3.4.1 难溶电解质的沉淀溶解平衡-【精讲课】（共34张PPT）高二化学同步教学优质课件（人教版2019选择性必修1）

第1课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡
第三章 第四节 沉淀溶解平衡
核心素养学习目标
1.掌握难溶电解质存在沉淀溶解平衡及影响因素。
2.掌握溶度积常数的概念并能进行简单计算、判断反应进行的方向。

创设情境
【观察图片】溶洞的形成。
创设情境
【视频导学】肾结石是如何形成的？
任务一：沉淀溶解平衡及影响因素
【讨论问题】据以上视频，讨论以下问题。
1. 肾结石的主要成分是什么？
3. 肾结石是如何出现在人的身体里的？
2. 肾结石病有什么防治方法？
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}CaC2O4
80%
难溶于水
Ca3(PO4)2
9%
难溶于水
HUr (尿酸)
5%
微溶于水
【思考问题】阅读教材P79，思考以下问题：
25 ℃时，溶解性与溶解度的关系
1. 通常我们所说的难溶物是不是真的不溶呢？
几种电解质的溶解度（20 ℃）
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}化学式
AgCl
AgNO3
AgBr
Ag2SO4
Ag2S
BaCl2
溶解度/g
1.5×10－4
211
8.4×10－6
0.796
1.3×10－16
35.7
化学式
Ba(OH)2
BaSO4
Ca(OH)2
CaSO4
Mg(OH)2
Fe(OH)3
溶解度/g
3.89
3.1×10－4
0.160
0.202
6.9×10－4
3×10－9
难溶 ≠ 完全不溶
2. 生成AgCl 沉淀的离子反应完成后，溶液中是否还有Ag+ 和Cl -？
任务一：沉淀溶解平衡及影响因素
【实验探究】AgCl的溶解平衡
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}实验步骤
1.AgCl悬浊液的制备：取 1mL AgNO3溶液，向其中逐滴加入NaCl溶液至不再产生沉淀，静置。
2. Ag+的检验：取上层清液，向其中加入KI溶液，观察现象。
实验现象
结论
离子方程式
上层清液中加入KI溶液出现黄色沉淀（AgI）。
上层清液中存在Ag+，AgCl可溶解，存在溶解平衡。
Ag+ +Cl- ==AgCl↓、AgCl(s)?Ag+(aq) +Cl-(aq)、Ag+ +I- == AgI↓
任务一：沉淀溶解平衡及影响因素
【归纳总结】沉淀溶解平衡(以AgCl为例分析)
1、沉淀溶解平衡建立
AgCl在溶液中存在下述两个过程：
溶解过程：在水分子作用下，少量Ag＋和 Cl-脱离AgCl的表面进入水中。
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。
υ(沉淀) ＝ υ(溶解)
沉淀不再增多
达到沉淀溶解平衡
充分反应
任务一：沉淀溶解平衡及影响因素
2、沉淀溶解平衡的概念
一定温度下，当沉淀和溶解的速率相等时，即建立了动态平衡，叫做沉淀溶解平衡。
特征：逆、等、动、定、变
【归纳总结】沉淀溶解平衡(以AgCl为例分析)
任务一：沉淀溶解平衡及影响因素
【思考交流】沉淀溶解平衡的方程式如何书写？
AmBn(s) ???????mAn＋(aq)＋nBm－(aq)
?
如AgCl沉淀溶解平衡：
AgCl(s) ??????? Ag+(aq) + Cl-(aq)
?
