第3节沉淀溶解平衡（杨东峰）
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第3节 沉淀溶解平衡（学案）
【学习目标：】
1.了解难溶电解质在水中的溶解情况。
2.理解难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，正确理解和掌握溶度积KSP的概念。
3.掌握运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。
4.掌握简单的利用KSP的表达式，计算溶液中相关离子的浓度。
【重点、难点】
1.难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，运用溶度积KSP简单计算溶液中相关离子的浓度。
2.运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。
【教学过程】
[观察·思考]
1.在装有少量难容的碘化铅黄色固体的试管中，注入约3ml蒸馏水，充分振荡后静置。
2.待上层液体变澄清后即得到碘化铅的饱和溶液，向其中注入几滴0.1mol·L-1KI溶液，观察实验现象。
实验现象：在上层清液中滴加KI溶液后，有 产生。
结论解释：说明上层清液中有 当加入KI后，I-浓度增大，发生反应： 从而有 色的 生成。
一、沉淀溶解平衡与溶度积
(一)沉淀溶解平衡
一些电解质如BaSO4在水中只能溶解很少、可以说是难以溶解，所以称为 。尽管这些电解质难以溶解于水中，但在水中也会建立一种 。
1、定义:一定温度下，当沉淀 的速率和沉淀 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 。
难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。
2、特征：（1） （2） （3）
（4） （5）
3、影响沉淀溶解平衡的因素：
对于平衡:AgCl Ag+ + Cl- 若改变条件，对其有何影响
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
①内因：
②外因：
例题1：在平衡体系Ca(OH)2(s) Ca2++2OH－中，能使c(Ca2+)减小，而使c(OH-)增大的是（ ）
A．加入少量MgCl2固体 B．加入少量Na2CO3固体
C．加入少量KCl固体 D．加入少量Ba(OH)2固体
（二）沉淀溶解平衡常数-----溶度积常数（溶度积）Ksp
1．定义：难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时， _____ ___________的乘积为一个常数这个常数称之为溶度积常数简称为溶度积，用Ksp表示，有单位。
2．表达式：例如：PbI2(s) Pb2+ + 2I-
25℃ Ksp＝[Pb 2+][I-]2 ＝ 7.1×10-9 mol３·L－３
练习1：请写出 AgCl、Cu(OH)2、BaSO4、CaCO3、Al(OH)3、CuS的沉淀溶解平衡方程式与溶度积KSP表达式
3．有关溶度积的计算
例题2：Mg(OH)2在室温时的Ksp值为5.61×10－１２mol3·L－3，求该温度时［Mg2+］为多少？
解析：Mg(OH)2(s) Mg2+＋ 2OH—
设：Mg(OH)2的溶解度为S，在饱和溶液中，［Mg2+］=S，［OH－］=2S。
Ksp (Mg(OH)2)=［Mg2+］［OH－］2=S(2S)2=4S3 =5.61×10－１２
答案：［Mg2+］= 1.12×10－４mol/L
说明：传统意义上的溶解度是在一定温度下100g溶剂里能溶解某物质的最多质量，但在该部分内容里，溶解度可以直接用溶质的物质的量浓度表示。
练习2：已知在室温时，Cu(OH)2的溶度积Ksp=2.2×10－20 mol3·L－3，求室温下Cu(OH)2饱和溶液中溶解度及Cu2+和OH－的物质的量浓度。
练习3：已知在室温时，AgCl的溶度积Ksp=1.8×10－10 mol2·L－2，求室温下AgCl饱和溶液中溶解度及Ag+和Cl-的物质的量浓度。
4．溶度积性质：
a.溶度积(Ksp )的大小与_____________和______________有关，与沉淀的量无关。
b. Ksp反映了难溶电解质在水中的_____________。相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度_________________，越难_____________。
如: Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)＞Ksp(AgI)
溶解度:
练习4：将足量AgCl分别溶于下列试剂中形成AgCl饱和溶液 ，沉淀溶解平衡表示式为：AgCl的Ksp=1.76×10-10 mol2·L－2
