【高中化學(xué)】2023-2024學(xué)年人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè) 難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡課件

第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第四節(jié)沉淀溶解平衡第1課時(shí)難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡

物質(zhì)的溶解度只有大小之分，沒(méi)有在水中絕對(duì)不溶解的物質(zhì)。所謂難溶電解質(zhì)是指溶解度小于0.01克的物質(zhì)。它可以是強(qiáng)電解質(zhì)如BaSO4、AgCl等，也可以是弱電解質(zhì)如Fe(OH)3、Mg(OH)2等。但由于它們的溶解度都很小，溶解的極少部分，在水溶液中都可以認(rèn)為是100%的電離，所以我們不區(qū)分其強(qiáng)弱，統(tǒng)稱為難溶電解質(zhì)。Ag＋和Cl－的反應(yīng)真能進(jìn)行到底嗎？即溶液中還有Ag+和Cl-嗎？我們知道，溶液中有難溶于水的沉淀生成是離子反應(yīng)發(fā)生的條件之一。例如，AgNO3溶液與NaCl溶液混合，生成白色沉淀AgCl：Ag++Cl-=AgCl↓，如果上述兩種溶液是等物質(zhì)的量濃度、等體積的，一般認(rèn)為反應(yīng)可以進(jìn)行到底。思考與討論Cl-(aq)+Ag+(aq)AgCl(s)沉淀溶解

生成沉淀的離子反應(yīng)反應(yīng)之所以能夠發(fā)生，在于生成物的溶解度小。難溶電解質(zhì)的溶解度盡管很小，但不會(huì)等于0(生成AgCl沉淀后的溶液中三種有關(guān)反應(yīng)的粒子在反應(yīng)體系中共存)。習(xí)慣上,將溶解度小于0.01克的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于10-5mol/L時(shí),沉淀達(dá)到完全。生成AgCl沉淀后，有三種粒子在反應(yīng)體系中共存：AgCl(s)、Ag+(aq)、Cl-(aq)溶解沉淀AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)答：(1)通常所說(shuō)的難溶物是指在常溫下，其溶解度小于0.01g,并不是在水中完全不能溶解。(2)生成AgCl沉淀的離子反應(yīng)是指進(jìn)行到一定限度，并不能完全進(jìn)行到底，此時(shí)溶液中還有Ag+和Cl-。一、常溫下，物質(zhì)溶解性與溶解度的關(guān)系1、溶解性:一種物質(zhì)溶解在另一種物質(zhì)中的能力;物質(zhì)溶解性的大小和溶質(zhì)、溶劑的性質(zhì)有關(guān)。2、固體物質(zhì)的溶解度：（1）定義：在一定溫度下,某固態(tài)物質(zhì)在100克溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量.叫做這種物質(zhì)在這種溶劑里的溶解度。（2）注意：①條件：一定溫度；②標(biāo)準(zhǔn)：100g溶劑

③狀態(tài)：飽和狀態(tài)

④單位：g

⑤任何物質(zhì)的溶解是有條件的,在一定條件下某物質(zhì)的溶解量也是有限的,無(wú)限可溶解的物質(zhì)不存在。3、固體物質(zhì)的溶解度(S)與溶解性的關(guān)系:溶解性易溶可溶微溶難溶溶解度

>10g

1g~10g

0.01g~1g

<0.01g氣體的溶解性：常溫常壓時(shí)1體積水溶解氣體的體積大于100體積極易溶大于10體積易溶大于1體積可溶小于1體積難溶可難難難難難難微微微易易根據(jù)溶解度判斷并理解電解質(zhì)是“溶”還是“難溶”？思考與討論1、當(dāng)AgNO3與NaCl恰好完全反應(yīng)生成難溶AgCl時(shí)，溶液中是否含有Ag+和Cl-？

2、難溶電解質(zhì)的定義是什么？難溶物的溶解度是否為0？3、難溶電解質(zhì)(如AgCl)是否存在溶解平衡？如何表示？有習(xí)慣上,將溶解度小于0.01克的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。難溶電解質(zhì)的溶解度盡管很小，但不會(huì)等于0Ag+Cl-

