3.4 课时1 难溶电解质的沉淀溶解平衡 课件(共33张PPT) 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修1

(共33张PPT)
溶洞的形成
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第四节 沉淀溶解平衡 课时1
1.知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素，能多角度、动态地分析难溶电解质的溶解平衡；
2.知道溶度积的意义，建立根据溶度积和离子积的大小关系判断反应进行方向的思维模型。
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
电镀工业废水中镀银是会产生高浓度的含银废水，废水中的银以离子的形式存在着且浓度非常高。如若不除去废水中的银并回收利用，一方面会极大的影响周围的环境；另一方面，银是贵重金属直接废弃过于浪费。
1 mL 0.012 mol/L
NaCl溶液
1 mL 0.010 mol/L
AgNO3溶液
Cl- + Ag+ AgCl↓
工业上对含银废水的处理有电解法、吸附法、离子交换法、沉淀法等。 以氯化银沉淀法为例进行讨论。
现用1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液模拟工业废水，某同学提出可以加入1 mL 0.012 mol/L的NaCl溶液，充分反应，完全沉淀其中的Ag+。 这种方法是否合理？说明理由。
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+。
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：
AgCl(s) Ag＋(aq) + 2Cl-（aq)
溶解
沉淀
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 。
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
固体溶质
溶液中的溶质
溶解
结晶
2.溶解平衡的建立
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
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)
注意：
①可逆号表示沉淀、溶解同时进行
②物质状态：固体(s)、溶液(aq)
动：沉淀溶解平衡是一种动态平衡
变： 条件改变时，沉淀溶解平衡发生移动。
等：v沉淀 = v溶解≠0
逆：沉淀溶解平衡是可逆过程
定：条件不变,溶液中各离子的浓度不变
【练一练】
1.下列说法中正确的是（ ）
A.物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水
B.不溶于水的物质溶解度为0
C.绝对不溶解的物质是不存在的
D.某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度为零
C
2.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（ ）
A.开始时，溶液中各离子浓度相等
B.平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等
C.平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变
D.平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解
B
3.将足量AgCl各放入:
(1)5ml水;
(2)10ml 0.2 mol l-1的 MgCl2溶液;
(3)20ml 0.5mol l-1NaCl溶液;
(4)40ml 0.1 mol l-1盐酸中溶解至饱和,
各溶液中c(Ag+)由大到小的顺序为：
各溶液中c(Cl-)越大,c(Ag+)越小(1)>(4)>(2)>(3)
二、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
0.01g
10g
难溶
微溶
易溶
可溶
1g
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。
（1）温度：
（2）浓度：
加水，平衡向溶解方向移动。
（3）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。
（4）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。
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(浓度变化均指平衡后和原平衡比较)：
条件改变 移动方向 c(Mg2＋) c(OH－)
加少量水 ________ ____ ____
升温 ________ ____ ____
加MgCl2(s) ________ ____ ____
加盐酸 ________ ____ ____
加NaOH(s) ________ ____ ____
正向移动
正向移动
逆向移动
正向移动
逆向移动
不变
增大
增大
增大
减小
不变
增大
减小
减小
增大
【练一练】
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
三、溶度积常数
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：
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
相同类型的难溶电解质，溶度积小的电解质，其溶解能力小；不同类型的难溶电解质，应通过计算才能进行比较。
Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力.
讨论：溶度积和溶解度都可以表示难溶电解质在水中的溶解能力，
分析下表，你将如何看待溶度积和溶解度的关系？
类型 化学式 溶度积Ksp 溶解度/g
AB AgBr 5.0×10-13 8.4×10-6
AB AgCl 1.8×10-10 1.5×10-4
A2B Ag2CrO4 1.1×10-12 2.2×10-3
A2B Ag2S 6.3×10-50 1.3×10-16
结论：相同类型的难溶电解质的Ksp越小溶解度越小
一定条件下：
注意：只有在同种类型的电解质之间才能通过Ksp的大小来直接比较溶解度的大小。
1.下列叙述正确的是（ ）
A.由于AgCl水溶液导电性很弱，所以它是弱电解质
B.难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积常数
C.溶度积常数大者，溶解度也大
D.用水稀释含有AgCl固体的溶液时， AgCl的溶度积常数不变。
D
【练一练】
2.下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是( )
A. 常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小
B. 溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp一定减小
C. 溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp一定增大
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
D
3.已知：Ksp(AgCl)=1.8×10—10，
Ksp(AgI)=1.5×10—16 ，Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10—12，
则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag+浓度大小顺序正确的是（ ）
A．AgCl>AgI> Ag2CrO4 B．AgCl> Ag2CrO4>AgI
C．Ag2CrO4>AgCl>AgI 　 D．Ag2CrO4>AgI>AgCl
C
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【练一练】
在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中，加入1mL0.01mol/LAgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl 的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
A
c(Cl-)=(0.01×0.1) ÷0.101 = 9.9×10-3mol/L
c(Ag+)=(0.01×0.001) ÷0.101 = 9.9×10-5mol/L
Qc =9.9×10-3×9.9×10-5 = 9.8×10-7 > Ksp
【例1】25℃时，Ksp (AgBr)= 5.0×10-10，求AgBr的饱和溶液中的c(Ag+)和c(Br-)。
6.利用溶度积计算某种离子的浓度
【例2】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
室温下,AgCl的溶解度是1.93×10-3g/L,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/L)换算成mol·L-1
　　s=1.93×10-3g/L÷143.3g/mol
　　 =1.35×10-5mol·L-1
7.溶度积与溶解度的相互换算
　　②求Ksp AgCl(s) Ag+ (aq) + Cl-(aq)
　　
饱和、平衡 1.35×10-5 1.35×10-5
　　
Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-) =(1.35×10-5)2=1.82×10-10
8.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
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]
9.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
求得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。
解：设溶液中的OH-的浓度最少为X才能使水中的铁离子转化为沉淀。
已知25 ℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，Ksp(AgI)＝8.5×10－17。
(1)25 ℃时，氯化银的饱和溶液中，c(Cl－)＝ ，向其中加入NaCl固体，溶解平衡 ，溶度积常数 。
(2)25 ℃时，氯化银的饱和溶液和铬酸银的饱和溶液中，Ag＋浓度大小顺序为 ，由此可得出 更难溶。
(3)25 ℃时，取一定量含有I－、Cl－的溶液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl和AgI同时沉淀时，溶液中 ＝ 。
1.3×10－5mol·L－1
左移
不变
【练一练】
Ag2CrO4>AgCl
AgCl
4.7×10－7
已知25 ℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，Ksp(AgI)＝8.5×10－17。
(4)将等体积的4×10－3 mol·L－1的AgNO3溶液和4×10－3 mol·L－1的K2CrO4溶液混合 (填“有”或“没有”)Ag2CrO4沉淀产生。
有
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
（1）温度：
（2）浓度：
（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－)