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(共37张PPT)
第一章
化学反应的热效应
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第四节 沉淀溶解平衡
本节重点
沉淀溶解平衡和溶度积常数
第1课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡
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
思考与讨论
在初中化学中，我们曾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。例如，AgCl、BaSO4、Fe(OH)3等都属于难溶物。
根据表3-3所提供的溶解度数据，以及你对化学反应限度、化学平衡原理的认识，讨论以下问题：
(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-
AgNO3
BaCl2
Ba(OH)2
Ag2SO4
Ca(OH)2
CaSO4
AgCl
AgBr
Ag2S
BaSO4
Mg(OH)2
Fe(OH)3
习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解质。尽管难溶电解质的溶解度很小，但在水中并不是绝对不溶。
10g
1g
0.01g
易溶
可溶
微溶
难溶
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
AgNO3
BaCl2
Ba(OH)2
Ag2SO4
Ca(OH)2
CaSO4
AgCl
AgBr
Ag2S
BaSO4
Mg(OH)2
Fe(OH)3
10g
1g
0.01g
易溶
可溶
微溶
难溶
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
生成AgCl沉淀后，有三种粒子在反应体系中共存：
AgCl(s) 、Ag+(aq)、 Cl-(aq)
即使过量的NaCl也无法完全沉淀溶液中的Ag+。
溶解
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
沉淀
Ag+
Cl-
AgCl在水中溶解平衡
尽管AgCl固体难溶于水，但仍有部分Ag+和CI-离开固体表面进入溶液，同时进入溶液的Ag+和CI-又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时， Ag+和CI-的沉淀与AgCl固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态. AgCl固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为：
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. 特征：逆、等、动、定、变
3. 沉淀溶解平衡表达式
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
溶解
沉淀
沉淀溶解平衡虽然也用电离方程式表示，但
①须标明状态(s)、(aq)，
②一律用“ ”。
Al(OH)3(s) Al3＋(aq)＋3OH－(aq)　(沉淀溶解平衡)
Al(OH)3 Al3＋＋3OH－　(电离平衡)
主题1: 难溶 电解质的溶解平衡
4、难溶电解质的溶解平衡和电解质的电离平衡的区别
（1）从变化过程看：
①沉淀溶解平衡表示已溶溶质的离子与未溶溶质之间的平衡关系， 是可逆过程，包含了沉淀的溶解和溶解后电解质的电离两个过程。 如，BaSO4(s) Ba2＋(aq)＋SO42－(aq)，包含了：
BaSO4(s) BaSO4(aq)和BaSO4=Ba2＋＋SO42－两个过程。
②难溶电解质的电离仅仅是沉淀溶解平衡的后一个过程。
总过程 沉淀溶解平衡(可逆) 分过程 沉淀的溶解(可逆) 电解质的电离(可逆或不可逆)
主题1: 难溶 电解质的溶解平衡
（2）从物质类别看：
①难溶电解质可以是强电解质也可以是弱电解质。
如：BaSO4是强电解质，而Al(OH)3是弱电解，
②难电离物质只能是弱电解质。
（3）表示方法不同：沉淀溶解平衡也用电离方程式表示，但
①须标明状态(s)、(aq)， ②一律用“ ”。
Al(OH)3(s) Al3＋(aq)＋3OH－(aq)　(沉淀溶解平衡)
Al(OH)3 Al3＋＋3OH－　(电离平衡)
主题1: 难溶 电解质的溶解平衡
课堂检测
请写出下列物质溶解平衡方程式。
AgCl
Ag2S
Mg(OH)2
BaCO3
Fe(OH)3
Ag2CrO4
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2-(aq)
Mg(OH)2(s) Mg2+（aq）+2OH-(aq)
BaCO3(s) Ba2+ (aq) + CO32-(aq)
Fe(OH)3(s) Fe3+(aq) + 3OH-(aq)
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq)
注意：必须标明物质状态和可逆符号
5、沉淀溶解平衡的影响因素
1、内因：电解质本身的性质
