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(共73张PPT)
[学习目标]
1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。
2.理解溶度积(Ksp)的含义,并能进行相关计算。
3.利用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题。
1.沉淀溶解平衡
(1)定义:在一定温度下,当沉淀和溶解的速率相等时,得到难溶电解质的_____溶液,建立动态平衡,把这种平衡称为沉淀溶解平衡。
(2)沉淀溶解平衡的建立。
饱和
①v(溶解) v(沉淀),固体溶解(不饱和溶液);
②v(溶解) v(沉淀),沉淀与溶解处于平衡状态(饱和溶液);
③v(溶解) v(沉淀),析出晶体(过饱和溶液)。
>
=
<
(3)影响沉淀溶解平衡的因素。
①内因:难溶电解质本身的性质,这是决定因素。
②外因:以沉淀溶解平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)　ΔH>0为例。
外界条件 平衡移动方向 c(Ag+) c(Cl-)
升高温度 ______ 增大 _____
加少量水稀释 正向 _____ 不变
加入少量AgNO3 _____ 增大 ______
通入HCl 逆向 ______ 增大
通入H2S _____________ 减小 _________
正向
增大
不变
逆向
减小
减小
正向
增大
2.溶度积
(1)溶度积及其应用
以AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
项目 溶度积 离子积
概念 难溶电解质的沉淀溶解平衡的平衡常数 溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号 Ksp Q
表达
式 Ksp(AmBn)=_________________,式中的浓度都是平衡浓度 Q(AmBn)=_________________,式中的浓度是任意时刻浓度
应用 (1)Q>Ksp:溶液过饱和,有_____析出,直至溶液饱和达到新的平衡;
(2)Q=Ksp:溶液饱和,沉淀与溶解处于_______状态;
(3)Qcm(An+)·cn(Bm-)
cm(An+)·cn(Bm-)
沉淀
平衡
未饱和
(2)Ksp的影响因素
①内因:难溶电解质本身的性质。
②外因:Ksp只受_______ 影响,与其他外界条件无关。绝大多数难溶电解质的溶解是______过程,升高温度,平衡向______方向移动,Ksp________。
[注意]　Ca(OH)2的溶解过程是放热的,温度升高,Ksp减小。
温度
吸热
溶解
增大
×
√
×
×
×
一　沉淀溶解平衡及其影响因素
1.(2026·大连开学考)下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中,不正确的是(　　)
A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率相等
B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-
C.升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大
D.向AgCl悬浊液中加入NaCl固体,AgCl的溶解度减小
B
解析　沉淀溶解平衡的实质是v(沉淀)=v(溶解)≠0,A正确;AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)是动态平衡,溶液中存在Ag+和Cl-,B错误;AgCl溶解过程吸热,C正确;加入NaCl固体,c(Cl-)增大,AgCl沉淀溶解平衡左移,溶解度减小,D正确。
C
二　溶度积的理解与比较
3.下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是(　　)
A.常温下,向CaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体,CaCO3的Ksp减小
B.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp减小
C.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp增大
D.常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体,Mg(OH)2的Ksp不变
解析　　温度不变,溶度积常数不变,A错误,D正确;升高温度,大多数的难溶物的Ksp增大,但也有少数物质相反,B、C错误。
D
4.分别进行下列操作,由现象得出的结论正确的是(　　)
C
选项 操作 现象 结论
A 将稀硫酸和Na2S反应生成的气体通入AgNO3与AgCl组成的悬浊液中 出现黑色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)
B 向盛有2 mL 0.1 mol·L-1AgNO3溶液的试管中滴加1 mL 0.1 mol·L-1NaCl溶液,再向其中滴加4~5滴0.1 mol·L-1KI溶液 先有白色沉淀生成,后又产生黄色沉
淀 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
C 向AgI悬浊液中滴入Na2S溶液 固体变