① 水中 ② 10mL 0.1mol/L NaCl溶液
5mL 0.1mol/L 的MgCl２溶液中。
相同温度下,Ag+浓度大小顺序？
二、沉淀溶解平衡的应用
（一）沉淀的溶解与生成
Q＞KSP时，溶液为过饱和溶液，沉淀 。
Q＝KSP时，溶液为饱和溶液，处于平衡状态 。
Q＜KSP时，溶液为未饱和溶液，沉淀 。
以上规则称为溶度积规则。沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的条件是离子浓度的大小，控制离子浓度的大小，可以使反应向所需要的方向转化
思考：
1.为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”结合课本P92文字解释之。
２.为什么5.0%的NaSO4溶液能有效除去误食的Ba２＋？
３.美丽的溶洞形成原理是什么？
（二）沉淀的转化
[观察·思考]
(1).在1试管中加入ZnSO4溶液，再滴入Na2S溶液，观察现象。
(2).静置后倾去上层清液，蒸馏水洗涤沉淀2-3次。
(3).向沉淀中滴加适量的CuSO4溶液，观察现象。
实验现象：
思考：为什么ZnS沉淀会转化成为CuS沉淀？
1.沉淀转化的实质：
沉淀溶解平衡的移动。一种沉淀可转化为 的沉淀，难溶物的溶解度相差 ，这种转化的趋势 。
如：在AgCl(s)中加入NaI溶液可转化为AgI(s)沉淀
2.沉淀转化的应用
（1）除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等，常用 等难溶物做沉淀剂。
（2）将某些用酸或其他方法不易除去的沉淀转化为用酸或其他方法易除去的沉淀。
如可以用 把锅炉水垢中的CaSO4转化为 ,再用酸除去。将CaSO4转化为CaCO3的过程用离子方程式表示为： 。
例题3：已知AgCl、AgBr、AgI的溶度积常数分别为1.8×10－10 mol2·L－2、5.0×10－13 mol2·L－2、8.3×10－17 mol2·L－2，则下列转化可以实现的是（ ）
A.AgBr＋NaCl＝AgCl＋NaBr B.AgI＋NaCl＝AgCl＋NaI
C.AgI＋KBr＝AgBr＋NaI D.AgCl＋KBr＝AgBr＋KCl
【巩固训练】
1：试通过计算分析，能否通过加碱的方法将浓度0.10 mol·L－1的Fe3+和Mg2+完全分离。Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38mol4·L－4, Ksp[Mg(OH)2]＝1.2×10－11 mol3·L－3。（认为残留离子浓度小于等于10－5mol·L－1时沉淀已完全）
第3节 沉淀溶解平衡（学案）参考答案
[观察·思考]
有黄色沉淀产生、Pb2+、Pb2+ ＋ 2I－ PbI2↓、黄、PbI2
一、沉淀溶解平衡与溶度积
(一)沉淀溶解平衡
难溶性电解质、溶解平衡
１. 溶解、生成
２．（1）等：达到沉淀溶解平衡，沉淀溶解速率与沉淀生成速率相等。
（2）逆：沉淀生成过程与沉淀溶解过程是可逆的。
（3）动：动态平衡，达到沉淀溶解平衡，沉淀的生成与溶解仍在进行，其速率相等。
（4）变：达到沉淀溶解平衡，溶质离子浓度保持不变。
（5）变：沉淀溶解平衡是在一定条件下建立起来的，当条件改变，会建立新的平衡。
3、影响沉淀溶解平衡的因素：
改变条件 平衡移动方向 C（Ag+） C（Cl-）
升 温 正反应方向 增加 增加
加 水 正反应方向 不变华 不变华
加AgCl（s） 不移动 不变华 不变化
加NaCl（s） 逆反应方向 降低 增加
加AgNO3 (s) 逆反应方向 增加 降低
①内因（决定因素）：溶质本身的性质
②外因：①浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动
②温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程。
③同离子效应：加入电解质离子抑制沉淀的溶解
④其他
例题1.BD
（二）沉淀溶解平衡常数-----溶度积常数（溶度积）Ksp
1．离子浓度系数次方2．略
3．练习2： 1.77×10－7mol·L－、[Cu2+]＝1.77×10－7mol·L－１、
［OH－］＝3.54×10－7mol·L－１练习3：S＝[Ag+]＝[Cl-]＝3.54×10－7mol·L－１
４．a.难溶电解质性质、温度。ｂ. 溶解能力、Ksp越小、溶解、溶解度:AgCl> AgBr> AgI
练习４：①②③：
二、沉淀溶解平衡的应用
（一）沉淀的溶解与生成：析出、溶解至饱和。思考：略
（二）沉淀的转化：[观察·思考]白色沉淀变为黑色沉淀。思考：因为CuS沉淀比ZnS沉淀更难容1.沉淀转化的实质：更难容、越大、越大2.沉淀转化的应用（1）FeS（2）NaCO3、CaCO3、CO32-＋CaSO4＝CaCO3 ＋SO42-例题３：Ｄ
