n+来说，是否生成难溶的氢氧化物沉淀，取决于溶液中OH-离子浓度，即溶液的pH值为沉淀金属氢氧化物的最重要条件。
若M n+与OH-只生成M(OH)n沉淀，而不生成可溶性羟基络合物，则根据金属氢氧化物的溶度积K sp及水的离子积K w，可以计算使氢氧化物沉淀的pH值：
（12-1）或（12-2）
上式表示与氢氧化物沉淀平衡共存的金属离子浓度和溶液pH值的关系。
由此式可以看出：（1）金属离子浓度[M n+]相同时，溶度积K sp愈小，则开始析出氢氧化物沉淀的pH值愈低；（2）同一金属离子，浓度愈大，开始析
出沉淀的pH值愈低。
根据各种金属氢氧化物的K sp值，由公式（12-2）可计算出某一pH值时溶液中金属离子的饱和浓度。
以pH值为横坐标，以—log[M n+]为纵坐标，即可绘出溶解度对数图（图12-1）。
根据溶解度对数图，可以方便地确定金属离子沉淀的条件。
以Cd2+为例，若[Cd2+]=0.1mol/L，则由图上查出，使氢氧化镉开始沉淀出来的pH值应为7.7；若欲使溶液残余Cd2+浓度达10-5mol/L，则沉淀终了的pH值应为9.7。
如果重金属离子和氢氧根离子不仅可以生成氢氧化物沉淀，而且还可以生成各种可溶性的羟基络合物（对于重金属离子，这是十分常见的现象），这时与金属氢氧化物呈平衡的饱和溶液中，不仅有游离的金属离子，而且有配位数不同的各种羟基络合物，它们都参与沉淀-溶解平衡。
在此情况下，溶解度对数图就要复杂些。
今仍以Cd（II）为例，Cd2+与OH-可形成CdOH+、Cd(OH)2、Cd(OH)3-、Cd(OH)42-等四种可溶性羟基络合物，根据它们的逐级稳定常数和Cd（OH）2的溶度积K sp，可以确定与氢氧化镉沉淀平衡共存的各可溶性羟基络合物浓度与溶液pH值的关系，如图12-2中各实线所示。
将同一pH值下各种型态可溶性二价镉Cd（II）s的平衡浓度相加，即得氢氧化镉溶解度与pH值的关系，如图中虚线所示。
虚线所包围的区域为氢氧化镉沉淀存在的区域。
考虑了羟基络合物的溶解平衡区域图，可以更好地确定沉淀金属氢氧化物的pH值条件。
例如，由图12-2可以看出，pH=10~13时，Cd（OH）2（固）的溶解度最小，约等于10-5.2mol/L。
因此，用氢氧化物沉淀法去除废水中的Cd（II）时，pH 值常控制在10.5~12.5范围内。
其它许多金属离子（如Cr3+、Al3+、Zn2+、Pb2+、Fe2+、Ni2+、Cu2+），在碱性提高时都可明显地生成络合阴离子，而使氢氧化物的溶解度重又增加，这类既溶于酸又溶于碱的氢氧化物，常称为两性氢氧化物。
图12-1 金属氢氧化物的溶解度对数图
图12-2 氢氧化镉溶解平衡区域图
当废水中存在CN-、NH3及Cl-、S2-等配位体时，能与重金属离子结合可溶性络合物，增大金属氢氧化物的溶解度，对沉淀法去除重金属不利，因此要通过预处理将其除去。
采用氢氧化物沉淀法处理重金属废水最常用的沉淀剂是石灰。
石灰沉淀法的优点是：去除污染物范围广（不仅可沉淀去除重金属，而且可沉淀去除砷、氟、磷等）、药剂来源广、价格低、操作简便、处理可靠。
主要缺点是劳动卫生条件差、管道易结垢堵塞、泥渣体积庞大（含水率高达95~98%）、脱水困难。
废水中往往有多种重金属离子共存。
此时，尽管低于理论pH值，有时也会生成氢氧化物沉淀。
这是因为在高pH值沉淀的重金属与在低pH值下生成的重金属沉淀物产生共沉现象。
例如：含Cd lmg/L的水溶液，将pH值调到11以上也不沉淀，若与10 mg／L的Fe3+共存，则pH值只要达到8以上即可沉淀，并使Cd2+的去除率接近100%。
在有几种重金属离子共存时，由于各自生成的氢氧化物沉淀的最佳pH值条件不同，因此，可进行分步沉淀处理。
例如，从锌冶炼厂排出的废水中，往往含锌和镉。
该废水处理时，Zn2+在pH=9左右时形成的Zn（OH)2溶解度最低，而Cd2+在pH＝10.5~11时沉淀效果最好。
然而，由于锌是两性化合物，当pH=10.5~11时，氢氧化锌再次溶解。
因而对此种废水，应先加碱性，使pH值等于9左右，沉淀除去氢氧化锌后，再加碱性，将pH值提高到11左右，再沉淀除去氢氧化镉。
化学沉淀是一种晶析现象，结晶的成长速度，决定于结晶核的表面和溶液中沉淀剂浓度与其饱和浓度之差。
化学沉淀反应方式可采用单纯沉淀反应和晶种循环反应。
晶种循环反应是向反应池中投加良好的沉淀晶种（回流污泥），促使形成良好的结晶沉淀。
处理流程见图12-3。
图12-3b所示为晶种循环处理法。
其特点是除投加沉淀剂外，还从沉淀池回流适当的沉淀污泥，而后混合搅拌反应，经沉淀池浓缩沉淀形成污泥后，其中一部分再次返回反应槽。
此法生成的沉淀污泥晶粒大，沉淀快，含水率较低，出水效果好。
图12-3 某重金属废水化学沉淀处理流程图
图12-4为国内某有色金属冶炼厂采用石灰沉淀法处理酸性含锌废水的流程。
处理废水量约800m3/h，废水中主要污染物为Zn2+和H2SO4，并含有少量Cu2+、Cd2+、Pb2+、等。
处理效果见表12-2。
处理后的出水外排，而干渣返回冶炼炉重新利用。
该工艺采用废水配制石灰乳，并使沉淀池的底泥浆部分回流，这有助于改善泥渣的沉降性能和过滤性能。
图12-4 某厂石灰沉淀处理含锌废水流程图
表12-2 石灰沉淀法处理效果（除pH外，单位均为mg/L）
项目pH 锌铅铜镉砷
原废水 2.0~6.7 60.64~89.47 3.87~7.78 0.81~3.10 0.78~1.39 0.26~1.15
处理后出水10~11 0.95~3.73 0.39~0.74 0.12~0.27 0.03~0.06 0.021~0.059
其它应用实例如用氢氧化物沉淀法处理含镉废水，一般pH值应为9.5~12.5。
当pH=8时，残留浓度为1mg/L；当pH值升至10或11时，残留浓度分别降至0.1和0.00075mg/L；如果采用砂滤或铁盐、铝盐凝聚沉降，则可改进出水水质。
对于含铜废水（1~1000mg/L）的处理，pH值为9.0~10.3最好。
若采用铁盐共沉淀，效果尤佳，残留浓度为0.15~0.17mg/L。
不宜采用石灰处理焦磷酸铜废水，主要原因是pH值要求高（达12），形成大量焦磷酸钙沉渣，使沉渣中铜含量低，回收价值小。
对于某含镍100mg/L的废水，投加石灰250mg/L，pH达9.9，出水含镍可降至1.5mg/L。