3.3.1沉淀溶解平衡与溶度积（教学课件）(共28张PPT)_高中化学鲁科版（2019）选择性必修一

(共28张PPT)
物质在水溶液中的行为
第三章
3.3.1 沉淀溶解平衡与溶度积
核心素养目标
1. 宏观辨识与微观探析
能通过观察PbI2沉淀溶解实验的宏观现象，辨识沉淀溶解平衡的存在；从微观角度理解难溶电解质在水中的溶解和沉淀过程，明确沉淀溶解平衡常数的含义，以及其与离子浓度、难溶电解质溶解性的微观关联，建立宏观现象与微观粒子行为的联系。
2. 变化观念与平衡思想
认识沉淀溶解平衡是动态平衡，理解Ksp只与难溶电解质性质和温度有关的特点；能运用平衡移动原理，分析外界条件对沉淀溶解平衡的影响，形成变化观念，掌握研究平衡问题的一般思路，如判断沉淀的生成、溶解或转化。
3. 科学态度与社会责任
通过 “沉淀溶解平衡” 的实验探究和原理分析，养成严谨求实、基于证据推理的科学态度。
学习重难点
重点：
1.沉淀溶解平衡的建立过程及特征；
2.溶度积的概念及应用，包括利用Ksp判断难溶电解质的溶解程度、分析沉淀溶解平衡的移动（如沉淀的生成、溶解 ）。
难点：
1.深入理解沉淀溶解平衡的动态本质，准确运用Ksp进行相关计算和判断（如通过离子浓度积Qc与Ksp比较判断沉淀的生成或溶解 ）；
2.把握沉淀溶解平衡在复杂实际问题（如水垢成分形成、污水处理 ）中的应用及原理分析。
课前导入
水壶用久了会产生水垢，大家知道水垢的主要成分是什么？
为什么天然水中的Mg(HCO3)2加热后形成的是Mg(OH)2而不是MgCO3呢？
沉淀溶解平衡
PART 01
【观察·思考】
PbI2的沉淀溶解平衡
1. 在盛有少量难溶的 PbI2 黄色固体的试管中，加入约 3 mL 蒸馏水，充分振荡后静置。
2. 待上层液体变澄清后，即得到 PbI2 饱和溶液，向其中滴加几滴 0.1 mol·L-1 KI 溶液，观察实验现象。你能解释所观察到的现象吗？
滴加KI溶液
向PbI2饱和溶液中滴加KI溶液后的变化
PbI2的沉淀溶解平衡
PbI2的沉淀溶解平衡
【实验现象】 滴加KI溶液后，上层清液中有黄色沉淀产生。
【实验结论】 上层清液中存在Pb2+
【解释】
PbI2饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：
PbI2(s) Pb2+(aq) + 2I-(aq)
上层清液中存在 Pb2+和I- ；滴加 KI 溶液后，溶液中 c(I-) 增大，有 PbI2 黄色沉淀产生。
沉淀溶解平衡
概念：
在一定温度下，当难溶电解质溶解的速率和离子结合形成沉淀的速率相等时，离子的沉积与难溶电解质的溶解达到平衡状态，溶液中对应的离子浓度、难溶电解质的量不再改变，我们把这种平衡叫作沉淀溶解平衡。
难溶电解质是指溶解度小于0.01g的电解质，其溶解度很小，但不会等于0。即溶解是 绝对的，不溶是相对的，没有绝对不溶的物质。
易溶
可溶
微溶
难溶
0.01 g
1 g
10 g
溶解度（20℃）
沉淀溶解平衡
反应速率
v溶解
v沉淀
v溶解 = v沉淀
时间
以PbI2(s) Pb2+(aq)+2I-(aq)为例
溶解
沉淀
在水分子作用下，少量Pb2+和 I- 脱离PbI2的表面进入溶液中
溶液中的Pb2+和 I- 受PbI2表面阴、阳离子的吸引，形成固体沉积下来
达到沉淀溶解平衡状态，c(Pb2+)、c(I-)不再增大
沉淀溶解平衡
表示：难溶电解质AmBn的沉淀溶解平衡的一般表达式为：
AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)
（1）难溶电解质用“s”标明状态，溶液中的离子用“aq”标明状态，并用“ ”连接。
【注意】
（2）易溶电解质作溶质时，如果是饱和溶液，也存在沉淀溶解平衡。
如饱和食盐水中存在沉淀溶解平衡NaCl(s) Na+(aq)+Cl-(aq)，向饱和食盐水中通入HCl，可以观察到晶体析出。
沉淀溶解平衡
沉淀溶解平衡的特征
——可逆过程
逆
动
等
定
变
——达到平衡状态时，溶液中的离子浓度保持不变
——当改变外界条件时，溶解平衡发生移动
——动态平衡，v溶解=v沉淀≠0
沉淀溶解平衡的影响因素
影响难溶电解质溶解平衡的因素：
1. 内因：难溶电解质电解质本身的性质
2. 外因： 温度、浓度、同离子效应、其他
（1） 温度：
大多数难溶电解质的溶解是吸热过程，升高温度，多数平衡向沉淀溶解的方向移动；少数平衡向生成沉淀的方向移动。
（2）浓度：加水稀释，平衡向沉淀溶解的方向移动
沉淀溶解平衡的影响因素
（3） 同离子效应：
向平衡体系中加入与难溶电解质组成中相同的离子，平衡向生成沉淀的方向移动。
（4） 其他：
向平衡体系中加入与体系中某些离子反应生成更难溶的沉淀或弱电解质的离子时，平衡向沉淀溶解的方向移动。
沉淀溶解平衡的影响因素
对于平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)，改变下列条件，对其有何影响？
改变条件 平衡移动方向 溶解度(S) c(Ag+) c(Cl-)
升 温
加水 (有固体剩余)
加AgCl(s)
加NaCl(s)
加AgNO3(s)
加NaI(s)
正向
增大
增大
增大
正向
不变
不变
不变
不移动
不变
不变
不变
逆向
减小
减小
增大
正向
逆向
减小
增大
减小
增大
减小
增大
溶度积
PART 02
溶度积
如何定量描述难溶电解质的溶解限度？
定性
定量
沉淀溶解平衡
平衡常数？
溶度积！
溶度积
1.概念
难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡的平衡常数称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp。
