3.4.1 难溶电解质的沉淀溶解平衡.pptx

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第1课时　难溶电解质的沉淀溶解平衡
第四节　沉淀溶解平衡
第三章　水溶液中的离子反应与平衡
溶洞的形成
温故知新
1.什么是饱和溶液？
在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液。
2.如何判断某NaCl溶液是否已经达到饱和？
讨论1：在NaCl的饱和溶液中，再加入固体溶质，固体会不会继续溶解？是否发生着溶解过程？
饱和NaCl溶液
形状不规则的NaCl固体
形状规则的NaCl固体
一昼夜后观察发现：固体变为规则的立方体；质量并未发生改变
思考：得到什么启示？
探究1：
饱和溶液中
v(结晶)=v(溶解)
结论：NaCl的饱和溶液中存在溶解平衡
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。根据表格信息回答下列问题。
【思考与讨论】
（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-？
【回顾】
一定温度下，某固体物质在100克溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂中的溶解度。
①习惯上将溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质。
0.01
1
10
S/g
还记得什么是溶解度吗？
②难溶 绝对不溶
25℃时，溶解性与溶解度的大小关系
AgCl固体在水中溶解和沉淀过程：
AgCl固体
溶解过程：在水分子作用下，少量Ag＋和 Cl-脱离AgCl表面进入水中。
沉淀过程：溶液中的Ag＋和 Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl的表面析出。
沉淀溶解平衡：当溶解速率和沉淀速率相等时，得到AgCl饱和溶液，达到平衡状态。
1、定义：
在一定温度下，难溶电解质溶于水，当 和 速率相等时，溶液达到饱和状态时，即建立了溶解平衡（也叫沉淀溶解平衡） 。
一、难溶电解质的溶解平衡
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 v沉淀 ，析出晶体。
＞
=
＜
沉淀
溶解
3、特征
可逆
动态
=
离子浓度
4.溶解平衡方程式的书写
Al(OH)3(s) Al3+(aq)+3OH－(aq)
BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO42_(aq)
Al(OH)3：
BaSO4：
注意与电离的区别：
难溶强电解质，没有电离平衡：
BaSO4 = Ba2++SO42_
难溶弱电解质，存在电离平衡：
Al(OH)3 Al3++3OH－
！标明物质状态和可逆符号
5、生成难溶电解质的离子反应的限度
一般情况下，离子浓度小于 时，认为沉淀完全。
1×10-5mol/L
6.影响难溶电解质溶解平衡的因素
①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。
②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。
③同离子效应：增加与难溶电解质相同的离子，平衡向沉淀方向移动。
④反应离子：反应消耗难溶电解质的离子，平衡向溶解方向移动。
（2）外因：
MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq)
（1）内因（决定因素）：电解质本身的性质
温度、浓度、同离子效应等，其影响符合“勒夏特列原理”
对于沉淀溶解平衡： Fe(OH)3(s) Fe3+ (aq) + 3OH- (aq) △H>0
改变条件 平衡移动方向 c(Fe3+) c(OH-)
升高温度 平衡_______向移动
加水稀释（仍存在Fe(OH)3固体） 平衡_______向移动
加CuCl2固体 平衡_______向移动
加NaOH固体 平衡_______向移动
加入HCl 平衡_______向移动
加入NH3·H2O 平衡_______向移动
正
增大
增大
正
不变
不变
正
增大
减小
逆
减小
增大
正
增大
减小
逆
减小
增大
【练1】欲增大Mg(OH)2在水中的溶解度，可采取的方法是（ ）
A. 加入NaOH固体 B. 加氯化铵溶液
C. 加硫酸镁固体 D. 加大量水
B
随堂一练
【练2】当氢氧化钙固体在水中达到溶解平衡Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)时，为使氢氧化钙固体的量减少，需加入少量的（双选）（　 　）
A、NH4NO3 B、NaOH C、CaCl2 D、NaHSO4
AD
【练3】把Ca(OH)2放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡:
Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)+2OH－(aq),下列说法正确的是 ( )
A. 恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH增大
B. 给溶液加热,溶液的pH增大
C. 向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加
D. 向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变