溶解

AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)

沉淀

溶解

AgCl(s)

Ag＋(aq)+2Cl-（aq)

沉淀

Ag+Cl-AgCl在水中溶解平衡盡管AgCl固體難溶于水，但仍有部分Ag＋和Cl-離開(kāi)固體表面進(jìn)入溶液，同時(shí)進(jìn)入溶液的Ag＋和Cl-又會(huì)在固體表面沉淀下來(lái)，當(dāng)這兩個(gè)過(guò)程速率相等時(shí)，Ag＋和Cl-的沉淀與AgCl固體的溶解達(dá)到平衡狀態(tài)即達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài).AgCl固體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：二、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡1.定義

一定溫度下，當(dāng)沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時(shí)，形成電解質(zhì)的飽和溶液，達(dá)到平衡狀態(tài)，我們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡。如AgCl溶于水的溶解平衡表示為:特別提醒

沉淀溶解平衡方程式各物質(zhì)要標(biāo)明聚集狀態(tài)。AgCl在水中的沉淀溶解平衡示意圖以AgCl為例，分析難容電解質(zhì)的溶解平衡AgCl溶于水的起始階段，v溶解開(kāi)始最大，后逐漸減小，v沉淀開(kāi)始為0，后逐漸增大，直到v溶解＝v沉淀，說(shuō)明溶解達(dá)到平衡狀態(tài)。v－t圖如下：2．溶解平衡的建立3.特征不等于零相等保持不變發(fā)生移動(dòng)4.影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的因素：(1)內(nèi)因：難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)。絕對(duì)不溶的物質(zhì)是沒(méi)有的；同是微溶物質(zhì)，溶解度差別也很大；易溶溶質(zhì)只要是飽和溶液也存在溶解平衡。①難溶的電解質(zhì)更易建立溶解平衡②難溶的電解質(zhì)溶解度很小，但不會(huì)等于0，并不是絕對(duì)不溶。③習(xí)慣上將生成難溶電解質(zhì)的反應(yīng)，認(rèn)為反應(yīng)完全了。對(duì)于常量的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，0.01g是很小的。當(dāng)溶液中殘留的離子濃度<1×10-5mol/L時(shí)，沉淀就達(dá)到完全。(2)外界條件改變對(duì)溶解平衡的影響①溫度升高，大多數(shù)溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)，但有許多例外，如氣體，Ca(OH)2，溫度越高，溶解度越小。②加水稀釋，濃度減小，溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)。③加入與難溶電解質(zhì)構(gòu)成粒子相同的物質(zhì)，溶解平衡向生成沉淀的方向移動(dòng)。稱同離子效應(yīng)④加入與難溶電解質(zhì)溶解所得的離子反應(yīng)的物質(zhì)，溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)。遵循平衡移動(dòng)原理實(shí)例分析

已知沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，當(dāng)改變下列條件時(shí)，對(duì)該沉淀溶解平衡的影響如下(濃度變化均指平衡后和原平衡比較)：條件改變移動(dòng)方向c(Mg2＋)c(OH－)加少量水正向移動(dòng)不變不變升溫正向移動(dòng)增大增大加MgCl2(s)逆向移動(dòng)增大減小加鹽酸正向移動(dòng)增大減小加NaOH(s)逆向移動(dòng)減小增大(1)沉淀溶解平衡表示已溶溶質(zhì)的離子與未溶溶質(zhì)之間的平衡關(guān)系，是可逆過(guò)程，包含了沉淀的溶解和溶解后電解質(zhì)的電離兩個(gè)過(guò)程。如：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO42－(aq)包含了BaSO4(s)BaSO4(aq)和BaSO4===Ba2＋＋SO42－兩個(gè)過(guò)程。5．沉淀溶解平衡與難溶電解質(zhì)的電離(2)難溶電解質(zhì)的電離僅僅是沉淀溶解平衡的后一個(gè)過(guò)程?？傔^(guò)程沉淀溶解平衡(可逆)分過(guò)程沉淀的溶解(可逆)電解質(zhì)的電離(可逆或不可逆)沉淀溶解平衡也用電離方程式表示，①須標(biāo)明狀態(tài)(s)、(aq)，②一律用“”。Al(OH)3(s)Al3＋(aq)＋3OH－(aq)