任务一：沉淀溶解平衡及影响因素
①各微粒要标明聚集状态 → “s” “aq” 。②要与AgCl电离方程式区分开。 AgCl是强电解质，完全电离：AgCl == Ag＋＋Cl－。
离子的浓度小于1×10－5 mol·L－1时，已沉淀完全。
【思考交流】当溶液中剩余离子的浓度小于多少时，认为已沉淀完全？
【特别提醒】
难溶电解质本身的结构和性质。
2、外因：
——符合“勒夏特列原理”
①温度：一般来说，温度越高，固体物质的溶解度越大；
极少数固体物质的溶解度随温度的升高而减小，如Ca(OH)2。
③外加其他物质（与电解质电离的离子反应），平衡向沉淀溶解的方向移动，溶解度增大。
②同离子效应：加入与电解质电离的离子相同的可溶性盐，平衡向生成沉淀的方向移动，溶解度减小。
【阅读总结】阅读教材第80，归纳难溶电解质沉淀溶解平衡的影响因素。
任务一：沉淀溶解平衡及影响因素
1、内因（决定性因素）：
【交流讨论】
已知沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)＋2OH－(aq) ΔH>0 ，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
溶解度S
c(Mg2＋)
c(OH－)
加少量水(过饱和)
升温
加MgCl2(s)
加NaOH(s)
加盐酸
正向移动
正向移动
逆向移动
逆向移动
正向移动
不变
不变
不变
增大
增大
增大
减小
增大
减小
减小
减小
增大
增大
增大
减小
任务一：沉淀溶解平衡及影响因素
(1)BaSO4在相同物质的量浓度的硫酸钠和硫酸铝溶液中的溶解度相同
(2)升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动
(3)向一定量的饱和NaOH溶液中加入少量Na2O固体，恢复到原来温度时，溶液中的Na＋总数不变
×
×
×
升温，平衡向吸热方向移动，沉淀溶解不一定吸热，如Ca(OH)2(s)溶解就放热 。
Na2O + H2O == 2NaOH，溶剂减少，溶液中 N(Na＋ )减少。
【评价练习】1.正误判断
任务一：沉淀溶解平衡及影响因素
(1)升高温度，平衡逆向移动
(2)恒温下，向溶液中加入CaO，溶液的pH升高
(3)给溶液加热，溶液的pH升高
(4)向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体增多
(5)向溶液中加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2固体增多
×
×
√
√
×
【评价练习】 2.常温下，把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：
Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔH＜0，下列有关该平衡体系的叙述，正确的打“√”，错误的打“×”。
平衡向吸热方向移动，逆反应是吸热反应。
CaO+ H2O === Ca(OH)2
恒温，溶解度不变，饱和溶液中的离子浓度不变，pH不变。
Ca(OH)2溶解度随温度升高而减小，c(OH－)减小，pH减小。
NaOH === Na＋＋OH－，溶液中 c(OH－)增大，Ca(OH)2沉淀溶解平衡逆向移动。
任务一：沉淀溶解平衡及影响因素
【评价练习】 3.牙齿表面有一层硬的成分为Ca5(PO4)3OH的物质保护，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2＋(aq)＋3PO43?(aq)＋OH－(aq)。
(1)饮用纯净水能否保护牙齿？为什么？
?
饮用纯净水， Ca5(PO4)3OH溶解度不变，对Ca2＋或PO43?的浓度没有影响，
Ca5(PO4)3OH的沉淀溶解平衡不移动，起不到保护牙齿的作用。
?
不能。
(2)在牙膏中添加适量的Ca2＋或PO43??，能否保护牙齿？为什么？
?
能。
牙膏中添加适量的Ca2＋或PO43?会促使Ca5(PO4)3OH的沉淀溶解平衡向左移动，有利于牙齿的保护。
?
任务一：沉淀溶解平衡及影响因素
1. Ca2+与C2O42?的浓度要具体达到多少，才会在人体内形成沉淀?
我们需要获得什么样的数据才能进行计算?
?
2. 难溶电解质的沉淀溶解平衡常数的表示方法？
3. 根据你学过的化学平衡常数，观察AgCl 、Fe(OH)3的Ksp表达式，总结溶度积的概念？
任务二：理解溶度积常数
【阅读思考】阅读教材第80-81，思考以下问题。
难溶电解质的沉淀溶解平衡也存在平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，
符号为Ksp。
AmBn(s) ? mAn＋(aq)＋nBm－(aq) Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)。
?
溶度积Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关。
【阅读总结】溶度积常数。
任务二：理解溶度积常数
1.概念
2.表达式
3.影响因素
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}难溶物
Ksp(25 oC)
溶解度
难溶物
Ksp(25 oC)
溶解度
AgCl
1.8×10-10
1.5×10-4
BaSO4
1.1×10-10
2.4×10-4
AgBr
5.4×10-13
8.4×10-6
Fe(OH)3
2.6×10-39
3.0×10-9
AgI
8.5×10-17
2.1×10-7
Mg(OH)2
5.6×10-12
9.0×10-4
Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
4.Ksp的意义
一般而言，组成类型相同的物质，Ksp越小，溶解度越小。如AgCl、AgBr、AgI。
组成类型不同的物质，溶解度应根据Ksp计算后得出。如BaSO4、Mg(OH)2。
【阅读总结】溶度积常数。
任务二：理解溶度积常数
5.应用
③ QAmBn(s) ? mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，
?
(1)离子积(Q)
Q＝cm(An＋)·cn(Bm－)
任意时刻浓度
——定量判断给定条件下有无沉淀生成。
(2)溶度积规则
① Q>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出。
② Q＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。
若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。
【阅读总结】溶度积常数。
任务二：理解溶度积常数
(1)已知Ksp(CaC2O4) =4.0×10-9，尿钙含量 2.50 mmol/L，人体中C2O42?浓度达到多少就会产生结石？
?
c(Ca2+) = 2.50 mmol/L = 2.50×10-3 mol/L
Ksp(CaC2O4) = c(Ca2+).c(C2O42?) = 4.0×10-9
?
c(C2O42?) = 1.60×10-6 mol/L
?
