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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第四节 沉淀溶解平衡
第1课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡
学习目标
1.能描述沉淀溶解平衡，知道溶解平衡的特征。
2.根据化学平衡理论，分析影响沉淀溶解平衡的因素。
3.理解溶度积Ksp及溶度积规则，掌握溶度积的应用。（重点、难点）
肾结石为泌尿系常见病，多发病，人群发病率1/20。病因是尿液中成石物质浓度升高或溶解度降低，析出晶体并局部生长聚积形成结石。
为什么多喝水能有效缓解肾结石？
新课导入
旧知回顾
什么是饱和溶液？什么是不饱和溶液？
在一定温度下，在一定量的溶剂里，能够继续溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的不饱和溶液；不能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液。
在一定温度下，某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时
所溶解的质量叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度（S）。
溶解度：
根据物质溶解度的大小，将物质分为易溶物、可溶物、微溶物和难溶物。
溶解性 难溶 微溶 可溶 易溶
S的范围 S<0.01g 0.01g10g
几种电解质的溶解度（20℃）
10g
1g
0.01g
易溶
可溶
微溶
难溶
AgNO3
BaCl2
Ba(OH)2
Ag2SO4
Ca(OH)2
CaSO4
AgCl、AgBr
Ag2S、BaSO4
Mg(OH)2
Fe(OH)3
特别提醒：大多数电解质的溶解度随温度升高而增大，但也有例外，如Ca(OH)2，温度越高，溶解度越小。
化学式 溶解度/ g
AgCl 1.5×10-4
AgNO3 211
AgBr 8.4×10-6
Ag2SO4 0.786
Ag2S 1.3×10-16
BaCl2 35.7
Ba(OH)2 3.89
BaSO4 3.1×10-4
Ca(OH)2 0.160
CaSO4 0.202
Mg(OH)2 6.9×10-4
Fe(OH)3 3×10-9
新知探究
(1)通常我们所说的难溶物在水中是否完全不能溶解？
(2)生成AgCl沉淀的离子反应完成后，溶液中是否还有Ag+和Cl-
难溶 绝对不溶
1、溶解度
当v溶解＝v沉淀时，得到饱和AgCl溶液，建立沉淀溶解平衡。
AgCl固体在水中溶解和沉淀过程
在水分子作用下，少量Ag＋与Cl－脱离AgCl的表面进入水中。
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。
溶解：
沉淀：
新知探究
一.沉淀溶解平衡　(以AgCl为例分析)
：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：
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
人们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。
新知探究
一.沉淀溶解平衡　(以AgCl为例分析)
1、概念
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
溶解
沉淀
在一般情况下，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5 mol/L时，化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了。
【练习】写出BaSO4、Ag2S、Fe(OH)3的沉淀溶解平衡表达式：
(以AgCl为例分析)
特别提醒：①要标明各微粒的状态；固体(s)、溶液(aq)
②要与AgCl电离方程式区分开；电离：AgCl===Ag＋＋Cl－。
新知探究
一.沉淀溶解平衡　
2、沉淀溶解平衡的表达式
3.沉淀溶解平衡特征
逆：沉淀溶解平衡是可逆的过程
等：V溶解=V结合>0 是一个动态平衡
定：沉淀质量、离子浓度保持恒定
动：动态平衡
变：条件改变，沉淀溶解平衡发生移动
新知探究
一.沉淀溶解平衡　
【思考】哪些因素会影响沉淀溶解平衡？
内因
外因：温度、浓度
：难溶电解质本身的性质
——化学平衡移动的规律符合勒夏特列原理
2、沉淀溶解平衡
（1）、内因：电解质本身的性质
（2）、外因
①温度：
升温，多数平衡向溶解方向移动（原因：溶解吸热）
【Ca(OH)2除外，溶解度随温度升高降低】
②浓度：
加水，平衡向溶解方向移动；
加相同离子，平衡向沉淀方向移动；
加消耗离子的物质：平衡向溶解方向移动。
4.沉淀溶解平衡的影响因素
新知探究
一.沉淀溶解平衡　