(沉淀溶解平衡)Al(OH)3Al3＋＋3OH－

(電離平衡)難溶電解質(zhì)的溶解平衡和弱電解質(zhì)的電離平衡的區(qū)別a.從物質(zhì)類別看：難溶電解質(zhì)可以是強(qiáng)電解質(zhì)也可以是弱電解質(zhì)[如BaSO4是強(qiáng)電解質(zhì)，而Al(OH)3是弱電解質(zhì)]，而難電離物質(zhì)只能是弱電解質(zhì)。b.從變化過(guò)程看：溶解平衡是指已溶解的溶質(zhì)與未溶解的溶質(zhì)之間形成的沉淀與溶解的平衡狀態(tài)；而電離平衡則是指已經(jīng)溶解在溶液中的弱電解質(zhì)分子與離子之間的轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡狀態(tài)。c.表示方法不同：如Al(OH)3溶解平衡表示為：Al(OH)3(s)Al3＋(aq)+3OH-(aq)電離平衡表示為：Al(OH)3Al3＋+3OH-

三、溶度積常數(shù)（簡(jiǎn)稱溶度積）——Ksp1．定義:

在一定溫度下,難溶強(qiáng)電解質(zhì)MmNn溶于水形成飽和溶液時(shí),溶質(zhì)的離子與該固態(tài)物質(zhì)之間建立動(dòng)態(tài)平衡,這時(shí)的離子濃度冪的乘積是一個(gè)常數(shù),叫做溶度積常數(shù),簡(jiǎn)稱溶度積。符號(hào)為Ksp。

Ksp的大小反映難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力，當(dāng)化學(xué)式所表示的組成中陰離子與陽(yáng)離子個(gè)數(shù)分別相同時(shí),Ksp數(shù)值越大,難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)。3．意義：對(duì)于同類型（陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)相同）的難溶電解質(zhì)，在相同溫度下，Ksp越大→S(溶解度)越大，不同類型的難溶電解質(zhì)，應(yīng)通過(guò)計(jì)算才能進(jìn)行比較。例：Ksp（AgCl）=1.8×10-10Ksp（AgBr）=6.3×10-15

說(shuō)明S(AgCl)>S(AgBr)23溶度積Ksp值的大小只與難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)和溫度有關(guān)。T↑，Ksp↑但[Ca(OH)2

相反]絕大多數(shù)難溶電解質(zhì)的溶解是吸熱過(guò)程,升高溫度,向溶解方向移動(dòng),Ksp增大。少數(shù)難溶電解質(zhì)的溶解是放熱過(guò)程,升高溫度,向生成沉淀的方向移動(dòng),Ksp減小,如Ca(OH)2。4．影響Ksp的因素:思考與討論類型化學(xué)式溶度積Ksp溶解度/gABAgBr5.0×10-138.4×10-6ABAgCl1.8×10-101.5×10-4A2BAg2CrO41.1×10-122.2×10-3A2BAg2S6.3×10-501.3×10-16

結(jié)論：相同類型的難溶電解質(zhì)的Ksp越小溶解度越小一定條件下：注意：只有在同種類型的電解質(zhì)之間才能通過(guò)Ksp的大小來(lái)直接比較溶解度的大小。溶度積和溶解度都可以表示難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力，分析下表，你將如何看待溶度積和溶解度的關(guān)系？

