鲁科版高中化学选择性必修1第3章物质在水溶液中的行为3.3.1沉淀溶解平衡与溶度积课件（23张）

(共23张PPT)
第1课时 沉淀溶解平衡与溶度积
第3章 物质在水溶液中的行为
第3节 沉淀溶解平衡
【思考】当AgNO3与NaCl恰好完全反应生成难溶物AgCl时，溶液中是否含有Ag+和Cl-？
有
AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
思考与讨论
根据溶解度将物质分为易溶、可溶、微溶、难溶等。
难溶 微溶 可溶 易溶
0.01 1 10 （S g/100g水）
化学式 溶解度/g 化学式 溶解度/g
AgCl 1.5×10-4 CaSO4 0.21
AgBr 8.4×10-6 Ag2SO4 0.796
Ag2S 1.3×10-16 Ca(OH)2 0.165
Fe(OH)3 3×10-9 Ba(OH)2 3.89
Mg(OH)2 9×10-4 BaCl2 35.7
BaSO4 2.4×10-4 AgNO3 222
【思考1】通常我们所说的难溶物在水中是否完全不能溶解？
几种电解质的溶解度（20℃）
溶解度：在一定温度下，某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的溶质的质量。符号：S
没有绝对不溶的物质
难溶电解质的沉淀溶解平衡
现有：AgCl（白色、难溶）固体、0.1mol/L的AgNO3、蒸馏水，请设计实验证明难溶物在水中不是完全不溶。
实验操作 现象 结论

1）加入少许AgCl固体于试管中，加入约3mL蒸馏水，振荡静置；
2）取上层清液(AgCl饱和溶液)于试管中，滴加几滴0.1mol/L的AgNO3溶液，观察。
上清液中有Cl-
出现白色沉淀
当v溶解＝ v沉淀时，得到饱和AgCl溶液，建立沉淀溶解平衡
Ag+
Cl-
AgCl(s) Ag＋(aq) + Cl-(aq)
溶解
沉淀
加入AgNO3溶液，c(Ag＋)增大，平衡左移，有AgCl白色沉淀生成。
在一定温度下，沉淀溶解成离子的速率和离子结合成沉淀的速率相等，固体质量和溶液中各离子的浓度保持不变，得到该物质的饱和溶液，即建立动态的溶解平衡状态。
1.概念
3.表达式
AgCl(s) Ag＋(aq) + Cl-(aq)
*标明聚集状态
难溶电解质的沉淀溶解平衡
练习：PbI2
PbI2(s) Pb2＋(aq)＋2I－(aq)
2.特征
逆、等、动、定、变
Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)
Mg(OH)2
Ca(OH)2是一种强碱，在水中应该完全电离，但某同学见到过以下两个式子(都是对的)：
Ca(OH)2===Ca2＋＋2OH－
Ca(OH)2(s) Ca2＋＋2OH－，
请帮他解开疑惑。
理解实质，区分时可看是否标有微粒的状态。
澄清石灰水中，Ca(OH)2的电离方程式 强碱，完全电离
Ca(OH)2悬浊液中的沉淀溶解平衡方程式
为了书写简便，人们常常将“aq”省略。
条件改变 移动方向 c平(Mg2＋) c平(OH－)
加Mg(OH)2(s)
加水 ________ ____ ____
升温 ________ ____ ____
加MgCl2(s) ________ ____ ____
加盐酸 ________ ____ ____
加NaOH(s) ________ ____ ____
正向移动
逆向移动
不变
增大
减小
逆向移动
正向移动
正向移动
增大
增大
不变
减小
减小
增大
增大
不移动
不变
不变
探究影响难溶电解质沉淀溶解平衡的外因
ΔH＞0
Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)
同离子效应
始终有固体
大改变
饱和
饱和
影响难溶电解质沉淀溶解平衡的因素
(1) 内因：电解质本身的性质
①绝对不溶的电解质是没有的
②同是难溶电解质，溶解度差别也很大
③易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡
(2) 外因:遵循平衡移动原理
加水：平衡向溶解方向移动。
①温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。
同离子效应：加入含有相同离子电解质，平衡向沉淀的方向移动
②浓度
反应离子：加入可与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，平衡向沉淀溶解的方向移动
