资源简介

(共26张PPT)
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
海底美丽的珊瑚礁近年来却因使海水中二氧化碳浓度增大而逐渐停止生长，甚至死亡。
溶洞中美丽的石笋、钟乳石和石柱是大自然创造的奇迹。而它们是如何形成的？
第1课时
难溶电解质的沉淀溶解平衡
PART
01
PART
02
PART
03
能描述沉淀溶解平衡，知道溶解平衡的特征
根据化学平衡理论，分析影响沉淀溶解平衡的因素
了解离子积与Ksp的相对大小跟沉淀溶解平衡的关系。
【实验】向饱和NaCl溶液中加入浓盐酸
【现象】NaCl饱和溶液中析出固体
【解释】在NaCl的饱和溶液中，存在溶解平衡
NaCl(s) Na+(aq) +Cl-(aq)
加浓盐酸Cl- 的浓度增加,平衡向左移, NaCl析出
【思考】可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？
我们知道，溶液中有沉淀生成是离子反应发生的条件之一。例如，AgNO3溶液与NaCl溶液混合，生成白色沉淀AgCl，Ag++Cl- ==AgCl↓， 如果上述两种溶液是等物质的量浓度、等体积的，一般认为反应可以进行到底。
Ag＋和Cl－的反应真能进行到底吗？
如何来论证Ag＋和Cl－存在呢？
2 mL
0.1 mol/L NaCl溶液
AgNO3溶液
KI溶液
白色沉淀生成
黄色沉淀生成
2 mL 0.1mol/L
AgNO3溶液
步骤一
步骤二
取上层清液
1.25 ℃时，溶解性与溶解度的关系
溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶
溶解度 >10 g 1～10 g 0.01～1 g <0.01 g
沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，只不过溶解度很小。
【P77资料卡片】
难溶物在水中也存在溶解平衡。
化学式 溶解度/g 化学式 溶解度/g
AgCl 1.5×10-4 Ba(OH)2 3.89
AgNO3 211 BaSO4 3.1×10-4
AgBr 8.4×10-6 Ca(OH)2 0.160
Ag2SO4 0.786 CaSO4 0.202
Ag2S 1.3×10-16 Mg(OH)2 6.9×10-4
BaCl2 35.7 Fe(OH)3 3×10-9
2.几种电解质的溶解度（20℃)
难溶电解质的沉淀溶解平衡
溶解速率
沉淀速率
时间
速率
沉淀溶解平衡
AgCl沉淀溶解平衡的建立：
溶解
AgCl(s) Ag＋(aq) + Cl－(aq)
沉淀
当v溶解＝ v沉淀时，得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡
难溶电解质的沉淀溶解平衡
1、概念：
在一定温度下，当难溶电解质溶解和沉淀的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，溶液中各离子的浓度保持不变，这种平衡称为沉淀溶解平衡。
2、沉淀溶解平衡的建立
v溶解〉v沉淀 ，固体溶解；
v溶解 =v沉淀 ，溶解平衡；
v溶解くv沉淀 ，析出晶体。
难溶电解质用“s”标明状态，溶液中的离子用“ ”标明状态，并用“ ”连接。