在电解质的溶液中，不管是易溶（如NaCl)的，微溶的，难溶的电解质都存在着溶解平衡。只要是饱和溶液都存在溶解平衡。
思考：预测影响难溶物的溶解平衡的外因有哪些？
4.沉淀完全的判断
化学上通常认为，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10－5 mol·L－1时，已沉淀完全。
主题1: 难溶 电解质的溶解平衡
已知沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，请分析当改变下列条件时，对该沉淀溶解平衡的影响，填写下表
条件改变 移动方向 C(Mg2＋) C(OH－）
升温 加水（有固体剩余） 加Mg(OH)2(s) 加MgCl2(s) 加NaOH(s) 加盐酸 ——化学平衡移动的规律符合勒夏特列原理
正向 增大 增大
正向 不 变 不变
不移动 不变 不变
逆向 增大 减小
逆向 减小 增大
正向 增大 减小
主题1: 难溶 电解质的溶解平衡
2、外因
——符合“勒夏特列原理”
①温度：一般来说，温度越高，固体物质的溶解度越大；
极少数固体物质的溶解度随温度的升高而减小，如Ca(OH)2。
②同离子效应：加入与电解质电离的离子相同的可溶性盐，平衡向生成沉淀的方向移动，溶解度减小。
③外加其他物质（与电解质电离的离子反应），平衡向沉淀溶解的方向移动，溶解度增大。
主题1: 难溶 电解质的溶解平衡
课堂检测
1、氯化银在水中存在溶解平衡：AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)。在相同温度下，将足量氯化银分别放人相同体积的下列溶液中，Ag+的浓度最小的是( )
A. 0.1 mol/L盐酸 B. 蒸馏水
C. 0.1 mol/L AlCl3溶液 D. 0.1 mol/LMgCl2 溶液
C
2、在一定温度下，Mg(OH)2固体在水溶液中达到沉淀溶解平衡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. 加盐酸
C. 加NaOH固体 D. 加水
D
课堂检测
3、将足量的AgCl分别放入下列物质中：
①10 mL 蒸馏水；
② 20 mL 0.01 mol/L KCl溶液；
③ 10 mL 0.02 mol/L CaCl2溶液；
④ 30 mL 0.05 mol/L AgNO3溶液。
AgCl的溶解度由大到小的顺序为
。
① ＞ ② ＞ ③ ＞ ④
1. 定义：在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之积为一常数，叫做溶度积常数. 简称溶度积. 用Ksp表示。
2. 表达式
Ksp＝cm (An＋) ·cn (Bm—)
AmBn (s) mAn＋(aq) + nBm—(aq)
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
Ksp= c(Ag+)c(Cl-)
Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)+2OH－(aq)
Ksp= c(Mg2+)c(OH-)2
固体纯物质一般不列入平衡常数
主题2: 溶度积常数
课堂检测
写出下列难溶物的沉淀溶解平衡方程式和溶度积表达式。
BaSO4 Fe(OH)3 Ag2S
Ksp = c(Ba2+)·c(SO42-)
BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq)
Fe(OH)3(s) Fe3+(aq) + 3OH-(aq)
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + S2-(aq)
Ksp = c(Fe3+)·c3(OH-)
Ksp = c2(Ag+)·c(S2-)
3．Ksp的影响因素:
溶度积Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质(内因)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；其它条件一定时，T↑，Ksp↑, 但[ Ca(OH)2 相反]
绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程,升高温度,向溶解方向移动，Ksp增大。
少数难溶电解质的溶解是放热过程,升高温度，向生成沉淀的方向移动，Ksp减小,如Ca(OH)2。
主题2: 溶度积常数
4、Ksp的意义：反映了难溶电解质在水中的溶解能力
1.8*10-10
5.4*10-13
8.5*10-17
9.1×10-6
4.0*10-38
2.8*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
CaSO4
Fe(OH)3
主题2: 溶度积常数
4、Ksp的意义：反映了难溶电解质在水中的溶解能力
化学式 AgCl AgBr AgI Ag2CrO4 Ag2S
Ksp 1.8×10-10 5.4×10-13 8.1×10-17 2.2×10-12 6.3×10-50
溶解度(S) 1.5×10-4 8.4×10-6 2.1×10-7 1.1×10-12 1.3×10-16
(1)对于同类型(阴、阳离子个数比相同)的难溶电解质来说:
Ksp越大，溶解度越大，越易溶；Ksp越小，溶解度越小，越难溶