通過(guò)比較某溫度下難溶電解質(zhì)的溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積——離子積Q的相對(duì)大小,可以判斷難溶電解質(zhì)在該溫度下溶液中的沉淀或溶解情況。(1)Q>Ksp,溶液過(guò)飽和,有沉淀析出,直至溶液飽和達(dá)到新的平衡;(2)Q=Ksp,溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài);(3)Q<Ksp,溶液未飽和,無(wú)沉淀析出,若加入過(guò)量難溶電解質(zhì),難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和。5.溶度積Ksp與離子積Q的關(guān)系——溶度積規(guī)則離子積Q：對(duì)于AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)任意時(shí)刻Q＝cm(An＋)·cn(Bm－)。例AgCl的Ksp=1.80×10-10,將0.001mol.L-1NaCl和0.001mol．L-1AgNO3溶液等體積混合,是否有AgCl沉淀生成.解:兩溶液等體積混合后,Ag+

和Cl-濃度都減小到原濃度的1/2.C(Ag+）=C(Cl-)=1/2×0.001=0.0005(mol．L-1)在混合溶液中,則C(Ag+）×C(Cl-)=(0.0005)2=2.5×10-7因?yàn)镼=C(Ag+）.C(Cl-)＞Ksp,所以有AgCl沉淀生成.1.利用溶度積計(jì)算某種離子的濃度(1)25℃時(shí)，Ksp

(AgBr)=

5.0×10-10，求AgBr的飽和溶液中的c(Ag+)和c(Br-)。c(Ag+)=c(Br-)=2.2×10-5(2)25℃時(shí)，Ksp

[Mg(OH)2]=

1.8×10-11，求Mg(OH)2的飽和溶液中的C(Mg2+)和c(OH-)C(Mg2+)=1.65×10-4，c(OH-)=3.3×10-4四、有關(guān)溶度積的簡(jiǎn)單計(jì)算2.溶度積與溶解度的相互換算室溫下,AgCl的溶解度是1.93×10-3g/L,求AgCl的溶度積。已知AgCl的摩爾質(zhì)量為143.3g/mol。解：①把AgCl溶解度單位(g/L)換算成mol·L-1

s=1.93×10-3g/L÷143.3g/mol=1.35×10-5mol·L-1②求KspAgCl(s)?Ag+(aq)

+Cl-(aq)

飽和、平衡1.35×10-51.35×10-5

Ksp(AgCl)=c(Ag+).c(Cl-)=(1.35×10-5)2=1.82×10-10答：AgCl的Ksp為1.82×10-103.判斷能否生成沉淀25℃時(shí)，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＝1.8×10－10c(Ag＋)＝(0.03

mol/L×1.00

L)÷(1.00

L＋0.50

L)＝0.020

mol/L

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由于Qc>Ksp，所以有AgCl沉淀生成。將5mL1×10-5mol/L的AgNO3溶液和15mL4×10-5mol/L的K2CrO4溶液混和時(shí)，有無(wú)磚紅色Ag2CrO4沉淀生成？已知Ag2CrO4的Ksp=9×10-12

c(Ag＋)=2.5×10-6mol/L

c(CrO42-)=3×10-5mol/L

Qc＝c(Ag＋)2·c(CrO42-)＝(2.5×10-6mol/L)2×3×10-5

mol/L＝1.9×10－16由于Qc<Ksp，所以無(wú)Ag2CrO4沉淀生成。4.計(jì)算某離子開(kāi)始沉淀的pH值實(shí)驗(yàn)測(cè)得某水樣中的鐵離子的濃度為6×10-6mol·L-1若要使水中的鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，則溶液的pH值至少要控制在多少以上？[已知Fe(OH)3的Ksp為2.6×10-39]解：設(shè)溶液中的OH-離子的濃度最少為X才能使水中的鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀。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-1pH=2.88答：pH至少要控制在2.88以上。課堂總結(jié)一、沉淀溶解平衡1、定義2、表達(dá)式3、特征4、影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的因素二、溶度積常數(shù)1、定義2、影響Ksp的因素3、Ksp的意義4、應(yīng)用Ksp的有關(guān)計(jì)算1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)反應(yīng)方程式AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)和AgCl===Ag＋＋Cl－所表示的意義相同。

