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沉淀溶解平衡
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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.了解离子积与Ksp的相对大小跟沉淀溶解平衡的关系。
课堂导入
在电子、医用金属、珠宝等行业，都需要用到银材料，生产废水中含有的银离子，属于重金属污染，这些生产废水未经处理如果排入了河流中会怎样？
【资料】
白鲢 鲤鱼 蝌蚪
48 小时 约3.0×10-7 mol/L 约1.7×10-7 mol/L 约1.0×10-7
mol/L
银离子对几种水生动物的半致死浓度
如何解决这一问题的呢？
【思考】现用1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液模拟工业废水，加入1 mL 0.012 mol/L的NaCl溶液，充分反应。
请问溶液中还有Ag+和Cl-吗？
【实验证实】向AgNO3与NaCl完全反应后的溶液中加入Na2S溶液，观察现象。
【结论】不存在绝对不溶解的电解质，难溶电解质也存在微量的溶解。
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
Ag++Cl-=AgCl↓
即使Cl-过量，溶液中依然有Ag+。
思考与讨论
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
通过观察表格中的数据，我们发现，表格中的物质都可以在水中溶解，但是不同的电解质在水中的溶解度差别很大。
回忆：溶解度的定义？
在一定的温度下，某物质在100克溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量
10g
1g
0.01g
易溶
可溶
微溶
难溶
如：PbI2是一种难溶物质，但却是一种强电解质，如果溶解，在溶液中会存在Pb2+和I-
难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0 ，没有绝对不溶的物质。
思考与讨论
【思考】物质中是否存在溶解与沉淀的可逆过程？
动画演示：AgCl在水中溶解平衡
Ag+
Cl-
溶解
AgCl(s) Ag＋(aq) + Cl－(aq)
沉淀
思考与讨论
下图是向10ml蒸馏水中加入1g碳酸钙（溶解度5.3×10-4g）后溶液电导率变化，当电导率不变时，再向其中加入10ml蒸馏水，再次观察电导率的变化。
(1)将CaCO3加入水中，溶液的电导率增大，说明什么？
(2)一段时间后，电导率为什么保持不变？
(3)在e点加入10ml蒸馏水，电导率为什么先减小后增大？一段时间后为什么又保持不变？电导率不变时，CaCO3的溶解停止了吗？
(4)在每次加入10ml蒸馏水后，为什么重复出现上述现象？
CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO32-(aq)
解释：每次加水之后，碳酸钙又会溶解，溶液经过了饱和→不饱和→饱和的过程，相同温度下，同种物质的饱和溶液，浓度相等。
一、难溶电解质的溶解平衡
在一定条件下，难溶电解质溶于水，当沉淀溶解速率与沉淀生成速率相等时，形成溶质的饱和溶液，达到平衡状态，这种平衡称为沉淀溶解平衡
1. 定义：
2.特征：
逆、等、动、定、变
溶解速率
沉淀速率
时间
速率
沉淀溶解平衡
3.表达式：
AgCl (s) Ag＋(aq)+CI-(aq)
一、难溶电解质的溶解平衡
4. 影响溶解平衡的因素
氯化银浊液中存在平衡AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) （吸热），若改变下列条件，对其平衡有何影响？
移动方向 c(Ag+) c(Cl-)
升 温
加水
加AgCl(s)
加NaCl(s)
加NaI(s)
右
右
左
不移动
增大
增大
不变
增大
减小
遵循勒夏特列原理
不变
不变
右
减小
增大
不变
一、难溶电解质的溶解平衡
4. 影响溶解平衡的因素
遵循勒夏特列原理
a.绝对不溶的电解质是没有的。
b.同是难溶电解质，溶解度差别也很大。
①内因：电解质本身的性质
②外因：
b.浓度：加水，平衡向溶解方向移动。
a.温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。
d.离子发生反应，平衡向溶解的方向移动。
c.同离子效应，平衡向生成沉淀的方向移动。
随堂训练
1.书写Ag2S、Mg(OH)2溶解平衡的表达式。
2.已知温度越高,AgI在水中的溶解度越大。现向含有AgI固体的AgI饱和溶液中分别进行如下操作,有关离子浓度的变化情况如下:
(1)若加热,则c(I-)　　　　(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。
(2)若加少量水,则c(I-)　　　　。
(3)若加入AgNO3固体,则c(I-)　　　　。
(4)若加更多的AgI固体,则c(Ag+)　　　　。
增大
不变
减小
不变
Ag2S (s) 2Ag+ (aq) + S2- (aq)
Mg(OH)2 (s) Mg 2+ (aq) + 2OH- (aq)
随堂训练
3.下列说法中, 正确的是（ ）
A. 饱和石灰水中加入一定量生石灰, 温度明显升高, 所得溶液的pH会增大