【练4】向含AgBr的饱和溶液中：
(1)加入固体AgNO 3 ，则c(Ag＋)_____(填“变大”、“变小”或“不变”、下同)；
(2)加入AgBr固体，则c(Ag＋) ________；
(3)加入AgCl固体，则c(Br－)________，c(Ag＋)________；
(4)加入Na2S固体，则c(Br－)________，c(Ag＋)________。
C
变大
不变
变小
变大
变大
变小
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-)
AmBn(s) mAn+(aq)＋nBm－(aq)
2、表达式：
BaSO4 Fe(OH)3 Ag2S
练习：写出下列物质的溶度积常数表达式：
二、溶度积常数
Ksp＝Cm (An+) ×Cn (Bm－)
化学式 Ksp 化学式 Ksp
AgCl 1.8×10-10 CuS 6.3×10-36
AgBr 5.4×10-13 ZnS 1.6×10-24
AgI 8.5×10-17 PbS 8.0×10-28
Ag2S 6.3×10-50 FeS 6.3×10-18
Ag2SO4 1.2×10-5 HgS 1.6×10-52
常见难溶电解质的溶度积常数（25 ℃）
难溶
微溶
【想一想】查阅教科书122页常见难溶电解质的溶度积常数（25 ℃），你发现了什么？能提出几个关于溶度积的问题吗？
①Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。Ksp越小，越难溶。
3．影响因素
① 溶度积Ksp值的大小只与难溶电解质的 和 有关。
② 溶解平衡一般是吸热的，温度升高，平衡正移，Ksp增大，但Ca(OH)2相反。
4、意义
性质
温度
溶度积（Ksp）反映了物质在水中的 能力。对同类型的难溶电解质而言，Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越 。
溶解
强
25℃，Ksp(AgCl)=1.8×10－10，Ksp(AgBr)=5.0×10－13，Ksp(Ag2CrO4)=1.2×10－12，求各饱和溶液阴阳离子浓度。你能归纳溶度积大小与溶解能力的关系吗？
Ksp= c(Ag+)·c(Br_)=5.0×10－13
c(Ag+)=c(Br_)=7.1×10－7
③Ag2CrO4(s) 2Ag+ (aq)+CrO42_(aq)
Ksp= c2(Ag+)·c(CrO42_)=1.2×10－12
c(CrO42_)=×10－4 ≈6.7×10-5
②AgBr(s) Ag+ (aq)+Br_(aq)
Ksp= c(Ag+)·c(Cl_)=1.8×10－10
c(Ag+)=c(Cl_)=1.3×10－5
①AgCl(s) Ag+ (aq)+Cl_(aq)
溶度积与溶解能力（溶解度）关系小结：
①相同类型（如AB型），Ksp越大，溶解能力越大；
②不同类型（如AB型与AB2型），不能直接比较。
6.溶度积规则---应用
①离子积(Q)
Qc＝Cn (Am+) ×Cm (Bn－)
②溶度积规则：
离子的浓度积Qc和离子积Ksp的关系
AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq)
Q
Ksp
=
Q
Ksp
>
Q
Ksp
<
溶液过饱和，有沉淀析出直至达到平衡.
溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态
溶液未饱和，可继续溶解该难溶电解质至达平衡
任意时刻，溶液中相关离子的浓度幂的乘积——离子积Q
【深度思考】1.已知浓度计Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgBr)=5.4×10-13,现将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合，能否有沉淀析出？若有沉淀析出，可能是什么？
2.若将等体积的4×10-3mol/L的AgNO3溶液和4×10-3mol/L的K2CrO4溶液混合，是否能析出Ag2CrO4沉淀？[已知Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12]
【例】将 0.001mol/LKCl溶液和 0.001mol/L AgNO3溶液等体积混合，下列说法正确的是（ ）
(AgCl Ksp=1.8×10－10)
A．有AgCl沉淀析出 B．无AgCl沉淀
C．无法确定 D．有沉淀但不是AgCl
Q=0.0005 ×0.0005=2.5 × 10－7>Ksp
A
【例】25℃时，Ksp (AgBr)= 5.0×10-10，求AgBr的饱和溶液中的c(Ag+)和c(Br-)。
1、利用溶度积计算某种离子的浓度：
【例】25℃时，Ksp [Mg(OH)2]= 1.8×10-11，求Mg(OH)2的饱和溶液中的C(Mg2+)和c(OH-)
C(Mg2+)=1.65×10-4，c(OH-)=3.3×10-4
c(Ag+)=c(Br- )=2.2×10-5
三、有关溶度积的简单计算
①由溶解度（S）求溶度积（Ksp）
【例】室温下,AgCl的溶解度是1.93×10-4g,求AgCl的溶度积。已知AgCl的摩尔质量为143.3g/mol。
解：①把AgCl溶解度单位(g)换算成mol·L-1
　　c（Ag+）=1.93×10-4g÷143.3g/mol×10
　　 =1.35×10-5mol·L-1
②求Ksp 　　
Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-) =(1.35×10-5)2=1.82×10-10
答：AgCl的Ksp为1.82×10-10
2、溶度积与溶解度的相互换算
c=
②由溶度积（Ksp）求溶解度（S）
【例】已知BaSO4的溶度积（25℃时）Ksp=1.1×10-10求其溶解度。
解：Ksp→c(Ba2+)或c(SO42-)→1L溶液中n(BaSO4)
→100g溶液中n(BaSO4)→S　　
c(Ba2+)=c(SO42-)==×10-5mol/L
S(BaSO4)=×10-5mol×0.1×233g/mol≈2.4×10-4g
2、溶度积与溶解度的相互换算
S=
3.判断能否生成沉淀
【例】25℃时，在1.00 L 0.03 mol/L AgNO3溶液中加入0.50 L 0.06 mol/L的CaCl2溶液，能否生成AgCl沉淀？
已知：AgCl的Ksp＝1.8×10－10
c(Ag＋)＝(0.03 mol/L×1.00 L)÷(1.00 L＋0.50 L)
＝0.020 mol/L
由于Q>Ksp，所以有AgCl沉淀生成。
c(Cl－)＝(0.06 mol/L×2×0.50 L)÷(1.00 L＋0.50 L)
＝0.040 mol/L
Q＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.020 mol/L×0.040 mol/L＝8.0×10－4
【例】已知25 ℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，Ksp(AgI)＝8.5×10－17。25℃时，取一定量含有I-、Cl-的溶液，向其中滴加AgNO3,当AgCl和AgI同时沉淀时，溶液中 。
4.7×10－7
AgCl和AgI同时沉淀时，溶液中的c(Ag＋)一定是相同的，所以就有：
4、已知Ksp求反应的平衡常数或离子浓度比值
5、对于离子沉淀的先后顺序的判断
C
【例】实验测得某水样中的铁离子的浓度为6×10-6mol·L-1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：设溶液中的OH-离子的浓度最少为X才能使水中的铁离子转化为沉淀。
6、计算某离子开始沉淀的pH值
Ksp=c(Fe3+) ·c3(OH-)=2.6×10-39 =6×10-6×X3
X=7.57×10-12mol·L-1=c(OH-)
c(H+)=1.32×10-3mol·L-1
pH=2.88
答：pH至少要控制在2.88以上。
课堂总结
一、 沉淀溶解平衡
1、定义
2、表达式
3、特征
4、影响难溶电解质溶解平衡的因素
二、溶度积常数
1、定义
2、影响Ksp的因素
3、Ksp的意义
1.下列说法不正确的是（　　）
A.K sp 只与难溶电解质的性质和温度有关
B.由于Ksp (ZnS)＞K sp (CuS)，所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀
C.其他条件不变，离子浓度改变时，K sp 不变
D.难溶电解质的Ksp 越小，溶解度越小
2.向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸（忽略体积变化），下列数值变小的是（　　）
A. c（CO32-） B. c（Mg2+） C. c（H+） D. Ksp（MgCO3）
D
A
3.下列有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法正确的是（　　）
A. AgCl沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行
B. AgCl难溶于水，则溶液中没有Ag+和Cl-
C. 升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大
D. 向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl沉淀溶解度不变
4.将足量BaCO3粉末分别加入下列溶液中，充分溶解至溶液饱和．各溶液中Ba2+的浓度最小的为（　　）
A. 10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液 B.40mL水
C. 50mL 0.01mol/LBaCl2溶液 D. 100mL 0.01mol/L盐酸
C
A
5.已知25℃时，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，Ksp[MgF2]=7.4×10-11．下列说法正确的是（　　）
A．25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者c(Mg2+)大
B．25℃时，向Mg(OH)2悬浊液中加入少量的NH4NO3固体，c(Mg2+)、c(H+)都增大
C．25℃时，Mg(OH)2固体在0.1mol/LNaOH溶液中的Ksp比在等浓度的氨水中的Ksp小
D．25℃时，向Mg(OH)2的悬浊液中加入浓NaF溶液，Mg(OH)2难以转化成MgF2
B
6.t℃时，已知PdI2在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，下列说法正确的是( )
A．t℃时，PdI2的Ksp=7×10-9
B．图中a点对应的溶液是饱和溶液，b、d两点对应的溶液都是不饱和溶液
C．向a点的溶液中加入少量NaI固体，溶液由a点沿曲线向c点方向移动
D．要使d点移动到b点可以降低温度
C