aq
请写出BaSO4、CaCO3、Ag2S的沉淀溶解平衡表达式。
Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2-(aq)
CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO (aq)
2
3
BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO (aq)
2
4
3、沉淀溶解平衡方程式：
练习：书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡方程式
特别提醒　
沉淀溶解平衡方程式中各物质要标明聚集状态。
难溶电解质用“s”标明状态，溶液中的离子用“aq”标明状态，并用“ ”连接。
4、生成难溶电解质的离子反应的限度
反应完全的标志
对于常量的化学反应来说，化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于 时，沉淀就达完全。
1×10-5
根据本节课所学内容，请思考如何使沉淀反应完成后，溶液中的Ag+浓度能够尽量小？你能想出几种办法？
c(Ag+) c(Cl-) m（AgCl） 移动方向
升温
加水
加AgNO3
通HCl
加少量 氨水
增大
减小
增大
增大
增大
增大
增大
增大
减小
减小
减小
减小
减小
不变
不变
正向
正向
正向
逆向
逆向
25℃下，AgCl固体的饱和溶液中存在：
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
5.影响难溶电解质溶解平衡的因素：
a、绝对不溶的电解质是没有的当溶液中残留的离子浓度< 1 ×10-5mol/L时，沉淀就达到完全。
b、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。
c、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可 存在溶解平衡。
①内因：电解质本身的性质
②外因：
a、浓度：加水，平衡向溶解方向移动。
b、温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。
特例：
Ca(OH)2
特例：a.随温度变化不明显：NaCl
b.随温度升高反而降低：Ca(OH)2
c.与水任意比混溶：乙醇等
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) 一定温度下, 把AgCl分别放入
【交流讨论】
①100ml硝酸钠溶液;
②100ml 0.1mol/L的食盐水;
③100ml 0.1mol/L的AlCl3溶液。
的c(Ag+)由大到小的顺序是：
①②③
1.定义：在一定温度下，难溶物达到沉淀溶解平衡状态时，饱和溶液中各离子浓度化学计量数次方的乘积。
2.表达式：
对于反应MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq)，
Ksp =[c(Mn+)]m · [c(Am-)]n
【试一试】写出下列难溶物沉淀溶解平衡和溶度积表达式:
BaSO4
Fe(OH)3
Ag2CrO4
Cu(OH)2
算一算：已知25℃Ksp[Fe(OH)3]≈2.7×10-39，氢氧化铁饱和溶液中c(OH-)≈_______________,pH ≈ 。
3×10-10 mol/L
4.7
二.　溶度积常数及溶度积规则
总结感悟
常见难溶电解质的溶度积与溶解度（25°C）
Ksp
Ksp
1.8×10-10
5.4×10-13
8.5×10-17
1.1×10-10
2.6×10-39
5.0×10-9
1.5×10-4
8.4×10-6
2.1×10-7
2.4×10-3
3.0×10-9
7.1×10-4
CaCO3
BaSO4
Fe(OH)3
比较AgCl AgBr AgI在水中的溶解能力:____________
比较BaSO4、CaCO3在水中的溶解能力:__________
比较AgCl、 Fe(OH)3在水中的溶解能力:______ ______
AgCl ＞ AgBr ＞ AgI
CaCO3〉 BaSO4
AgCl＞Fe(OH)3
溶解平衡常数—溶度积常数
3.影响因素：
Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关.与沉淀的量和离子浓度无关。温度一定, Ksp是常数。
4. Ksp的意义：
Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，一般来说，Ksp越小，溶解度越小。
注意：当化学式所表示的组成中阴阳离子个数比相同时，Ksp越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强（不同时，不能用Ksp直接比较）
Ksp = 1.8×10-10
Ksp = 5.0×10-13
Ksp = 8.3×10-17
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
AgBr(s) Ag+(aq) + Br-(aq)
AgI(s) Ag+(aq) + I-(aq)
相同类型的难溶电解质，在同温度下，Ksp越大，溶解度越大；不同类型的难溶电解质，应通过计算才能进行比较。
对同类型的难溶电解质，如AgCl、AgBr、AgI，在相同温度下，Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)＞Ksp(AgI)，则溶解度 。
S(AgCl)〉 S(AgBr)〉S(AgI)
思考交流：已知硫化亚铁、硫化铜、硫化锌的溶度积分别为：
3.7×10－19
8.5×10－45
1.2×10－23
向等浓度FeCl2、CuSO4、ZnSO4中滴加0.01mol/LNa2S溶液时Fe2＋、Zn2 ＋ 、Cu2＋沉淀的先后顺序是：
Cu2＋、Zn2+、Fe2＋
5. 溶度积与溶解度之间的换算
例1：298 K时硫酸钡的溶解度为1.04×10-5 mol·L-1，如果在0.010 mol·L-1的硫酸钠溶液中,BaSO4的溶解度是多少？
解：①先求Ksp BaSO4 Ba2+ + SO42-
1.04×10-5 1.04×10-5
　 Ksp= c(Ba2+) · c(SO42-) =1.04×10-5×1.04×10-5 =1.08×10-10
②求S Na2SO4 === 2Na+ + SO42- BaSO4 Ba2+ + SO42-
0.01 0.01 初 0 .01
平衡 S S+0.01≈0.01
Ksp= c(Ba2+) · c(SO42-)=S×0.01
　　S=Ksp/0.01=1.08×10-10/0.01 =1.08×10-8 mol·L-1
　　S<<0.01,即前面的近似是合理的。
答：溶解度是1.08×10-8 mol·L-1。
已知Ksp,AgCl＝1.8 10-10， Ksp,Ag2CrO4＝1.9 10-12，试求AgCl和Ag2CrO4的溶
解度（用g/L表示）
解：设AgCl的浓度为c1（mol／L),则：
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
平衡 c1 c1
①Ksp=c12 ;S1=1.34×10-5mol/L×143.5g/mol÷10
S1=1.92×10-4 g/L
② Ksp=4c23 ;S2=7.8×10-5mol/L×332g/mol ÷10
S2=2.59×10-3 g/L
在水中：AgCl溶解度小于Ag2CrO4的溶解度
在水中：AgCl溶解度小于Ag2CrO4的溶解度
解：设Ag2CrO4的浓度为c2（mol／L),则：
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq)
平衡态 2c2 c2
6.溶度积规则
①离子积(Q)
Q＝Cm (An+) ×Cn (Bm－)
Q称为离子积，其表达式中离子浓度是任意的， 为此瞬间溶液中的实际浓度，所以其数值不定，但对一难溶电解质，在一定温度下，Ksp 为一定值。
②溶度积规则
Q >Ksp时，沉淀从溶液中析出（溶液过饱和），体系中不断析出沉淀，直至达到平衡（此时Q =Ksp ）
Q =Ksp 时，沉淀与饱和溶液的平衡
Q （此时Q =Ksp ）
离子的浓度积Q和离子积Ksp的关系：
AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq)
例1：AgCl的Ksp=1.80×10-10,将0.001 mol/L NaCl和0.001 mol/L AgNO3 溶液等体积混合,是否有AgCl 沉淀生成
解：两溶液等体积混合后, Ag+ 和Cl-浓度都减小到原浓度的1/2。
c(Ag+)=c(Cl-)=1/2×0.001=0.000 5(mol/L)
在混合溶液中,则Q =c(Ag+) · c(Cl-)=(0.000 5)2=2.5 ×10-7
因为Q＞Ksp,所以有AgCl 沉淀生成。
例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，
过量的c[Ba2+]=0.01-0.001=0.009(mol/L).
溶液中残留的c[SO42-]=Ksp/c[Ba2+]
= 1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8(mol/L)
因为，残留的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。

展开更多......

收起↑