溶度积：Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)
溶解度：S(AgCl)>S(AgBr)>S(AgI)
主题2: 溶度积常数
4、Ksp的意义：反映了难溶电解质在水中的溶解能力
化学式 AgCl AgBr AgI Ag2CrO4 Ag2S
Ksp 1.8×10-10 5.4×10-13 8.1×10-17 2.2×10-12 6.3×10-50
溶解度(S) 1.5×10-4 8.4×10-6 2.1×10-7 1.1×10-12 1.3×10-16
(2)不同类型(阴、阳离子个数比不同)的难溶电解质
①若溶解度相差极大，则符合上述(1)规律AgCl：1.56×10-10 Ag2S：1.8×10-50
Ksp越大，溶解度越大，越易溶；Ksp越小，溶解度越小，越难溶
②若溶解度相差较小，不能直接通过Ksp的大小判断溶解度大小，要通过Ksp计算出离子浓度来比较。
主题2: 溶度积常数
溶度积：Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2CrO4)
溶解度：S(Ag2CrO4)>S(AgCl)
5、Ksp的应用
(1)已知Ksp，求离子浓度
【例】已知：Ksp(AgCl)= 1.8×10-10，Ksp(AgI)= 1.5×10-16，Ksp(Ag2S)=1.8×10-50，Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12。则上述难溶盐的饱和溶液中，Ag+ 浓度大小顺序：
解：AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) AgI(s) Ag+(aq) + I-(aq)
Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2-(aq) Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq)
x
x
x
x
0.5x
0.5x
Ag2CrO4>AgCl>AgI>Ag2S
主题2: 溶度积常数
5、Ksp的应用
(2)判断沉淀是否生成
AmBn(s) m An+(aq) + n Bm-(aq)
（溶度积规则）：
任意某一时刻：离子积 Qc = cm(An+) · cn(Bm-)
达到平衡状态时：溶度积 Ksp = cm(An+) · cn(Bm-)
若Qc > Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出；
若Qc = Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；
若Qc < 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］
= 2 ×10-3× 2 ×10-3 = 4.0 ×10-6
解：Qc = c(Ag+)·c(Cl-)
> Ksp
有AgCl沉淀析出
主题2: 溶度积常数
5、Ksp的应用
(3)判断溶液中离子能否沉淀完全
【例】在1L含0.001mol/LSO42-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]
解： Ba2+ + SO42- = BaSO4↓
0.01mol
0.001mol
剩余的n(Ba2+) = 0.009 mol
c(Ba2+)=4.5×10-3mol/L
Ksp(BaSO4)= c(Ba2+) · c(SO42-)= 1.08×10-10
c(SO42-) = 2.4×10-8 mol/L
< 1.0×10-5 mol/L
沉淀完全
主题1: 溶度积常数
5、Ksp的应用
(4)判断沉淀析出的顺序：
【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？
解：Ksp(AgCl) = c(Ag+)·c(Cl-) = 1.8×10-10
c(Ag+) =1.8×10-8 mol/L
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。
当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀时所需该试剂离子浓度越小的越先沉淀。（溶解度小的先沉淀）
同类型：Ksp越小越先沉淀
主题2: 溶度积常数
5、Ksp的应用
(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代入Ksp计算。
由此可见:①氢氧化物沉淀不一定在碱性环境；
②不同氢氧化物的Ksp值不同，沉淀的pH值也不同，因此 可通过控制pH值分离金属离子。
主题2: 溶度积常数
5、Ksp的应用
(6)以AgCl、Ag2CrO4为例,计算溶解度(g/L)
已知某温度下，Ksp(AgCl)=1.56×10-10，Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12
试分别计算溶解度(g/L)。
解：设平衡时AgCl、Ag2CrO4的浓度分别为S1、S2 mol/L
AgCl(s) Ag+ (aq) + Cl- (aq)
平衡 S1 S1
Ksp= S12 =1.56×10-10
得： S1 =1.25×10-5 mol/L
