化学人教版（2019）选择性必修1 3.4.1沉淀溶解平衡 课件（共48张ppt）

(共48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
第一课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡
素
养
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。
学习目标 1min
自学指导 6min
阅读课本第77-78页，完成大本第 62-63页
自学检测 2min 大本P63
√
×
√
×
×
×
溶解度极小
沉淀溶解平衡，不是电离平衡
不一定相等，如Ag2CrO4
AgCl是强电解质
自学检测 2min
不同。NaCl溶液中，Cl－的存在使AgCl(s)
Ag＋(aq)＋Cl－(aq)向左移动，溶解度变小。
2.2×10－8　
0.2
pH=8，c(OH－)＝10－6 mol·L－1，Ksp＝2.2×10－20＝10－12×c(Cu2＋)，得c(Cu2＋)＝2.2×10－8 mol·L－1；
Cu2＋+ H2S＝2CuS↓+2H＋，使Cu2＋沉淀完全，Cu2＋～2H＋，
得c(H＋)＝0.2 mol·L－1。
P62
P63
教师点拨 20min
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
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
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？
探究2：
在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸
我们知道，溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应发生的条件之一。
【实验】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。
思考一下：Ag＋和Cl－的反应真能进行到底吗？
结论：AgCl沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，
只不过溶解度很小，难溶物在水中存在溶解平衡。
【继续实验】取上层清液，滴加KI溶液，有何现象？说明了什么？
有黄色沉淀生成，说明溶液中依然有Ag+、 Cl-存在，即Ag＋和Cl－的反应不能进行到底。
Ag＋ + Cl－ = AgCl↓
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
表3-3几种电解质的溶解度(20℃)
讨论: 在溶解度的大小、易溶和难溶界限等方面你能得到哪些相关信息？谈谈你对酸、碱和盐的溶解度表中“溶”与“不溶”的理解。
OH- NO3- Cl- SO42- CO32-
K+ 溶 溶 溶 溶 溶
Na+ 溶 溶 溶 溶 溶
Ca2+ 微 溶 溶 微 不
Ag+ 一 溶 不 微 不
溶解性表
200C时，溶解性与溶解度的大小关系
1、溶解是绝对的，不溶是相对的。
2、没有绝对不溶的电解质，难溶电解质也会有微量溶解。
3、生成沉淀的离子反应能发生的原因：生成物的溶解度很小。
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol/L，沉淀就达完全。
溶解度/g
难溶
微溶
可溶
易溶
0.01
1
10
AgCl
Ca(OH)2
KClO3
NaCl
侯氏制碱法
室温NaHCO3的溶解度为9.6g，
只要溶液中有足够多的 Na+和 HCO3-，也可沉淀
NaCl + CO2+ NH3+ H2O = NaHCO3 ↓ + NH4Cl
向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体，会析出NaHCO3固体。
宏观现象 溶液状态 微观过程
v(溶解)>v(结晶)
固体质量减少
不饱和
v(溶解)=v(结晶)
固体质量不变
饱和
饱和阶段
固体质量增加
结晶阶段
v(溶解)过饱和
思考：把AgCl固体加到水中都发生着怎样的过程？
开始阶段
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。
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)
溶解
沉淀
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
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 Cl-离开固体表面进入溶液， 同时进入溶液的Ag＋和 Cl-又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时，Ag＋和Cl-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：
