3.4.1 難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡 課件 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第1課時(shí)

難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡新人教版化學(xué)選擇性必修一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

想一想新課導(dǎo)入常溫下，物質(zhì)溶解性與溶解度的關(guān)系溶解性易溶可溶微溶難溶溶解度>10g1-10g0.01-1g<0.01gAgNO3BaCl2Ba(OH)2Ag2SO4Ca(OH)2CaSO4AgClAgBrAg2SBaSO4Mg(OH)2Fe(OH)3新課導(dǎo)入

(1)通常所說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-。思考解答Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)

一方面，在水分子作用下，少量Ag＋和Cl-脫離AgCl的表面進(jìn)入水中，這一過程就是溶解；

另一方面，溶液中的Ag＋和Cl-受AgCl表面陰、陽離子的吸引，回到AgCl的表面析出，這一過程就是沉淀。水合Ag+水合Cl-AgCl在溶液中存在兩個(gè)過程：一、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡

在一定溫度下，當(dāng)沉淀和溶解的速率相等時(shí)，得到AgCl的飽和溶液，即建立下列動(dòng)態(tài)平衡：1.沉淀溶解平衡

速率0時(shí)間v(沉淀)v(溶解)v(溶解)=v(沉淀)得到飽和AgCl溶液，建立沉淀溶解平衡tAgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)溶解沉淀人們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡。

請(qǐng)寫出BaSO4、CaCO3、AgI、Ag2S的沉淀溶解平衡表達(dá)式。

【練一練】

在一般情況下，當(dāng)溶液中剩余離子的濃度小于1×10-5mol/L時(shí)，化學(xué)上通常認(rèn)為生成沉淀的反應(yīng)就進(jìn)行完全了

思考：既然難溶電解質(zhì)中存在溶解平衡,為什么通常情況下,可以認(rèn)為生成沉淀的反應(yīng)可以進(jìn)行到底呢?習(xí)慣上將溶解度小于0.01g的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)，對(duì)于一般常量的反應(yīng)來說0.01g是很小的，一般認(rèn)為完全反應(yīng)了。（1）內(nèi)因：難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)2.沉淀溶解平衡影響因素

（2）外因：①濃度：加水，平衡向溶解方向移動(dòng)②溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)（原因：溶解吸熱）；但少數(shù)向沉淀方向移動(dòng)（例：Ca(OH)2）絕對(duì)不溶的電解質(zhì)是沒有的。同是難溶電解質(zhì)，溶解度差別也很大。加入相同的離子，平衡向沉淀方向移動(dòng)。③同離子效應(yīng)：④發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：加入與體系中某些離子反應(yīng)的物質(zhì)，產(chǎn)生氣體或更難溶的物質(zhì)，導(dǎo)致平衡向溶解的方向移動(dòng)。【問題探究】為什么分別用等體積的蒸餾水和0.01mol·L－1的鹽酸洗滌AgCl沉淀，用水洗滌造成的AgCl的損失大于用稀鹽酸洗滌的損失量？【提示】用水洗滌AgCl，AgCl(s)

Ag＋(aq)＋Cl－(aq)平衡右移，AgCl的質(zhì)量減少，而用鹽酸洗滌AgCl時(shí)，HCl電離產(chǎn)生的Cl－會(huì)使AgCl的溶解平衡向左移動(dòng)，可以減少AgCl的溶解，因而損失較少。練習(xí)：現(xiàn)將足量AgCl固體分別放入下列物質(zhì)中，AgCl溶解度由大到小的排列順序?yàn)椋ǎ?0ml0.01mol/LKCl溶液②30ml0.02mol/LCaCl2溶液③40ml0.03mol/LHCl溶液④10ml蒸餾水⑤50ml0.05mol/LAgNO3溶液A.①﹥②﹥③﹥④﹥⑤B.④﹥①﹥③﹥②﹥⑤C.⑤﹥④﹥②﹥①﹥③D.④﹥③﹥⑤﹥②﹥①B3.溶度積