B. AgCl悬浊液中存在平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq), 往其中加入少量NaCl粉末, 平衡会向左移动, AgCl的溶解度变小
C. AgCl悬浊液中加水,平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)向溶解方向移动，离子浓度增大
D. 硬水含有较多Ca2+、Mg2+、HCO3- 、SO42- , 加热煮沸可以完全除去其中的Ca2+、Mg2+
B
1 mL 0.012 mol/L的 NaCl溶液与1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液充分反应后，溶液中剩余Ag+的浓度是多少？
【思考】
如何定量描述固体沉淀溶解平衡？
二、溶度积常数
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。
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl－(aq)
Ksp= c(Ag+ ).c(Cl-)
对AmBn(s)
AmBn(s) mAn+(aq)＋nBm－(aq)
2.表达式：Ksp＝cm (An+) ×cn (Bm－)
BaSO4 Fe(OH)3 Ag2CrO4
练习：写出下列物质的溶度积常数表达式：
二、溶度积常数
【例1】氯化银在25℃时溶解度为0.000192g，求它的溶度积常数。
解：因为AgCl饱和溶液极稀，可以认为1gH2O的体积和质量与1mLAgCl溶液体积和质量相同， 所以在 lL AgCl饱和溶液中含有AgCl0.00192g，溶解的AgCl完全电离，故：
c(Ag+)=c(Cl-)＝0.00192g/143.4g·mol-1
＝1.34×10-5mol·L-1
Ksp (AgCl)＝c(Ag+)·c(Cl-)=(1.34×l0-5)2＝1.8×10-10
结论：容度积和溶解度都可以表示物质的溶解性，两者可以互相换算。换算时都需要先求出物质的量浓度。
二、溶度积常数
【例2】已知Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5,Ksp(Ag2S)=6.3×10-50,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,
Ksp(AgI)=5.4×10-13。在上述各银盐饱和溶液中,c(Ag+)由大到小的顺序为(　　)
A.Ag2SO4>AgCl>Ag2S>AgBr
B.Ag2SO4>Ag2S>AgCl>AgBr
C.Ag2SO4>AgCl>AgBr>Ag2S
D.Ag2SO4>Ag2S>AgBr>AgCl
C
化学式 溶解度/ g
AgCl 1.5×10-4
Ag2SO4 0.786
Ag2S 1.3×10-16
AgBr 8.4×10-6
BaSO4 3.1×10-4
CaSO4 0.202
二、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。
【特别提醒】①对于同类型物质(如AgCl、AgBr、AgI等)，可直接用溶度积比较难溶电解质的溶解能力，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。
沉淀溶解平衡的判断
Q＞ Ksp，
溶液过饱和，平衡向生成沉淀方向移动，有沉淀析出
5.溶度积的应用
二、溶度积常数
Q = Ksp，
溶液饱和，沉淀与溶解平衡
Q＜ Ksp，
溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，可以继续溶解直至饱和
计算离子浓度
5.溶度积的应用
二、溶度积常数
例：1 mL 0.012 mol/L的 NaCl溶液与1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液充分反应后。
（1）溶液中剩余Ag+的浓度是多少？
（2）根据计算结果判断，Ag+被完全沉淀了吗（＜10-5mol/L）？
（3）若要使c（Ag+）＜10-7mol/L，求所需c（Cl-）最小值？
判断沉淀能否生成（利用Q和Ksp的关系）
5.溶度积的应用
二、溶度积常数
例：将浓度均为4×10-3mol/L的AgNO3溶液与K2CrO4溶液等体积混合，是否能析出Ag2CrO4沉淀？[已知：Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12]
判断沉淀先后顺序
5.溶度积的应用
二、溶度积常数
例：大量碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，浓缩液中主要含I-、Cl-等离子，某浓缩液中含有等浓度0.001mol/L的I-、Cl-。取一定量该浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液。[已知：Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgI)=8.5×10-17]
（1）当AgI开始沉淀时，溶液中c(Ag+)= 。
（2）当AgCl开始沉淀时，溶液中c(Ag+)= 。
（3）滴加AgNO3溶液的过程中，先沉淀的是哪一种离子？
（4）当AgCl开始沉淀时，溶液中c(I-)/c(Cl-)为 。

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