难溶电解质的溶解平衡和弱电解质的电离平衡的区别
a.从物质类别看：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是弱电解质]，而难电离物质只能是弱电解质。
b.从变化过程看：溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成的沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化达到平衡状态。
c.表示方法不同：如Al(OH)3
溶解平衡表示为： Al(OH)3(s) Al3＋(aq) +3OH- (aq)
电离平衡表示为： Al(OH)3 Al3＋+ 3OH-
一、难溶电解质的溶解平衡
1、概念：一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡 。
固体溶质
溶液中的溶质
溶解
结晶
2、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
溶解速率
沉淀速率
时间
速率
沉淀溶解平衡
3、表达方法
4、溶解平衡的特征
标明物质状态和可逆符号
逆、等、动、定、变
5、生成难溶电解质的离子反应的限度
离子浓度小于1×10-5mol/L时，认为反应完全。
AgCl(s) Ag＋(aq) + Cl－(aq)
6、沉淀溶解平衡的影响因素
①内因：电解质本身的性质。
只要是饱和溶液都存在溶解平衡
绝对不溶的物质是没有的
不同难溶物其溶解度差别也很大
难溶的电解质更易建立溶解平衡
②外因
加与难溶电解质相同离子，平衡向沉淀方向移动
温度：
浓度：
加水，平衡向溶解方向移动；
同离子效应：
(气体，Ca(OH)2除外)
升温，多数平衡向溶解方向移动。
化学反应：
反应消耗难溶电解质的离子，平衡向溶解方向移动。
讨论：在AgCl饱和溶液中，尚有AgCl固体存在，当分别改变下列条件，将如何变化？
AgCl（S） Ag+(aq) + Cl-(aq)
改变条件 平衡移动方向 C(Ag+ ) C(Cl-)
升 温
加 水
加AgCl(s)
加NaCl(s)
加AgNO3(s)
加NaI(s)
→ ↑ ↑
→ 不变 不变
不移动 不变 不变
← ↓ ↑
← ↑ ↓
→ ↓ ↑
1、概念
在一定温度下，沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液，其离子浓度不再发生变化，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。
AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq)
固体浓度视为定值
思考：写出难溶物Ag2CrO4、 Fe(OH)3的溶度积表达式
Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)
2、表达式：
二.溶度积常数
3、影响Ksp的因素:
Ksp的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关T↑，Ksp↑ [Ca(OH)2 相反]
4、Ksp的意义:
Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
对于同类型（阴、阳离子个数相同）的难溶电解质，相同温度下，Ksp越大→S(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。
5、溶度积规则
AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq)
Qc>Ksp时，溶液过饱和，有沉淀析出，直至达到平衡.
Qc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.
②溶度积规则
①离子积
Qc= c(Am+)n · c(Bn-)m
Qc=Ksp时，沉淀与饱和溶液的平衡.
Qc则沉淀会继续溶解、直至平衡.
①25℃时，Ksp (AgCl)= 1.8×10-10，求AgCl的饱和溶液中的c(Ag+)和c(Cl-)。
1.利用溶度积计算某种离子的浓度：
②25℃时，Ksp [Mg(OH)2]= 5.6×10-12，求Mg(OH)2的饱和溶液中的c(Mg2+)和c(OH-)
【溶度积的有关计算】
Ksp (AgCl)=c(Ag+) c(Cl- )
Ksp [Mg(OH)2]=c(Mg2+) c2(OH-)=c(Mg2+) [2c(Mg2+)]2
=4c3(Mg2+)
mol/L
一定温度下，对于相同类型（阴、阳离子个数比相同）的难溶电解质，Ksp越小，溶解度越小，越难溶。
如：Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)
S(AgCl) ＞ S(AgBr)
Ksp(Ag2CrO4)＞Ksp(Ag2S)
S(Ag2CrO4) ＞ S(Ag2S)
不同类型的物质，Ksp差距不大时不能直接作为比较依据，需通过计算才能比较。如常温下：
AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl-(aq)， Ksp＝1.8×10-10
Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)＋2OH-(aq)，Ksp＝5.6×10-12
c(Mg2＋)＞c(Ag+)
S[Mg(OH)2] ＞ S[AgCl]
(AB型)
(A2B型)
Ksp的意义:
2.对于离子沉淀的先后顺序的判断
C
3.判断能否生成沉淀
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Qc>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
Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.020 mol/L×0.040 mol/L＝8.0×10－4
将5mL 1×10-5mol/L的AgNO3溶液和15mL 4×10-5mol/L的K2CrO4溶液混和时，有无砖红色Ag2CrO4沉淀生成？已知Ag2CrO4的Ksp=9×10-12
c(Ag＋)=2.5×10-6mol/L
c(CrO42-)=3×10-5mol/L
Qc＝c(Ag＋)2·c(CrO42-)
＝(2.5×10-6mol/L)2×3×10-5 mol/L
＝1.9×10－16
由于Qc要使水中的铁离子沉淀完全，则溶液的pH值至少要控制在多少？[已知Fe(OH)3的Ksp为2.8×10-39]
解：设溶液中的c(OH-)为X能使水中的铁离子沉淀完全。
4.计算某离子沉淀的pH值
Ksp=c(Fe3+) ·c3(OH-)=2.8×10-39 =1×10-5×X3
求得X=6.5×10-12mol·L-1=c(OH-)
c(H+)=1.5×10-3mol·L-1
pH=2.82
1 mL 0.012mol/LNaCl溶液与1mL 0.010mol/L AgNO3溶液充分反应后剩余Ag+的浓度为(忽略溶液体积变化)是否沉淀完全：
c(Cl-) ＝
1 mL×0.012 mol/L-1 -1mL×0.010 mol/L
1 mL+1 mL
＝
= 0.001 mol/L
c(Ag+) ＝
Ksp
c(Cl-)
＝
1.8×10-7 mol/L
0.001
1.8×10-10
根据：
Ksp ＝ c(Ag+)·c(Cl-) ＝ 1.8×10-10
一般情况，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5 mol/L时，化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了。
沉淀溶解平衡的建立与移动
CaCO3溶于水的起始阶段，v溶解开始最大，后逐渐减小，v沉淀开始为0，后逐渐增大，直到v溶解＝v沉淀，说明溶解达到平衡状态。
加水，CaCO3溶解平衡正向移动，但溶解度不变，Ksp不变。升高温度，CaCO3的Ksp增大。
CaCO3的溶解平衡为CaCO3(s) Ca2＋(aq)＋CO32-(aq)，当加入含有CO2的水时发生：CO2＋H2O＋CO32-=2HCO32-，促进碳酸钙的溶解平衡正向进行，生成Ca(HCO3)2溶液。
CaCO3的溶解平衡为CaCO3(s) Ca2＋(aq)＋CO32-(aq)，加入硝酸后CO32-与H＋反应生成CO2，使c(CO32-)减小，溶解平衡正移，碳酸钙逐渐溶解；
BaSO4的溶解平衡为BaSO4(s) Ba2＋(aq)＋SO42-(aq)，加入硝酸后，Ba2＋、SO42-都不与H＋和NO3-反应，两者浓度都不改变，平衡不移动，故BaSO4不溶解。
B
沉淀溶解平衡
温度
↓
变大
不变
变小
变大
变大
变小
不再溶解
溶解度：AgCl＞AgBr＞Ag2S
溶度积曲线的理解与应用
Ksp(AgBr)＝c(Ag＋)·c(Br－)＝7×10－7×7×10－7＝4.9×10－13。
Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)，溶解度AgCl＞AgBr。
a点：QKsp，溶液过饱和，有沉淀析出。
增大c(Br－)：加NaBr固体或减小c(Ag＋)：加KI固体；
Ksp(AgBr)不变化。
D
BaCO3溶于胃酸不能解毒，且反应生成Ba2+有毒
无关
浓度很小，不会中毒
浓度很小，可起到解毒的作用
D
T↑，Ksp↑，T2＞T1
Na2SO4固体
随堂自测 5min 大本P56
B
c(Cu2＋)＝(Ksp)1/2＝1.18×10－5mol·L－1
CuCO3(s)＝Cu2＋(aq)＋CO32-(aq)；
Ksp＝c(Cu2＋)·c(CO32-)＝c2(Cu2＋)；
B
C
不变
减小
D
Ksp(CaSO4)＝9×10－6
Q＝6×10－4×8.6×10－3
＝5.16×10－6＜Ksp(CaSO4)
不沉淀
5
6
当Q＞Ksp=c(Cu2＋)·c2(OH－)=2×10－20时会沉淀
故应pH>5
c(Cu2+)＝2×10－4 mol·L－1