1)溶度積：與電離平衡、水解平衡一樣，難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡也存在平衡常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，簡(jiǎn)稱溶度積，符號(hào)為Ksp。對(duì)于溶解平衡：MmAn(s)

mMn+(aq)+nAm-(aq)反應(yīng)，

Ksp=[c(Mn+)]m·[c(Am-)]n

例：Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)

例：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)Ksp=c2(Ag+)·c(S2-)Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)固體純物質(zhì)一般不列入平衡常數(shù)Ksp與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)，Ksp

增大。特例：Ca(OH)2升溫Ksp

減小。2）影響因素：①

Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力，一般情況下，溫度相同，Ksp越小，難溶物越難溶解即溶解度越小。3）意義Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，難溶；Ksp(CaSO4)=9.1×10-6，微溶。如由Ksp數(shù)值可知，溶解能力：AgCl

AgBr

AgIAg2SO4

Ag2CrO4②

相同類型的電解質(zhì)，溶度積越小，其溶解度越小。如Ksp(CaCO3)=2.8×10-9<Ksp(MgCO3)=6.8×10-6，溶解度：S（CaCO3）<S(MgCO3)③不同類型的物質(zhì)，Ksp不能直接作為難溶電解質(zhì)溶解度大小比較依據(jù)，需通過計(jì)算才能比較。如某溫度下：

AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl-(aq)

Ksp＝1.8×10-10Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH-(aq)

Ksp＝5.6×10-12

雖然Mg(OH)2的Ksp較小，但不能認(rèn)為Mg(OH)2比AgCl更難溶。S[Mg(OH)2]=6.9×10-4g＞S[AgCl]=1.5×10-4g④可以利用Ksp來計(jì)算飽和溶液中某種離子的濃度?！纠渴覝叵?，Mg(OH)2的Ksp＝5×10－13，計(jì)算室溫下，飽和Mg(OH)2的pH＝________?！敬鸢浮?0【解析】設(shè)飽和Mg(OH)2溶液中c(OH－)＝xmol·L－1，則c(Mg2＋)＝x/2mol·L－1Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝x/2·x2＝5×10－13

則x＝1×10－4c(H＋)＝(1×10－14)/(1×10－4)mol·L－1＝1×10－10mol·L－1

所以pH＝10。溶度積規(guī)則——

判斷該溫度下溶液中難溶電解質(zhì)的沉淀或溶解Q

=[c(Mn+)]m·[c(Am-)]nQ>Ksp時(shí)，溶液過飽和，有沉淀析出Q=Ksp時(shí)，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)Q<Ksp時(shí)，溶液未飽和，無沉淀析出，可繼續(xù)溶解該難溶電解質(zhì)直至溶液飽和。4）溶度積的應(yīng)用溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積—離子積Q（任意時(shí)刻溶液中離子濃度冪的乘積）例1、某溫度下，已知Ksp(AgCl)＝1.80×10－10，將2.2×10－3mol·L－1的NaCl和2.0×10－3mol·L－1AgNO3等體積混合是否有沉淀生成？寫出推理過程。若有沉淀生成，請(qǐng)計(jì)算反應(yīng)后Ag＋濃度。解：Qc＝c(Cl－)·c(Ag＋)＝1.1×10－3×1.0×10－3＝1.1×10－6Qc＞Ksp(AgCl)，因而有沉淀生成。反應(yīng)后剩余c(Cl－)＝（2.2×10－3mol·L－1-2.0×10－3mol·L－1

）/2

＝1.0×10－4mol·L－1則c(Ag＋)＝Ksp(AgCl)/c(Cl－)

＝(1.80×10－10)/1.0×10－4mol·L－1

＝1.80×10－6mol·L－1。例2、向1.0×10-3mol

L-3

的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液,求開始有Ag2CrO4沉淀生成時(shí)的c(Ag+)等于多少？CrO42-沉淀完全時(shí),c(Ag+)等于多少？已知：Ksp，Ag2CrO4=9.0×10-12解:Ag2CrO42Ag++CrO42-