对于平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)，改变下列条件，对其有何影响？
改变条件 平衡移动方向 溶解度(S) c(Ag+) c(Cl-)
升 温
加水(有固体剩余)
加AgCl(s)
加NaCl(s)
加AgNO3(s)
加NaI(s)
正向
增大
增大
增大
正向
不变
不变
不变
不移动
不变
不变
不变
逆向
减小
减小
增大
正向
逆向
减小
增大
减小
增大
减小
增大
课堂·练习
2.在一定温度下，当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时：
Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2＋)不变，可采取的措施是
A.加MgSO4固体
B.加HCl溶液
C.加NaOH固体
D.加少量水
√
使该沉淀溶解平衡左移，Mg(OH)2固体增多，c(Mg2＋)变大；
使该沉淀溶解平衡右移，Mg(OH)2固体减少，c(Mg2＋)变大；
使该沉淀溶解平衡左移，Mg(OH)2固体增多，c(Mg2＋)变小；
使沉淀溶解平衡正向移动，Mg(OH)2固体减少，因为加水后仍是饱和溶液，所以c(Mg2＋)不变。
课堂·练习
Zn+2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O
将AgCl分别投入下列溶液中：
①40 mL 0.03 mol·L－1的HCl溶液
②50 mL 0.03 mol·L－1的AgNO3溶液
③30 mL 0.02 mol·L－1的CaCl2溶液
④10 mL蒸馏水
AgCl的溶解度由大到小的顺是 。
④>①＝②>③
课堂·练习
1.概念
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。
2.表达式
AmBn (s) mAn+(aq) + nBm- (aq)
Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)
AgCl (s) Ag+(aq) + Cl- (aq)
Ksp=
Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)＋3OH－(aq)
Ksp=
3.影响因素 溶度积Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关。
特别提醒 一般温度升高，Ksp增大，但Ca(OH)2 相反。
新知探究
二.溶度积常数　
固体纯物质一般不列入平衡常数
4.Ksp的意义
反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
特别提醒： 　
①对于同类型（阴、阳离子个数相同）物质，Ksp越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。
②对于不同类型的物质，Ksp不能直接作为比较依据，而应通过计算将Ksp转化为饱和溶液中溶质的物质的量浓度确定溶解能力的强弱。
新知探究
二.溶度积常数　
例：Ksp（AgCl）=1.8×10-10 Ksp（AgBr）=6.3×10-15
说明S(AgCl)> S(AgBr)
Ag2CrO4更易溶，溶解度较大。
化学式 溶度积
AgCl 1.8×10－10
Ag2S 6.3×10－50
Ag2CrO4 1.0×10－12
CAg+=1.34×10－5
CAg+=1.08×10－17
CAg+=1.26×10－4
5、溶度积常数的应用
（1）判断难溶电解质的溶解能力
①相同类型(如AB、A2B、AB2)
如：Ksp (AgCl) ＞ Ksp (AgBr) ＞ Ksp (AgI)
则溶解度：S(AgCl) ＞S(AgBr)＞S(AgI)
Ksp越大，溶解度越大
②类型不同，不能直接比较Ksp，而由离子浓度大小判断，
离子浓度越大，物质溶解能力越大
（相同类型，Ksp越大，溶解能力越强）
新知探究
二.溶度积常数　
(2)判断沉淀是否生成——溶度积规则
对于AmBn(s) m An+(aq) + n Bm-(aq)来说
达到平衡状态时：溶度积 Ksp = cm(An+) · cn(Bm-)
任意某一时刻：离子积 Q = cm(An+) · cn(Bm-)
若Q > Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出；
若Q = Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；
若Q < Ksp，溶液不饱和，无沉淀析出；
【例】将4×10-3mol·L-1的AgNO3溶液与4×10-3mol·L-1的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出？［Ksp(AgCl)= 1.8×10-10］
解：Q = c(Ag+)·c(Cl-)
所以有AgCl沉淀析出
> Ksp
= 2 ×10-3× 2 ×10-3 = 4.0 ×10-6