2.表达式
沉淀溶解平衡 的溶度积常数表示为
Ksp = cm(An+)· cn(Bm-)
AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)
3.影响因素
Ksp与难溶电解质的性质和温度有关。（与沉淀的量无关，且溶液中相应离子浓度的变化只能使平衡移动，并不能改变Ksp）
固体物质一般不列入溶度积常数表达式
溶度积
4.意义
Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。对同类型的难溶电解质（如AgCl、AgBr、AgI等），在相同温度下，Ksp越大，溶解度越大。
5.应用
根据某温度下难溶电解质的溶度积Ksp与该溶液中离子积[符号为Q，如对于难溶电解质AmBn的水溶液来说，任意时刻的Q=cm(An+)·cn(Bm+)]的相对大小，可以判断该温度下的溶液中难溶电解质的沉淀或溶解情况。
Q＞Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出；
Q=Ksp：沉淀溶解平衡，溶液饱和；
Q＜Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出。
溶度积
A点：Qc=Ksp，无沉淀的饱和溶液
B点：Qc=Ksp，有沉淀的饱和溶液
C点：Qc>Ksp，析出沉淀趋于平衡
D点：Qc例：25时，Ksp(AgCl) ＝ ，向0.1mol/L的AgNO3溶液中逐步加入NaCl固体，试分析整个过程中溶液c(Ag+) 的变化图示（沉淀模型）
基于溶度积Ksp认识沉淀过程
溶度积
判断溶液中离子能否沉淀完全
例：在1L含 0.001mol/L SO42-的溶液中，注入等体积0.01mol/L BaCl2，能否使SO42-沉淀完全？ [Ksp(BaSO4) = 1.08×10-10]
c(SO42-) = 2.4×10-8 mol/L
Ksp(BaSO4)= c(Ba2+) · c(SO42-)= 1.08×10-10
∴ 沉淀完全
0.01mol
0.001mol
剩余的n(Ba2+) = 0.009 mol
c(Ba2+)=4.5×10-3mol/L
< 1.0×10-5 mol/L
解： Ba2+ + SO42- = BaSO4↓
溶度积
判断沉淀析出的顺序
例：已知Ksp(AgCl)= 1.8×10-10，Ksp(Ag2CrO4)= 1.1×10-12，向浓度均为0.01mol/L的Cl-和CrO42-的混合液中滴加AgNO3溶液，Cl-和CrO42-谁优先沉淀？
解：Ksp(AgCl) = c(Ag+)·c(Cl-) = 1.8×10-10
c(Ag+) =1.8×10-8 mol/L
Ksp(Ag2CrO4) = c2(Ag+)·c(CrO42-) = 1.1×10-12
AgCl沉淀时需要的离子浓度小，AgCl先沉淀。
溶解度小的先沉淀
溶度积
计算某离子开始沉淀的pH和完全沉淀的pH
例：实验测得某水样中的铁离子的浓度为2.6×10-3mol/L 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：Ksp=c(Fe3+) ·c3(OH-)=2.6×10-39
c(OH-)3 = 1×10-36 mol/L
c(OH-) = 1×10-12 mol/L
c(H+) = 1×10-2mol·L-1
pH = 2
pH要控制在2以上才能使水中的铁离子转化为沉淀。
注意：若要计算使某个离子沉淀完全时的pH值，则该离子浓度要取1×10-5mol/L代入Ksp计算。
随堂测试
1.正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”。
(2)室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。(　 )
(1)难溶电解质的沉淀溶解平衡时，溶解和沉淀的过程仍在进行，且v溶解＝v沉淀(　　)
(3)易溶电解质在水溶液中不可能存在沉淀溶解平衡(　　)
(5)向AgCl悬液中加入少量水，溶液中c(Ag+)增大(　　)
(6)难溶电解质在水溶液中，只存在沉淀溶解平衡，不存在电离平衡(　　)
随堂测试
2.室温下，Ca(OH)2固体在水溶液中达到沉淀溶解平衡：
Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔH＜0，现向溶液中加入下列物质，
恢复到室温，Ca(OH)2固体减少的为________________ (填序号)。
①CaCl2　 ②HNO3　 ③水 　④Na2CO3　
⑤NaOH 　⑥CH3COONa　 ⑦NH4Cl
②③④⑦
随堂测试
3.已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10mol2·L－2，Ksp(Ag2CrO4)＝1.0×10－11
mol3·L－3，现有c(Cl－)和c(CrO)均为0.1 mol·L－1的溶液中滴入AgNO3溶液(不
考虑体积变化)。
(1)首先生成的沉淀是 。
(2)当Ag2CrO4开始沉淀时，溶液中的c(Cl－)为 。
AgCl
1.8×10－5mol·L－1
随堂测试
4.常温下，Ksp(PbI2)＝8.5×10－9 mol3·L－3。取适量黄色PbI2粉末溶于水中，充分搅拌后得到浊液，过滤。在滤液中加入少量KI，测得c(I－)＝1.0×10－2 mol·L－1。下列说法正确的是(　　)
A．Ksp(PbI2)增大 B．溶液中c(I－)减小
C．产生黄色沉淀 D．溶液中c(Pb2＋)＝8.5×10－7 mol·L－1
C
谢谢观看