【巩固训练】１能
【学习目标：】
1.了解难溶电解质在水中的溶解情况。
2.理解难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，正确理解和掌握溶度积KSP的概念。
3.掌握运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。
4.掌握简单的利用KSP的表达式，计算溶液中相关离子的浓度。
【重点、难点】
1.难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，运用溶度积KSP简单计算溶液中相关离子的浓度。
2.运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。
【教学过程】
[观察·思考]
1.在装有少量难容的碘化铅黄色固体的试管中，注入约3ml蒸馏水，充分振荡后静置。
2.待上层液体变澄清后即得到碘化铅的饱和溶液，向其中注入几滴0.1mol·L-1KI溶液，观察实验现象。
实验现象：在上层清液中滴加KI溶液后，有 产生。
结论解释：说明上层清液中有 当加入KI后，I-浓度增大，发生反应： 从而有 色的 生成。
一、沉淀溶解平衡与溶度积
(一)沉淀溶解平衡
一些电解质如BaSO4在水中只能溶解很少、可以说是难以溶解，所以称为 。尽管这些电解质难以溶解于水中，但在水中也会建立一种 。
1、定义:一定温度下，当沉淀 的速率和沉淀 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 。
难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。
2、特征：（1） （2） （3）
（4） （5）
3、影响沉淀溶解平衡的因素：
对于平衡:AgCl Ag+ + Cl- 若改变条件，对其有何影响
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
①内因：
②外因：
例题1：在平衡体系Ca(OH)2(s) Ca2++2OH－中，能使c(Ca2+)减小，而使c(OH-)增大的是（ ）
A．加入少量MgCl2固体 B．加入少量Na2CO3固体
C．加入少量KCl固体 D．加入少量Ba(OH)2固体
（二）沉淀溶解平衡常数-----溶度积常数（溶度积）Ksp
1．定义：难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时， _____ ___________的乘积为一个常数这个常数称之为溶度积常数简称为溶度积，用Ksp表示，有单位。
2．表达式：例如：PbI2(s) Pb2+ + 2I-
25℃ Ksp＝[Pb 2+][I-]2 ＝ 7.1×10-9 mol３·L－３
练习1：请写出 AgCl、Cu(OH)2、BaSO4、CaCO3、Al(OH)3、CuS的沉淀溶解平衡方程式与溶度积KSP表达式
3．有关溶度积的计算
例题2：Mg(OH)2在室温时的Ksp值为5.61×10－１２mol3·L－3，求该温度时［Mg2+］为多少？
解析：Mg(OH)2(s) Mg2+＋ 2OH—
设：Mg(OH)2的溶解度为S，在饱和溶液中，［Mg2+］=S，［OH－］=2S。
Ksp (Mg(OH)2)=［Mg2+］［OH－］2=S(2S)2=4S3 =5.61×10－１２
答案：［Mg2+］= 1.12×10－４mol/L
说明：传统意义上的溶解度是在一定温度下100g溶剂里能溶解某物质的最多质量，但在该部分内容里，溶解度可以直接用溶质的物质的量浓度表示。
练习2：已知在室温时，Cu(OH)2的溶度积Ksp=2.2×10－20 mol3·L－3，求室温下Cu(OH)2饱和溶液中溶解度及Cu2+和OH－的物质的量浓度。
练习3：已知在室温时，AgCl的溶度积Ksp=1.8×10－10 mol2·L－2，求室温下AgCl饱和溶液中溶解度及Ag+和Cl-的物质的量浓度。
4．溶度积性质：
a.溶度积(Ksp )的大小与_____________和______________有关，与沉淀的量无关。
b. Ksp反映了难溶电解质在水中的_____________。相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度_________________，越难_____________。
如: Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)＞Ksp(AgI)
溶解度:
练习4：将足量AgCl分别溶于下列试剂中形成AgCl饱和溶液 ，沉淀溶解平衡表示式为：AgCl的Ksp=1.76×10-10 mol2·L－2