少数沉淀溶解平衡向生成沉淀方向移动，如Ca(OH)2 ΔH＜0（T↑,S↓）
Zn+2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O
将AgCl分别投入下列溶液中：
①40 mL 0.03 mol·L－1的HCl溶液
②50 mL 0.03 mol·L－1的AgNO3溶液
③30 mL 0.02 mol·L－1的CaCl2溶液
④10 mL蒸馏水
AgCl的溶解度由大到小的顺序是 。
④>①＝②>③
AgCl(s) Ag＋(aq) + Cl-(aq)
c(Cl-)=0.03 mol·L－1
c(Ag＋)=0.03 mol·L－1
c(Cl-)=0.04 mol·L－1
判断：AgCl的饱和溶液中一定有c(Ag＋)=c(Cl-)
×
同离子效应
溶度积常数
Zn+2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O
溶度积常数(Ksp)
与电离平衡、水解平衡一样，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
AgCl(s) Ag＋(aq) + Cl－(aq)
Ksp(AgCl) =c(Ag+). c(Cl-)
AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq)
Ksp(AnBm)= cn (Am+) . cm(Bn-)
【试一试】写出BaSO4、Ag2CrO4 的溶度积表达式
通式：
Ksp(BaSO4) =c(Ba2+). c(SO42-)
Ksp(Ag2CrO4) =c(Ag+)2. c(CrO42-)
(mol·L-1)2
(mol·L-1)n+m
溶度积常数
比较AgCl AgBr AgI在水中的溶解能力:____________
比较AgCl、 Ag2CrO4在水中的溶解能力:_____ ____ __
AgCl ＞ AgBr ＞ AgI
AgCl＜Ag2CrO4
沉淀溶解平衡 KSP近似值 （25°C）
AgCl(s) Ag+ + Cl-
AgBr(s) Ag+ + Br-
AgI(s) Ag+ + I-
Ag2CrO4 (s) 2Ag++CrO42-
单一饱和溶液中
金属阳离子浓度
≈10-5
≈10-6.5
≈10-8
≈10-4
1.8×10-10
5.0×10-13
8.3×10-17
5.6×10-12
Ksp=c(Ag+). c(Cl-) = x·x = 1.8×10-10
Ksp=c(Ag+). c(Br-) = x·x= 5.0×10-13
Ksp=c(Ag+). c(I-) = x·x= 8.3×10-17
Ksp=c(Ag+)2. c(CrO42-) = x2·(x/2) = 5.6×10-12
AgCl AgBr AgI
相同类型：阴阳个数比相同
AgCl Ag2CrO4不同类型：阴阳个数比不同
思考：Ksp的意义？
注意事项？
记
溶度积常数
一定温度下， Ksp的大小反映了物质在水中的溶解程度。
Ksp的意义:
相同类型的难溶电解质，在同温度下，Ksp越大，溶解度越大；
Ksp(CaCO3)＜Ksp(CaSO4)、在水中的溶解能力:__________
不同类型的难溶电解质，应通过计算出物质溶解的浓度才能进行比较。
Ksp(AgCl)＞ Ksp(Ag2CrO4)，在水中的溶解能力:__________
影响Ksp的因素:
Ksp的大小与难溶电解质本身的性质和温度有关,与沉淀的量无关。
CaCO3＜ CaSO4
AgCl＜Ag2CrO4
判断沉淀的溶解与生成
AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq)
Q= cn (Am+) . cm(Bn-) ，其表达式中离子浓度是任意时刻溶液中的实际浓度。
Q > Ksp ：溶液中有沉淀析出/过饱和溶液；
Q= Ksp ： 沉淀与溶解处于平衡状态/饱和溶液
Q < Ksp ：溶液中无沉淀析出/沉淀溶解/不饱和溶液。
Q= Ksp
Q > Ksp
Q < Ksp
想一想：如何获得过饱和溶液？
溶度积规则的应用
【例】如果将2×10-4mol·L-1的CaCl2溶液与3×10-4mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合，问能否产生沉淀？
[已知CaCO3的Ksp=5.0×10-9(mol·L-1)2]
