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第1讲 沉淀溶解平衡
新人教版 化学 选择性必修一
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第四节 电解池
想一想
新课导入
常温下，物质溶解性与溶解度的关系
溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶
溶解度 >10g 1-10g 0.01-1g <0.01g
AgNO3
BaCl2
Ba(OH)2
Ag2SO4
Ca(OH)2
CaSO4
AgCl
AgBr
Ag2S
BaSO4
Mg(OH)2
Fe(OH)3
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(1)通常所说的难溶物是指在常温下，其溶解度小于0.01g,并不是在水中完全不能溶解。
(2)生成AgCl沉淀的离子反应是指进行到一定限度，并不能完全进行到底，此时溶液中还有Ag+和Cl-。
思考解答
Ag+(aq)+Cl-(aq) AgCl(s)
新课导入
一方面，在水分子作用下，少量Ag＋和 Cl-脱离AgCl的表面进入水中，这一过程就是溶解；
另一方面，溶液中的Ag＋和 Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl的表面析出，这一过程就是沉淀。
水合Ag+
水合Cl-
AgCl在溶液中存在两个过程：
新课导入
模块一 难溶电解质的沉淀溶解平衡
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
在一定温度下，当沉淀和溶解的速率相等时，得到AgCl的饱和溶液，即建立下列动态平衡：
1.沉淀溶解平衡
速率
0 时间
v(沉淀)
v(溶解)
v(溶解)=v(沉淀)
得到饱和AgCl溶液，建立沉淀溶解平衡
t
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
溶解
沉淀
人们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.沉淀溶解平衡
在一般情况下，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5mol/L时，化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
（1）内因：难溶电解质本身的性质
2.沉淀溶解平衡影响因素
（2）外因：
①浓度：加水，平衡向溶解方向移动
②温度：
升温，多数平衡向溶解方向移动（原因：溶解吸热）；
但少数向沉淀方向移动 （例：Ca(OH)2）
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
（2）外因：
加入相同的离子，平衡向沉淀方向移动
加入与体系中某些离子反应的物质，产生气体或更难溶的物质，导致平衡向溶解的方向移动
2.沉淀溶解平衡影响因素
③同离子效应：
④发生化学反应：
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
3.溶度积
与电离平衡、水解平衡一样，难溶电解质的沉淀溶解平衡也存在平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp。
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
3.溶度积
对于溶解平衡：MmAn(s)
mMn+(aq)+nAm-(aq) 反应，
Ksp=[c(Mn+)]m·[c(Am-)]n
例：Ag2S(s)
2Ag+(aq)+S2-(aq)
例：AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)
Ksp=c2(Ag+)·c(S2-)
Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)
固体纯物质一般不列入平衡常数
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，
例：Ksp（AgCl）=1.8×10-10 Ksp（AgBr）=6.3×10-15
说明S(AgCl)> S(AgBr)
3.溶度积
意义
对于同类型（阴、阳离子个数相同）的难溶电解质
在相同温度下，Ksp越大→S(溶解度)越大
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
Ksp与难溶电解质的性质和温度有关
升温，多数平衡向溶解方向移动， Ksp 增大。
特例：Ca(OH)2升温 Ksp 减小。
3.溶度积
影响因素
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
判断有无沉淀——溶度积规则
Q(离子积)= [c(Mn+)]m·[c(Am-)]n
Q>Ksp时，溶液中有沉淀析出
Q=Ksp时，沉淀与溶解处于平衡状态
Q3.溶度积
溶度积的应用
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
判断有无沉淀——溶度积规则
Q(离子积)= [c(Mn+)]m·[c(Am-)]n
Q>Ksp时，溶液中有沉淀析出
Q=Ksp时，沉淀与溶解处于平衡状态
Q3.溶度积
溶度积的应用
模块二 溶度积的相关计算
二、沉淀溶解平衡图像
1.图像分析
明确图像中纵、横坐标的含义
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
二、沉淀溶解平衡图像
①以氯化银为例，在该沉淀溶解平衡图像上，曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态，此时Qc＝Ksp。在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度只能在曲线上变化，不会出现在曲线以外。
1.图像分析
理解图像中线上点、线外点的含义
二、沉淀溶解平衡图像
1.图像分析
理解图像中线上点、线外点的含义
②曲线上方区域的点均为过饱和溶液，此时Qc>Ksp。
③曲线下方区域的点均为不饱和溶液，此时Qc二、沉淀溶解平衡图像
1.图像分析
②溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。
抓住Ksp的特点，结合选项分析判断
①溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况：
A．原溶液不饱和时，离子浓度都增大；
B．原溶液饱和时，离子浓度都不变。
二、沉淀溶解平衡图像
2.沉淀溶解平衡图像题的解题策略
①沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和溶液，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。
②从图像中找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp的值。
③比较溶液的Qc与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。
④涉及Qc的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。
二、溶度积的相关计算
A.图中a点对应的是T2温度下HgS的不饱和溶液
B.图中p、q点对应的Ksp的关系为Ksp(p)C.向m点对应的溶液中加入少量Hg(NO3)2固体,
HgS的Ksp减小
D.升高温度,可实现由p点向q点的移动
C
硫化汞(HgS)是一种难溶于水的红色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(已知:T1例题1
二、溶度积的相关计算
[解析] T2温度下,a点对应的溶液中Q是T2温度下HgS的不饱和溶液,故A正确;
由题图可知,p点对应溶液中c(S2-)、c(Hg2+)均分别小于
q点对应溶液中c(S2-)、c(Hg2+),则Ksp(p)温度不变,溶度积不变,向m点对应的溶液中加入
少量Hg(NO3)2固体,HgS的Ksp不变,故C错误;
由T1c(Hg2+)均增大,可实现由p点向q点的移动,D正确。
二、溶度积的相关计算
常温下,难溶物Y2X与ZX在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,若定义其坐标图示:p(A)=-lg c(A),Mn+表示Y+或Z2+。下列说法错误的是 ( 　)
B
A.M表示Y2X的溶解平衡曲线
B.常温下,Y2X的分散系在c点时为悬浊液
C.向b点溶液中加入Na2X饱和溶液,析出ZX固体
D.ZX(s)+2Y+(aq) Y2X(s)+Z2+(aq)的平衡常数K=1014
例题2
二、溶度积的相关计算
[解析]由Ksp(Y2X)=c2(Y+)·c(X2-),可得p(X2-)=-2p(Y+)-lg Ksp(Y2X),由Ksp(ZX)=c(Z2+)·c(X2-),可得p(X2-)=-p(Z2+)-lg Ksp(ZX),横坐标表示阳离子浓度的负对数,纵坐标表示阴离子浓度的负对数,根据两物质的阴阳离子个数比推知,M表示Y2X的溶解平衡曲线,N表示ZX的溶解平衡曲线,A正确;
c点在M斜线上方,在金属阳离子浓度不变时,纵坐
标越大,表示相应的阴离子浓度越小,因此c点Q=
c2(Y+)·c(X2-)饱和溶液,B错误;
二、溶度积的相关计算
N表示ZX的溶解平衡曲线,b点为ZX的饱和溶液,若加入Na2X饱和溶液,则c(X2-)增大,由于Ksp不变,ZX固体会析出,最终导致溶液中c(Z2+)减小,C正确;
N表示ZX的溶解平衡曲线,由b(5,30.2)可知:ZX的溶度积常数Ksp=10-(5+30.2)=10-35.2,M表示Y2X的溶解平衡曲线,由a点坐标可知Ksp(Y2X)=c2(Y+)·c(X2-)=10-(20×2+9.2)=10-49.2。ZX(s)+2Y+(aq) Y2X(s)+Z2+(aq)
的平衡常数K====
=1014,D正确。
课堂检测
答案　A
1.在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中，加入 1mL 0.01mol/L AgNO3溶液，下列说法正确的是（ ）
(AgCl Ksp=1.8×10-10)
A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀
C.无法确定 D.有沉淀但不是AgCl
c(Cl-)=(0.01×0.1) ÷0.101=9.9×10-3mol/L
c(Ag+)=(0.01×0.001) ÷0.101=9.9×10-5mol/L
QC =9.9×10-3×9.9×10-5=9.8×10-7>KSP
课堂检测
2. 在1L含1.0×10-3mol L-1 的SO42-溶液中，注入0.01mol BaCl2溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去SO42- 已知:Ksp(BaSO4)= 1.1×10-10
解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉淀后，Ba2+过量，剩余的 c(Ba2+)=0.01-0.001=0.009mol/L.c(SO42-)=Ksp/c(Ba2+)= 1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8(mol/L)因为，剩余的c(SO42-)=1.2×10-8mol/L<1.0×10-5mol/L。所以， SO42-已沉淀完全，即有效除去了SO42-。
注意：当剩余离子即平衡离子浓度﹤10-5mol/L时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。
课堂检测
3.若某溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 mol／L, 使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么
已知：Ksp [Fe(OH)3]= 4×10-39 Ksp [Mg(OH)2]= 1.8×10-11
解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH-
Fe3+ 沉淀完全时的c(OH-)为:
pH = -lg c(H+) = 3.2
课堂检测
Mg2＋开始沉淀的pH值为:
pH = -lg c(H+) = 9.1
因此, 只要控制pH值在3.2 ~ 9.1之间即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。
Ksp (Mg(OH)2)= 1.8×10-11
谢谢欣赏

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