(

)(2)降低溫度，飽和溶液中一定會(huì)有晶體析出。

(

)(3)只有當(dāng)溶液中的離子濃度是0時(shí)，才能說(shuō)明沉淀達(dá)到完全。(

)(4)石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入少量CaCl2溶液，溶度積常數(shù)變大。(

)××××2．下列有關(guān)AgCl沉淀的溶解平衡狀態(tài)的說(shuō)法中，正確的是(

)A．AgCl沉淀的生成和溶解不斷進(jìn)行，但速率相等B．AgCl難溶于水，溶液中沒(méi)有Ag＋和Cl－C．升高溫度，AgCl的溶解度不變D．向AgCl沉淀的溶解平衡體系中加入NaCl固體，AgCl的溶解度不變

解析:AgCl固體在溶液中存在溶解平衡，所以溶液中有Ag＋和Cl－，B錯(cuò)；升高溫度，AgCl溶解度增大，C錯(cuò)；向平衡體系中加入NaCl固體，增大了c(Cl－)，溶解平衡左移，AgCl溶解度減小，D錯(cuò)。A3．將一定量的硫酸鋇放入水中，對(duì)此有關(guān)的敘述正確的是(

)A．硫酸鋇不溶于水，硫酸鋇固體質(zhì)量不會(huì)改變B．最終會(huì)得到BaSO4的極稀的飽和溶液C．因?yàn)锽a2＋＋SO42－===BaSO4↓很容易發(fā)生，所以不存在BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO42－(aq)的反應(yīng)D．因?yàn)锽aSO4難溶于水，所以改變外界條件也不會(huì)改變BaSO4的溶解性B

解析:BaSO4不溶于水并不是絕對(duì)不溶，它存在溶解平衡，當(dāng)沉淀和溶解的速率相等時(shí)，得到了BaSO4的飽和溶液即建立了動(dòng)態(tài)平衡BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO4(2－)(aq)，A、C項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；升高溫度，BaSO4溶解度增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．某溫度下，F(xiàn)e(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤簆H，金屬陽(yáng)離子濃度的變化如圖所示。據(jù)圖分析，下列判斷錯(cuò)誤的是(

)A.Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Cu(OH)2]B．加適量NH4Cl固體可使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)C．c、d兩點(diǎn)代表的溶液中c(H＋)與c(OH－)乘積相等D．Fe(OH)3、Cu(OH)2分別在b、c兩點(diǎn)代表的溶液中達(dá)到飽和B38

解析:在曲線上的任意一點(diǎn)，c(Fe3＋)·c3(OH－)＝Ksp[Fe(OH)3]，c(Cu2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Cu(OH)2]，D對(duì)；比較b、c兩點(diǎn)，金屬離子的濃度相同，F(xiàn)e(OH)3溶液中氫離子濃度大，即氫氧根離子濃度小，因此氫氧化鐵的Ksp小于氫氧化銅的Ksp，A對(duì)；加入NH4Cl，氯化銨水解，使溶液的酸性增加，pH降低，由圖可以看出，F(xiàn)e3＋應(yīng)增大，B錯(cuò)；Kw只與溫度有關(guān)，與溶液的酸堿性無(wú)關(guān)，C對(duì)。5．溶度積常數(shù)表達(dá)式符合Ksp＝c2(Ax＋)·c(By－)的是(

)A．AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)B．Na2S===2Na＋＋S2－C．Ag2S(s)2Ag＋(aq)＋S2－(aq)D．PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)解析:根據(jù)表達(dá)式可知方程式應(yīng)為A2B(s)2A＋(aq)＋B2－(aq)。C6．下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是(

)A．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，溶液中各離子濃度相等B．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，沉淀的生成和溶解的速率相等C．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等，且保持不變D．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入難溶的該沉淀物，將促進(jìn)溶解

解析:反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，各離子的濃度沒(méi)有必然的關(guān)系，A項(xiàng)不正確、B項(xiàng)正確；沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的離子濃度保持不變，但不一定相等，C項(xiàng)不正確；沉淀溶解達(dá)到平衡后，再加入難溶的該沉淀物，平衡不會(huì)移動(dòng)，D項(xiàng)