=1.5×10-8(mol·L-1)2 > Ksp
能产生沉淀
Q(CaCO3) = c(Ca2+). c(CO32-)
=
2×10-4
2
×
3×10-4
2
以混合后的浓度计算
已知常温下，Ksp[Cu(OH)2]＝2.0×10－20 mol3·L－3，某CuSO4溶液中c(Cu2＋)＝0.02 mol·L－1，现向溶液中加入碱来调节pH，当Cu2＋开始沉淀时，pH应调节为多少？
临界值：c(Cu2＋)·c2(OH－)=Ksp[Cu(OH)2]，
即0.02 mol·L－1×c2(OH－)=2.0×10－20 mol3·L－3，
c(OH－)=1.0×10－9 mol·L－1
c(H+)=1.0×10－5 mol·L－1 故应调节pH大于5。
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时,沉淀达到完全。
当Cu2＋沉淀完全时，c(OH-)为多少？
Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)，
即10-5 mol·L－1×c2(OH－)=2.0×10－20 mol3·L－3，
c(OH－)=1.4×10－7.5 mol·L－1
练习1： 在1L含1.0×10-3mol·L-1 的SO42-溶液中，注入0.01mol BaCl2溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去SO42-
已知:Ksp(BaSO4)= 1.1×10-10
随堂练习
Ba2+ + SO42- ==BaSO4
0.001mol
0.01mol
c(Ba2+)=0.009 mol /1L=0.009 mol/L
因此c(SO42-)
=
Ksp(BaSO4)
c(Ba2+)
=
1.1×10-10
0.009
=1.2×10-8mol/L<1.0×10-5mol/L
能有效除去SO42-
≈0.001mol
转： ≈ 0.001mol
练习2：有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，溶浸杂卤石过程中会发生：
CaSO4（s）+ CO32- CaCO3（s）+ SO42-
已知:298K时，Ksp（CaCO3）=2.80×10﹣9，
Ksp（CaSO4）=4.90×10﹣5，
求此温度下该反应的平衡常数K= 。（结果保留三位有效字）
随堂练习
1.75 104
c(SO42—)
c(CO32—)
K=
c(SO42—)
c(CO32—)
=
c(Ca2+)
c(Ca2+)
Ksp(CaSO4)
Ksp(CaCO3)
=
练习3：
[2020全国III卷]
金属离子 Fe3+ Ni2+
开始沉淀时(c=0.01 mol·L 1)的pH
沉淀完全时(c=1.0×10 5 mol·L 1)的pH 2.2
3.2 7.2
8.7
利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp=_________(列出计算式)。
随堂练习
0.01×[10(7.2 14)]2 或 10 5×[10(8.7 14)]2
（1）已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2·L－2，Ksp(Ag2CrO4)＝1.0×10－11 mol3·L－3，现向c(Cl－)和c(CrO42-)均为0.1 mol·L－1的溶液中滴入AgNO3溶液(不考虑体积变化)。
(1)首先生成的沉淀是什么？说明原因。
沉淀Cl—所需c(Ag+)＜沉淀CrO42-所需c(Ag+)，
先生成AgCl沉淀。
溶解能力小的先沉淀
(2)当Ag2CrO4开始沉淀时，溶液中Cl－的浓度为多少？试通过计算说明。
练习4：(2022·滁州高二检测)室温时，CaCO3在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知25 ℃其溶度积为2.8×10－9 mol2·L－2，下列说法不正确的是
A.x的数值为2×10－5
B.c点时有碳酸钙沉淀生成
C.加入蒸馏水可使溶液由d点变到a点
D.b点与d点对应的溶度积相等
√
线上都是平衡点：同温，同Ksp
1.4×10-4 mol·L－1×x =2.8×10－9 mol2·L－2
Q > Ksp
CaCO3(s) Ca2＋(aq) +CO32－(aq)
随堂练习
课堂小结