黑 Ksp(Ag2S)D 将H2S气体通入浓度均为0.01 mol·L-1的ZnSO4和CuSO4溶液中 先出现CuS黑色沉淀 Ksp(CuS)>Ksp(ZnS)
解析　生成的硫化氢与硝酸银溶液反应生成硫化银沉淀,没有沉淀的转化,无法判断Ksp(AgCl)与Ksp(Ag2S)的大小,A错误;AgNO3溶液过量,KI直接与AgNO3反应,无法判断Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)的大小关系,B错误;溶度积常数大的物质能转化为溶度积常数小的物质,AgI悬浊液中滴入Na2S溶液,固体变黑,说明Ksp(Ag2S)方法一:利用沉淀的先后顺序进行比较
相同温度、相同浓度的不同离子,逐滴加入沉淀剂,一般先产生沉淀的溶解度小,即Ksp小(前提:沉淀类型相同)。如相同浓度的NaCl、NaI的混合溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,观察到先产生黄色沉淀。说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。
Ksp大小比较的实验设计方法
[归纳总结]
方法一:利用沉淀的先后顺序进行比较
相同温度、相同浓度的不同离子,逐滴加入沉淀剂,一般先产生沉淀的溶解度小,即Ksp小(前提:沉淀类型相同)。如相同浓度的NaCl、NaI的混合溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,观察到先产生黄色沉淀。说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。
方法一:利用沉淀的先后顺序进行比较
相同温度、相同浓度的不同离子,逐滴加入沉淀剂,一般先产生沉淀的溶解度小,即Ksp小(前提:沉淀类型相同)。如相同浓度的NaCl、NaI的混合溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,观察到先产生黄色沉淀。说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。
方法二:利用沉淀的转化进行比较
沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动,一般来说,Ksp小的沉淀转化为Ksp更小的沉淀更易实现,两者Ksp差别越大,转化更容易。如向盛有2 mL、0.1 mol·L-1的NaCl溶液中加入2滴0.1 mol·L-1的AgNO3溶液,产生白色沉淀,然后再加入4滴0.1 mol·L-1的KI溶液,观察到白色沉淀变为黄色,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。
三　溶度积(Ksp)的多维计算
5.(1)制取软磁材料Mn3O4,加入MnF2的目的就是使Ca2+转化为难溶物CaF2除去,反应为MnF2(s)+Ca2+(aq) CaF2(s)+Mn2+(aq)其平衡常数K=　　 　　[已知Ksp(MnF2)=
5.0×10-3,Ksp(CaF2)=3.5×10-11]。
(2)25 ℃时,在1.00 L 0.03 mol·L-1AgNO3溶液中加入0.50 L 0.06 mol·L-1的CaCl2溶液,能
否生成AgCl沉淀 ________________________________________________________
________________________________________________________________(已知:AgCl的Ksp=1.8×10-10)。
1.4×108
0.04 mol·L-1,c(Ag+)·c(Cl-)=0.02×0.04=8.0×10-4>Ksp,所以有AgCl沉淀生成
6
(5)Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,溶解能力:CaSO4大于CaCO3。请用数据说明溶解能力小的CaCO3能否转化为溶解能力大的CaSO4 ____________________
在CaCO3的饱
5×10-7
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[归纳总结]　溶度积常数计算的几种类型
考查角度 计算技巧
判断沉淀的生成或沉淀是否完全 ①把离子浓度数据代入Ksp表达式得Q,若Q>Ksp,则有沉淀生成;②利用Ksp的数值计算某一离子浓度,若该离子浓度小于10-5 mol·L-1,则该离子沉淀完全
常温下,计算氢氧化物沉淀开始和沉淀完全时溶液的pH ①根据氢氧化物的Ksp,先计算初始浓度溶液中的c(OH-),再求得溶液的pH;②金属阳离子沉淀完全时的离子浓度小于或等于10-5 mol·L-1,依据Ksp可计算金属阳离子沉淀完全时溶液中的c(OH-),进而求得pH
考查角度 计算技巧
计算沉淀转化反应的平衡常数,并判断沉淀转化的程度 依据沉淀的转化反应和Ksp,计算该反应的平衡常数,K值越大,转化反应越易进行,转化程度越大,若K>105,说明能彻底转化
沉淀先后的计算与判断 ①沉淀类型相同,则Ksp小的化合物先沉淀;②沉淀类型不同,则需要根据Ksp计算出沉淀时的离子浓度,离子浓度小的先沉淀
1.沉淀的生成
方法 举例 解释
调节
pH
法 除去CuCl2溶液中的FeCl3,可向溶液中加入_____________________________________ ___________________________