① 水中 ② 10mL 0.1mol/L NaCl溶液
5mL 0.1mol/L 的MgCl２溶液中。
相同温度下,Ag+浓度大小顺序？
二、沉淀溶解平衡的应用
（一）沉淀的溶解与生成
Q＞KSP时，溶液为过饱和溶液，沉淀 。
Q＝KSP时，溶液为饱和溶液，处于平衡状态 。
Q＜KSP时，溶液为未饱和溶液，沉淀 。
以上规则称为溶度积规则。沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的条件是离子浓度的大小，控制离子浓度的大小，可以使反应向所需要的方向转化
思考：
1.为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”结合课本P92文字解释之。
２.为什么5.0%的NaSO4溶液能有效除去误食的Ba２＋？
３.美丽的溶洞形成原理是什么？
（二）沉淀的转化
[观察·思考]
(1).在1试管中加入ZnSO4溶液，再滴入Na2S溶液，观察现象。
(2).静置后倾去上层清液，蒸馏水洗涤沉淀2-3次。
(3).向沉淀中滴加适量的CuSO4溶液，观察现象。
实验现象：
思考：为什么ZnS沉淀会转化成为CuS沉淀？
1.沉淀转化的实质：
沉淀溶解平衡的移动。一种沉淀可转化为 的沉淀，难溶物的溶解度相差 ，这种转化的趋势 。
如：在AgCl(s)中加入NaI溶液可转化为AgI(s)沉淀
2.沉淀转化的应用
（1）除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等，常用 等难溶物做沉淀剂。
（2）将某些用酸或其他方法不易除去的沉淀转化为用酸或其他方法易除去的沉淀。
如可以用 把锅炉水垢中的CaSO4转化为 ,再用酸除去。将CaSO4转化为CaCO3的过程用离子方程式表示为： 。
例题3：已知AgCl、AgBr、AgI的溶度积常数分别为1.8×10－10 mol2·L－2、5.0×10－13 mol2·L－2、8.3×10－17 mol2·L－2，则下列转化可以实现的是（ ）
A.AgBr＋NaCl＝AgCl＋NaBr B.AgI＋NaCl＝AgCl＋NaI
C.AgI＋KBr＝AgBr＋NaI D.AgCl＋KBr＝AgBr＋KCl
【巩固训练】
1：试通过计算分析，能否通过加碱的方法将浓度0.10 mol·L－1的Fe3+和Mg2+完全分离。Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38mol4·L－4, Ksp[Mg(OH)2]＝1.2×10－11 mol3·L－3。（认为残留离子浓度小于等于10－5mol·L－1时沉淀已完全）
第3节 沉淀溶解平衡（学案）参考答案
[观察·思考]
有黄色沉淀产生、Pb2+、Pb2+ ＋ 2I－ PbI2↓、黄、PbI2
一、沉淀溶解平衡与溶度积
(一)沉淀溶解平衡
难溶性电解质、溶解平衡
１. 溶解、生成
２．（1）等：达到沉淀溶解平衡，沉淀溶解速率与沉淀生成速率相等。
（2）逆：沉淀生成过程与沉淀溶解过程是可逆的。
（3）动：动态平衡，达到沉淀溶解平衡，沉淀的生成与溶解仍在进行，其速率相等。
（4）变：达到沉淀溶解平衡，溶质离子浓度保持不变。
（5）变：沉淀溶解平衡是在一定条件下建立起来的，当条件改变，会建立新的平衡。
3、影响沉淀溶解平衡的因素：
改变条件 平衡移动方向 C（Ag+） C（Cl-）
升 温 正反应方向 增加 增加
加 水 正反应方向 不变华 不变华
加AgCl（s） 不移动 不变华 不变化
加NaCl（s） 逆反应方向 降低 增加
加AgNO3 (s) 逆反应方向 增加 降低
①内因（决定因素）：溶质本身的性质
②外因：①浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动
②温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程。
③同离子效应：加入电解质离子抑制沉淀的溶解
④其他
例题1.BD
（二）沉淀溶解平衡常数-----溶度积常数（溶度积）Ksp
1．离子浓度系数次方2．略
3．练习2： 1.77×10－7mol·L－、[Cu2+]＝1.77×10－7mol·L－１、
［OH－］＝3.54×10－7mol·L－１练习3：S＝[Ag+]＝[Cl-]＝3.54×10－7mol·L－１
４．a.难溶电解质性质、温度。ｂ. 溶解能力、Ksp越小、溶解、溶解度:AgCl> AgBr> AgI
练习４：①②③：
二、沉淀溶解平衡的应用
（一）沉淀的溶解与生成：析出、溶解至饱和。思考：略
（二）沉淀的转化：[观察·思考]白色沉淀变为黑色沉淀。思考：因为CuS沉淀比ZnS沉淀更难容1.沉淀转化的实质：更难容、越大、越大2.沉淀转化的应用（1）FeS（2）NaCO3、CaCO3、CO32-＋CaSO4＝CaCO3 ＋SO42-例题３：Ｄ
【巩固训练】１能