新知探究
(3)判断溶液中离子能否沉淀完全
【例】在1L含 0.001mol/L SO42-的溶液中，注入等体积0.01mol/L BaCl2，能否使SO42-沉淀完全？ [Ksp(BaSO4) = 1.08×10-10]
Ksp(BaSO4)= c(Ba2+) · c(SO42-)= 1.08×10-10
沉淀完全
0.01mol
0.001mol
剩余的n(Ba2+) = 0.009 mol
c(Ba2+)=4.5×10-3mol/L
< 1.0×10-5 mol/L
解： Ba2+ + SO42- = BaSO4↓
c(SO42-) = 2.4×10-8 mol/L
新知探究
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时,沉淀达到完全。
【例】已知Ksp(AgCl)= 1.8×10-10，Ksp(Ag2CrO4)= 1.1×10-12，向浓度均为0.01mol/L的Cl-和CrO42-的混合液中滴加AgNO3溶液，Cl-和CrO42-谁优先沉淀？
(4)判断沉淀析出的顺序
解：Ksp(AgCl) = c(Ag+)·c(Cl-) = 1.8×10-10
Ksp(Ag2CrO4) = c2(Ag+)·c(CrO42-) = 1.1×10-12
AgCl沉淀时需要的离子浓度小，AgCl先沉淀。
溶解度小的先沉淀
c(Ag+) =1.8×10-8 mol/L
新知探究
(5)计算某离子开始沉淀的pH值
【例】实验测得某水样中的铁离子的浓度为2.6×10-6mol/L 若要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的pH值至少要控制在多少以上？[已知Fe(OH)3的Ksp为2.6×10-39]
解：Ksp=c(Fe3+) ·c3(OH-)=2.6×10-39
c(OH-)3 = 1×10-33 mol/L
c(OH-) = 1×10-11 mol/L
c(H+) = 1×10-3mol·L-1
pH = 3
pH要控制在3以上才能使水中的铁离子转化为沉淀。
注意：若要计算使某个离子沉淀完全时的pH值，则该离子浓度要取1×10-5mol/L带入Ksp计算。
新知探究
【例】25 ℃，反应CaSO4(s)+CO32-(aq) CaCO3(s)+SO42-(aq)达到平衡时，求：溶液中c(CO32-)：c(SO42-) 的比值 ？(已知：Ksp(CaSO4) =4.8×10-5，Ksp (CaCO3) =3×10-9)
c(CO32-)
c(SO42-)
CaSO4(s) Ca2+(aq) + SO42-(aq)
CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32-(aq)
Ksp=c(Ca2+)·c(SO42-)
Ksp=c(Ca2+)·c(CO32-)
=
c(CO32-) ×
c(SO42-) ×
c(Ca2+)
c(Ca2+)
=
Ksp(CaCO3)
Ksp(CaSO4)
=
3×10-9
4.8×10-5
1.6×104
=
【解】
（6）计算溶液中离子浓度比
新知探究
【例】25 ℃时，取一定量含有I－、Cl－的溶液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl和AgI同时沉淀时，计算溶液中
化学式 AgCl AgI
Ksp 1.8×10－10 8.5×10－17
AgCl和AgI同时沉淀时，溶液中的c(Ag＋)是相同的
沉淀溶解平衡图像类题的解题步骤
1、明确图像中纵轴、横轴的含义
纵轴、横轴通常是难溶电解质溶解后电离出的离子浓度。
2、理解图像中线上点、线外点的含义
(7)有关图像问题
知识·拓展
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QcA.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课堂·练习
温度不变,溶度积不变
某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.加水稀释可以使溶液由C点变到D点
B.此温度时,Ksp(BaSO4)=1.1x10-10
C.B 点有 BaSO4沉淀析出
D.A点对应的Ksp等于C点对应的Ksp
A
课堂·练习
绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是(　 )
图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度
图中各点对应的Ksp的关系为：Ksp(m)＝Ksp(n)向m点的溶液中加入少量Na2S固体，溶液组成由m沿mpn线向p方向移动
温度降低时，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
B
课堂·练习

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