___________________________
___________________________
除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入______调节pH至4左右 _________________________
_____________
沉淀
剂法 以_______等沉淀污水中的Hg2+、Cu2+等重金属离子 ___________________________
________
CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3
氨水
Na2S
CuO或Cu(OH)2或CuCO3或
Cu2(OH)2CO3与H+反应,促进
Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀
Fe3+与NH3·H2O反应生成
Fe(OH)3沉淀
Na2S与Cu2+、Hg2+等反应生
成沉淀
2.沉淀的溶解
方法 举例 原理(离子方程式)
酸溶法 加入稀盐酸除去碳酸钙 _____________________________
碱溶法 加NaOH溶液除去Al(OH)3 _________________________
盐溶法 加NH4Cl 溶液除去Mg(OH)2 ___________________________________________
配位溶
解法 用足量氨水溶解并除去AgCl ______________________________________
CaCO3+2H+ ===Ca2++H2O+CO2↑
Al(OH)3+OH- ===[Al(OH)4]-
AgCl+2NH3·H2O ===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
越大
(2)应用示例
应用 举例 原理(离子方程式)
锅炉
除垢 将CaSO4转化为易溶于酸的CaCO3 ______________________________________
矿物
转化 CuSO4溶液遇PbS转化为CuS ________________________________
Cu2+(aq)+PbS(s) CuS(s)+Pb2+(aq)
×
√
√
√
1.(2025·辽宁鞍山一模)常温下,BaSO4 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法错误的是(　　)
B
2.(2026·山东青岛开学考)为研究沉淀的生成及转化,某小组进行如下实验。下列关于该实验的分析不正确的是(　　)
D
A.①悬浊液中存在平衡:AgSCN(s) Ag+(aq)
+SCN-(aq)
B.②中颜色变化说明上层清液中含有SCN-
C.③中颜色变化说明有AgI生成
D.该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶
解析　根据信息,白色沉淀是AgSCN,存在沉淀溶解平衡AgSCN(s) Ag+(aq)+SCN-(aq),A正确;取上层清液,加入Fe3+出现红色溶液,说明生成Fe(SCN)3,说明上层清液中含有SCN-,B正确;AgI是黄色沉淀,③中现象是有黄色沉淀生成,说明有AgI产生,C正确;加入的KI溶液浓度大,并且Ag+有剩余,可能是悬浊液中Ag+与I-反应,出现黄色沉淀,D错误。
3.已知Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ka1(H2S)×Ka2(H2S)=1.3×10-20。向0.10 mol·L-1Fe2+和0.10 mol·L-1Cu2+的混合溶液中通入H2S气体至饱和[c(H2S)=0.10 mol·L-1]。请推断沉淀生成情况是下列哪一种(　　)
A.先生成CuS沉淀,后生成FeS沉淀
B.先生成FeS沉淀,后生成CuS沉淀
C.先生成CuS沉淀,不生成FeS沉淀
D.先生成CuS沉淀,反应一段时间FeS和CuS同时沉淀
C
(1)一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。两者的溶解度差别越大,转化越容易。
(2)当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时,生成沉淀所需要试剂离子浓度越小的越先沉淀。
(3)如果生成各种沉淀所需要试剂离子的浓度相差较大,就能分步沉淀,从而达到分离离子的目的。
1.沉淀转化的规律
[归纳总结]
(1)一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。两者的溶解度差别越大,转化越容易。
(2)当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时,生成沉淀所需要试剂离子浓度越小的越先沉淀。
(3)如果生成各种沉淀所需要试剂离子的浓度相差较大,就能分步沉淀,从而达到分离离子的目的。
2.沉淀先后顺序的判断
1.(2025·广东卷)CuCl微溶于水,但在Cl-浓度较高的溶液中因形成[CuCl2]-和[CuCl3]2-而溶解。将适量CuCl完全溶于盐酸,得到含[CuCl2]-和[CuCl3]2-的溶液,下列叙述正确的是(　　)
A.加水稀释,[CuCl3]2-浓度一定下降
B.向溶液中加入少量NaCl固体,[CuCl2]-浓度一定上升
C.H[CuCl2]的电离方程式为:H[CuCl2] ===H++Cu++2Cl-
D.体系中,c(Cu+)+c(H+)=c(Cl-)+c([CuCl2]-)+c([CuCl3]2-)+c(OH-)