所以： AgCl的溶解度为： 1.25×10-5 mol/L×143.5g/mol=1.79×10-3 g/L
Ag2CrO4 (s) 2Ag+ (aq) + CrO4 2-(aq)
平衡 2S2 S2
Ksp= (2S2)2 ·S2= 4S23 = 9.0×10-12
得： S2 =1.31×10-4 mol/L
所以： Ag2CrO4的溶解度为：
1.31×10-4 mol/L×432g/mol=5.66×10-2 g/L
主题2: 溶度积常数
6、Ksp曲线图分析
(1)离子浓度坐标曲线图
Ksp = c（Ag+）· c（Cl-）
特点：
①曲线上C点为平衡点：Qc=Ksp
②曲线外A点：Qc＞Ksp，过饱和，生成沉淀(加水)
③曲线内B点：Qc＜Ksp，未饱和，沉淀溶解(恒温蒸发)
④多条曲线表示：不同温度同一物质的Ksp;同一温度不同物质的Ksp
主题2: 溶度积常数
6、Ksp曲线图分析
(2)离子浓度负对数直线图
p Ksp=p{（Ag+）·（ Cl- ）}
p（Ag+）= -lg（ Ag+ ）
p（Cl-）= -lg（ Cl- ）
p Ksp=p（Ag+）+ p（ Cl- ）
特点：
①线上C点：c（Ag+）=c（Cl-）
②线外A点：不饱和，Qc＜Ksp
③线内B点：Qc＞Ksp，过饱和
主题1: 溶度积常数
6、Ksp曲线图分析
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
3.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：
①原溶液不饱和时，离子浓度都增大；
②原溶液饱和时，离子浓度都不变。
(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。
主题2: 溶度积常数
(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。
沉淀溶解平衡图像类题的解题步骤
②曲线上方区域的点均表示过饱和溶液，此时Q>Ksp
③曲线下方区域的点均表示不饱和溶液，此时Q(2)理解图像中线上点线外点的含义
①以AgCl为例，在该沉淀溶解平衡图像中，曲线上任意一点都表示达到了沉淀溶解平衡状态，此时，Q=Ksp。在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度都只能在曲线上变化，不会出现在曲线以外。
(3)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：
I.原溶液不饱和时，离子浓度都增大；
II.原溶液饱和时，离子浓度都不变。
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。
课堂检测
1.硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下．下列说法正确的是
A．温度一定时，Ksp(SrSO4)随c(SO42-)的增大而减小
B．三个不同温度中，313 K时Ksp(SrSO4)最大
C．283 K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液
D．283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液
B
课堂检测
D
2．如图所示是T1、T2不同温度下BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线，下列说法不正确的是(　　)
A.加入Na2SO4可使溶液由a点变为b点
B.T1温度时，在T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时，均有BaSO4沉淀生成
C.蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b) D.升温可使溶液由b点变为d点
课堂检测
3、向1×10-3 mol L-1 的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液,求开始有Ag2CrO4沉淀生成时的C(Ag+ )= CrO42-沉淀完全时, C(Ag+ )= 已知：Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-13
解：Ag2CrO4 2Ag+ + CrO42-
Ksp = C2(Ag+) · C(CrO42-)
开始沉淀：
CrO42-沉淀完全时的浓度为1.0 ×10-5 mol/L,
故有
课堂小结
难容电解质的沉淀溶解平衡
沉淀溶解平衡的建立
v(溶解)> v(结晶)　 固体溶解
v(溶解)= v(结晶)　 溶解平衡
v(溶解)< v(结晶)　 析出晶体
沉淀溶解平衡的影响因素
内因：电解质本身的性质
外因
（2）浓度：
（1）温度：
（3）同离子效应：
（4）化学反应：
溶度积常数
AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq)
Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)
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