Ksp=c(Ag+)2×c(CrO42-)CrO42-沉淀完全時(shí)的濃度為1.0×10-5mol

L-3，故有例3、在1L含1.0×10-3mol·L-1

的Na2SO4溶液中，注入0.01molBaCl2溶液（假設(shè)溶液體積不變）能否有效除去SO42-?已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2·L-2解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉淀后，Ba2+過量

剩余的c(Ba2+)=0.01-0.001=0.009mol/L.

c(SO42-)=Ksp/c(Ba2+)=1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8(mol/L)

因?yàn)椋Ｓ嗟腸(SO42-)=1.2×10-8mol/L<1.0×10-5mol/L

所以，SO42-已沉淀完全，即有效除去了SO42-。注意：當(dāng)剩余離子即平衡離子濃度﹤10-5mol/L時(shí)，認(rèn)為離子已沉淀完全或離子已有效除去。當(dāng)一種試劑能沉淀溶液中的幾種離子時(shí)，生成沉淀時(shí)

所需試劑離子濃度越小的越先沉淀。二、沉淀溶解平衡圖像1.圖像分析

明確圖像中縱、橫坐標(biāo)的含義①以氯化銀為例，在該沉淀溶解平衡圖像上，曲線上任意一點(diǎn)都達(dá)到了沉淀溶解平衡狀態(tài)，此時(shí)Qc＝Ksp。在溫度不變時(shí)，無論改變哪種離子的濃度，另一種離子的濃度只能在曲線上變化，不會(huì)出現(xiàn)在曲線以外。理解圖像中線上點(diǎn)、線外點(diǎn)的含義②曲線上方區(qū)域的點(diǎn)均為過飽和溶液，此時(shí)Qc>Ksp。③曲線下方區(qū)域的點(diǎn)均為不飽和溶液，此時(shí)Qc<Ksp。④涉及Qc的計(jì)算時(shí)，所代入的離子濃度一定是混合溶液中的離子濃度，因此計(jì)算離子濃度時(shí)，所代入的溶液體積也必須是混合溶液的體積。②溶度積常數(shù)只是溫度的函數(shù)，與溶液中溶質(zhì)的離子濃度無關(guān)，在同一曲線上的點(diǎn)，溶度積常數(shù)相同。抓住Ksp的特點(diǎn)，結(jié)合選項(xiàng)分析判斷①溶液在蒸發(fā)時(shí)，離子濃度的變化分兩種情況：A．原溶液不飽和時(shí)，離子濃度都增大；B．原溶液飽和時(shí)，離子濃度都不變。A.圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是T2溫度下HgS的不飽和溶液B.圖中p、q點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp的關(guān)系為Ksp(p)<Ksp(q)C.向m點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中加入少量Hg(NO3)2固體,HgS的Ksp減小D.升高溫度,可實(shí)現(xiàn)由p點(diǎn)向q點(diǎn)的移動(dòng)C

硫化汞(HgS)是一種難溶于水的紅色顏料,其在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示(已知:T1<T2),下列說法錯(cuò)誤的是(

)例題1常溫下,難溶物Y2X與ZX在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示,若定義其坐標(biāo)圖示:p(A)=-lgc(A),Mn+表示Y+或Z2+。下列說法錯(cuò)誤的是(

)BA.M表示Y2X的溶解平衡曲線B.常溫下,Y2X的分散系在c點(diǎn)時(shí)為懸濁液C.向b點(diǎn)溶液中加入Na2X飽和溶液,析出ZX固體D.ZX(s)+2Y+(aq)?Y2X(s)+Z2+(aq)的平衡常數(shù)K=1014例題2課堂檢測(cè)答案A1.在100mL0.01mol/LKCl溶液中，加入1mL0.01mol/LAgNO3溶液，下列說法正確的是（）(A