A
解析　加水稀释,[CuCl2]-+Cl- [CuCl3]2-平衡逆向移动,溶液中[CuCl3]2-的浓度一定下降,A正确;向溶液中加入少量NaCl固体,CuCl+Cl- [CuCl2]-、[CuCl2]-+Cl- [CuCl3]2-、CuCl+2Cl- [CuCl3]2-平衡均正向移动,[CuCl2]-的浓度不一定上升,B错误;[CuCl2]-不能拆分,故H[CuCl2]的电离方程式为H[CuCl2] ===H++[CuCl2]-,C错误;体系中存在电荷守恒:c(Cu+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c([CuCl2]-)+2c([CuCl3]2-),D错误。
2.依据下列实验操作及现象,得出相应结论的是(　　)
B
选项 实验操作及现象 结论
A.(2025·甘肃卷T13C) 向AgNO3溶液中滴入几滴NaCl溶液,再滴入几滴NaI溶液,观察沉淀颜色变化 比较AgCl和AgI的Ksp大小
B.(2025·天津卷T9B) 硫化锌(ZnS,白色)、硫化镉(CdS,黄色)为难溶电解质,向浓度均为0.1 mol·L-1 Zn2+、Cd2+混合液中,滴加Na2S溶液,先出现的沉淀是黄色 Ksp(ZnS)>Ksp(CdS)
C.(2025·河北卷T13B) 以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,先出现白色沉淀,后出现砖红色沉淀 Ksp(AgCl)D.(2024·江苏卷T11C) 向2 mL浓度均为0.1 mol·L-1的CaCl2和BaCl2混合溶液中滴加少量0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,振荡,产生白色沉淀 溶度积常数:CaCO3>BaCO3
解析　AgNO3溶液过量,溶液中剩余的Ag+会直接与I-反应生成AgI沉淀,无法说明AgCl转化为AgI,故不能比较二者Ksp大小,A错误;C项中,二者Ksp表达式不相同,不能通过首先出现的沉淀来比较Ksp的大小,尽管AgCl的Ksp(1.8×10-10)大于Ag2CrO4的Ksp(1.1×10-12),但AgCl先沉淀是因为AgCl更难溶,C错误;CaCO3和BaCO3均为白色沉淀,无法通过现象确定沉淀的种类,即无法比较CaCO3、BaCO3溶度积常数的大小,D错误。
3.(1)(2024·甘肃高考15题节选)CaSO4与(NH4)2CO3溶液反应得到碳酸钙,反应的化学方程式为　　　　　 　　　　 ;该反应能进行的原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　。[已知:Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,Ksp(CaCO3)=3.4×10-9]
(2)(2024·湖南高考16题节选)已知:①当某种离子的浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时,可忽略该离子的存在;②AgCl(s)+Cl-(aq) [AgCl2]-(aq)　K=2.0×10-5。为了不使AgCl转化为[AgCl2]-,则Cl-浓度不能超过　　　　　　　　 mol·L-1。
CaSO4+(NH4)2CO3===CaCO3+(NH4)2SO4　
Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3),微溶的硫酸钙可转化为更难溶的碳酸钙
0.5
(3)(2024·江西高考15题节选)已知:Ksp[Th(OH)4]=4.0×10-45,
Ksp[Ce(OH)3]=1.6×10-20,Ksp[Ce(OH)4]=2.0×10-48。溶解阶段,将溶液pH先调到1.5~2.0,得到含Ce3+的溶液,反应后再回调至4.5。
①盐酸溶解Ce(OH)4的离子方程式为　　　　　　 　　　　。②当溶液pH=4.5时,c(Th4+)=　　 　　 mol·L-1,此时完全转化为氢氧化钍沉淀。
2Ce(OH)4+8H++2Cl- ===2Ce3++8H2O+Cl2↑
4.0×10-7
[夯基固本练]
A
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2.(2026·江西赣州开学考)下列现象未涉及到沉淀溶解平衡的是(　　)
A.相同温度下,AgCl在水中的溶解度大于在氯化钠溶液中的溶解度
B.浓FeCl3溶液滴入沸水加热形成红褐色液体
C.自然界地表层原生铜矿变成CuSO4溶液向地下层渗透,遇到难溶的ZnS或PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS)
D.医院里不用碳酸钡,而用硫酸钡作为“钡餐”
B
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3.(2025·辽宁鞍山一模)下列液体均处于25 ℃,有关难溶电解质的叙述错误的是(　　)
A.AgCl 溶液中的c(Ag+)·c(Cl-)是一个常数
B.BaSO4 在稀硫酸中的溶解度比在纯水中的溶解度小
C.向Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl 固体,c(Mg2+)增大
D.向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入少量氨水,先生成Cu(OH)2沉淀,说明Ksp[Cu(OH)2]A
