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专题3 水溶液中的离子反应
/ 沉淀溶解平衡与溶度积 /
学习目标
1.知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素。
2.掌握溶度积常数，能多角度、动态地分析难溶电解质的溶解平衡。
课堂导入
溶洞
石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗？这与化学平衡又有什么关系呢？
课堂导入
在以往的学习过程中我们按溶解度不同把物质怎么分类？
难溶物一点都不溶吗？
难溶、微溶、可溶、易溶
难溶≠不溶
Mg(OH)2固体
化学式 溶解度/g (20℃) 物质
颜色
Mg(OH)2 9×10－4 白色
知识链接
固体的溶解度是指在一定温度下，某固态物质在100 g溶剂里（通常指水）达到饱和状态时所溶解的质量。
溶解度/g 一般称为
＜0.01 难溶
0.01~1 微溶
1~10 可溶
＞10 易溶
溶解度的相对大小(20℃)
实验探究
1. 将少量碘化铅（PbI2，难溶于水）固体加入到盛有一定量水的50 mL烧杯中，用玻璃棒充分搅拌，静置。
2. 从烧杯中取2 mL上层清液于试管中，逐滴加入AgNO3溶液，充分振荡，静置。
请仔细观察实验现象，并分析产生此实验现象的原因。
PbI2饱和溶液
滴加
AgNO3溶液
上层清液中出现黄色沉淀
结论：原上层清液中含有I－
PbI2固体在水中存在溶解平衡
PbI2
难溶电解质的溶解是绝对的，不溶是相对的
解释：尽管PbI2固体难溶于水，但仍有部分Pb2+和I-离开固体表面进入溶液，同时进入溶液的Pb2+和I-又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时，Pb2+和I-的沉淀与PbI2固体的溶解达到平衡状态。
实验结论
一、沉淀溶解平衡
1．沉淀溶解平衡的建立
在一定温度下，当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解的速率和生成沉淀的速率相等，达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。
溶解速率
沉淀速率
时间
速率
v(溶解)=v(沉淀)
一、沉淀溶解平衡
2．沉淀溶解平衡的特征
逆——溶解和沉淀互为可逆过程
变—— 当条件改变时，溶解平衡可能发生移动
等—— v溶解 ＝ v沉淀 ≠ 0
动—— 动态平衡，溶解和沉淀仍在进行
定—— 平衡状态下，难溶电解质的质量及相应离子的浓度不再变化，均为定值
如何定量描述难溶电解质的溶解限度？
平衡常数？
二、溶度积
1．定义
溶解平衡也存在溶解平衡常数，称为溶度积常数或溶度积，通常用Ksp表示。
AgCl (s) Ag+(aq) + Cl- (aq)
Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)＋3OH- (aq)
2．表达式
MmAn(s) mMn+(aq) + nAm- (aq)
Ksp ＝
Ksp ＝
Ksp ＝
3．影响因素
Ksp的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关。
交流讨论
分析Ksp值，可以得出哪些结论？
类型 化学式 溶度积Ksp 溶解度/g
AB AgBr 5.0×10-13 8.4×10-6
AB AgCl 1.8×10-10 1.5×10-4
A2B Ag2CrO4 1.1×10-12 2.2×10-3
A2B Ag2S 6.3×10-50 1.3×10-16
结论：相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小
二、溶度积
一定的温度下，相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小。
(1)Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
4．意义
(2)借助Ksp可以判断难溶电解质在水中是否达到沉淀溶解平衡状态以及可逆过程进行的方向。
Q＞ Ksp
Q＝ Ksp
Q＜ Ksp
溶液未达饱和，无沉淀析出
平衡向生成沉淀方向移动，生成沉淀。
难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态，溶液是饱和溶液
1．已知碳酸钙难溶于水。
(1)CaCO3在水中的溶解平衡可表示为__________________________________。
(2)碳酸钙的溶度积常数表达式为_____________________________。
(3)在常温下，将少量碳酸钙加入一定量的水中，充分搅拌后仍有固体存在。此时溶解过程是否停止？请说明理由。
CaCO3(s) Ca2+(aq)＋(aq)
Ksp(CaCO3)=
未停止，溶解速率和沉淀速率相等，达到平衡。
学以致用
学以致用
(5)请设计实验方案，使碳酸钙的沉淀溶解平衡向碳酸钙溶解的方向移动。
CaCO3(s) Ca2+(aq)＋(aq)
Na2CO3(s) ===2Na+(aq)＋(aq)
水中Ca2+浓度大
加水、加热、加酸等
(4)将碳酸钙分别加入水和饱和碳酸钠溶液中，达到沉淀溶解平衡，请比较两个体系中Ca2+浓度的大小。
学以致用
2．将10 mL 0.02 mol·L－1的CaCl2溶液与等体积、等浓度的Na2C2O4溶液相混合，已知CaC2O4的Ksp＝2.32×10－9。判断是否有CaC2O4沉淀生成。
根据溶度积规则：
CaC2O4(s) Ca2+(aq)＋(aq) ΔH ＞0
c(Ca2＋)＝＝0.01 mol·L－1
c()＝＝0.01 mol·L－1
c(Ca2＋)·c()＝0.01 ×0.01＝10－4＞Ksp(CaC2O4)
有沉淀生成
交流讨论
外界条件 Ksp Q 移动 方向 达到新平衡后 c(Mg2＋) 达到新平衡后c(OH-)
升高温度
加入MgCl2固体
通入HCl
预测下列条件改变对氢氧化镁悬浊液沉淀溶解平衡的影响。
Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)＋2OH-(aq) ΔH ＞0
正向
不变
增大
增大
增大
逆向
增大
减小
不变
正向
不变
增大
增大
减小
减小
三、影响沉淀溶解平衡的因素
2．外界条件对溶解平衡的影响
(1)温度升高，大多数溶解平衡向溶解的方向移动。
但如Ca(OH)2，温度越高，溶解度越小。
(2)加水稀释，浓度减小，溶解平衡向溶解的方向移动。
(4)加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，溶解平衡向溶解的方向移动。
(3)加入与难溶电解质构成粒子相同的物质，溶解平衡向生成沉淀的方向移动，称同离子效应。
1．内因
难溶电解质本身的性质
提升训练
1．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序是_______________。
④>①＝②>③
提升训练
2．将足量的BaCO3粉末分别加入下列溶液中，充分溶解至溶液饱和。下列溶液中Ba2＋的浓度最小的是 ( )
A．10 mL 0.2 mol·L－1 Na2CO3溶液
B．40 mL 水
C．50 mL 0.01 mol·L－1 BaCl2溶液
D．100 mL 0.01 mol·L－1盐酸
A

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