Ksp(CaC2O4)
(2)若使Ca2+完全沉淀，那么此时C2O42?的浓度是多少?
?
当Ca2+完全沉淀时，c(Ca2+) < 1×10-5 mol/L
Ksp(CaC2O4) = c(Ca2+).c(C2O42?) = 4.0×10-9
?
c(C2O42?) > 4.0×10-4 mol/L
?
【问题讨论】 Ca2+与C2O42?的浓度要具体达到多少，才会在人体内形成沉淀?
我们需要获得什么样的数据才能进行计算?
?
任务二：理解溶度积常数
(1)溶度积是沉淀溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的乘积
(2)溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高，Ksp一定增大
(3)Ksp越小，难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱
(4)改变外界条件使沉淀溶解平衡正向移动，Ksp一定增大
(5)可利用溶液混合后的Q与Ksp的相对大小来判断溶液混合后是否有沉淀生成
×
×
×
×
√
不一定，如 Ca(OH)2(s)溶解放热，升温， Ksp减小。
浓度幂
一般而言，组成类型相同的物质，Ksp越小，溶解度越小。如AgCl、AgBr、AgI。
Ksp只受温度影响。
【评价练习】1.正误判断
任务二：理解溶度积常数
【评价练习】 2.已知几种难溶电解质在25 ℃时的溶度积。
化学式
AgCl
AgBr
AgI
Mg(OH)2
Ag2CrO4
Ksp
1.8×10－10
5.4×10－13
8.5×10－17
5.6×10－12
2.0×10－12
(1)25 ℃时AgCl(s)、AgBr(s)、AgI(s)溶于水形成的饱和溶液中，c(Ag＋)大小关系能否直接判断？三种物质的溶解能力由大到小如何排序？
能。组成相似，可直接根据Ksp判断。
溶解能力由大到小：AgCl>AgBr>AgI。
任务二：理解溶度积常数
(2)能否利用上表数据直接比较AgCl、Mg(OH)2的溶解能力？计算分析二者溶解能力的大小？
化学式
AgCl
AgBr
AgI
Mg(OH)2
Ag2CrO4
Ksp
1.8×10－10
5.4×10－13
8.5×10－17
5.6×10－12
2.0×10－12
不能。组成不相似，要根据Ksp计算后判断。
Mg(OH)2的溶解浓度为1.12×10－4 mol·L－1
AgCl的溶解浓度为1.34×10－5 mol·L－1
溶解能力：AgCl任务二：理解溶度积常数
(3)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。
Ag2CrO4>AgCl
AgCl
Ag2CrO4(s) ? 2Ag＋(aq) ＋?CrO42?(aq)
　　　　　　 2x mol·L－1　 x mol·L－1
?
AgCl饱和溶液中：c(Ag＋)＝1.34×10－5 mol·L－1，
所以Ag＋浓度大小顺序为Ag2CrO4>AgCl，则AgCl更难溶。
任务二：理解溶度积常数
(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，请通过计算说明是否有Ag2CrO4沉淀产生。
等体积混合后：
有Ag2CrO4沉淀产生。
c(Ag＋)＝2×10－3 mol·L－1，c(?CrO42?)＝2×10－3 mol·L－1
?
Q＝c2(Ag＋)· c(?CrO42?) ＝(2×10－3)2×2×10－3＝8×10－9
?
>Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12
任务二：理解溶度积常数
(5)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，计算溶液中
4.7×10－7
AgCl和AgI同时沉淀时，溶液中的c(Ag＋)是相同的
????(I?)????(Cl?)= ????(?????)·????(Ag＋)????(Cl?)·????(Ag＋)?= ????sp(AgI)????sp(AgCl)=8.5×10－17?1.8×10－10?≈4.7×10－7
?
任务二：理解溶度积常数
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}①如何选择沉淀剂？
②如何判断是否有沉淀？
③谁先沉淀？
④何时开始沉淀？
⑤何时沉淀完全？
生成沉淀越难溶越好。
当Q>Ksp时，体系产生沉淀。
开始沉淀时所需离子浓度越小越先发生沉淀。
当Q=Ksp，开始沉淀。
当残留离子浓度< 1×10－5 mol·L－1时，认为离子已经沉淀完全。
【归纳总结】1、沉淀过程经典“五问答”
2、Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中的离子浓度无关。
3、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。
4、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来确定溶解能力的强弱。
【归纳总结】
本课结束
今日作业
第三章 第四节 第1课时