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4.(2026·山东烟台一中开学考)已知几种难溶电解质的溶度积常数Ksp(25 ℃)如下:
C
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难溶电解质 ZnS CuS HgS
Ksp 1.6×10-24 6.3×10-36 1.6×10-52
向100 mL含Zn2+、Cu2+和Hg2+浓度均为0.01 mol·L-1的溶液中逐滴加入0.001 mol·L-1的Na2S溶液,下列说法正确的是(　　)
A.Zn2+先沉淀 B.Cu2+先沉淀
C.Hg2+先沉淀 D.同时沉淀
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解析　向Zn2+、Cu2+和Hg2+浓度均为0.01 mol·L-1的溶液中逐滴加入0.001 mol·L-1的Na2S溶液,当溶液中离子开始沉淀时,溶液中c(金属离子)×c(S2-)=Ksp,Ksp越小的难溶物最先生成,Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)>Ksp(HgS),因此Hg2+先沉淀。
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5.(2026·广西南宁开学考)硫化汞(HgS)难溶于水,在自然界中呈红褐色,常用于制作油画颜料、印泥等。某温度下,HgS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
4
C
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12
A.向硫化汞浊液中加入硫化钠溶液,硫化汞的Ksp减小
B.图中a点对应的是饱和溶液
C.向c点的溶液中滴入0.1 mol·L-1 Hg(NO3)2,则c(S2-)减小
D.升高温度可以实现c点到b点的转化
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6.取1.0 L浓缩卤水(Cl-、I-浓度均为1.0×10-3 mol·L-1)进行实验:滴加一定量AgNO3溶液,产生黄色沉淀;继续滴加,产生白色沉淀。已知:Ksp(AgI)=8.5×10-17、Ksp(AgCl)=1.8×10-10。下列分析不正确的是(　　)
A.黄色沉淀是AgI,白色沉淀是AgCl
B.产生白色沉淀时,溶液中存在AgI(s) Ag+(aq)+I-(aq)
C.若起始时向卤水中滴加2滴(0.1 mL)1.0×10-3 mol·L-1 AgNO3溶液,则能产生沉淀
D.白色沉淀开始析出时,c(I-)>1.0×10-6 mol·L-1
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D
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[能力技能练]
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已知:ⅰ.
物质 BaSO4 BaCO3 CaCO3 Mg(OH)2
Ksp(25 ℃) 1.1×10-10 2.6×10-9 3.4×10-9 5.6×10-12
B
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[素养提升练]
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(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为　　　　　　　　　 　　　,
反应的平衡常数K的表达式为　　　　　;该反应能发生的原因是_________________
　　　　　　　　　　　　　　 　　(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)。
Ksp(SrCO3)1
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减小
不变　
盐酸
若沉淀完全溶解,则证明SrSO4完全转化成SrCO3,否则,未完全转化
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10.常温下,用0.100 mol·L-1的NH4SCN标准溶液滴定25.00 mL未知浓度的AgNO3溶液,以NH4Fe(SO4)2·12H2O为指示剂,测得溶液中pSCN=-lg c(SCN-)、pAg=-lg c(Ag+)随加入NH4SCN溶液的体积变化如图所示。
已知:Ag++SCN- ===AgSCN↓, Ksp(Ag2CrO4)=1.0×10-12,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5,
Ksp(Ag2CO3)=8×10-12。
回答下列问题:
1
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(1)该温度下AgSCN溶度积常数Ksp=　　　　　　。
1.0×10-12　
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酸性
0.01
0.022 4
无
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