第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第四節(jié)沉淀溶解平衡第一課時(shí)

沉淀溶解平衡1.舉例說明學(xué)過的“平衡”，它們有哪些特征？

Kw=c（H+）.c（OH-）K特征：

逆、等、動(dòng)、定、變2.平衡移動(dòng)原理——勒夏特列原理如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、溫度、或壓強(qiáng)等)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。水解平衡FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl電離平衡H2OH++OH-化學(xué)平衡2NO2

N2O4

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀溶解平衡的特征。2.根據(jù)化學(xué)平衡理論，分析影響沉淀溶解平衡的因素。3.理解溶度積Ksp及溶度積規(guī)則，并能進(jìn)行Ksp簡單的計(jì)算。（1）NaCl在水溶液里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)有何特征？

（2）要使NaCl飽和溶液中析出NaCl固體，可采取什么措施？蒸發(fā)（減溶劑）降溫NaCl的溶解速率與結(jié)晶速率相等，只要條件不變，該溶液中溶解的NaCl的量就是一個(gè)恒定值加入濃鹽酸？思考：在飽和NaCl溶液中加入濃鹽酸現(xiàn)象：NaCl飽和溶液中有固體析出解釋：在NaCl的飽和溶液中，存在溶解平衡

NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)加濃鹽酸會(huì)使c(Cl-)增加，平衡向左移動(dòng)，有NaCl晶體析出可溶的電解質(zhì)溶液中存在溶解平衡，難溶的電解質(zhì)在水中是否也存在溶解平衡呢？【溫故求新】

關(guān)于電解質(zhì)的溶解能力及其定量表示——溶解度化學(xué)式20

℃時(shí)溶解度/gAgCl1.5×10-4AgNO3211AgBr8.4×10-6Ag2SO40.786Ag2S1.3×10-16BaCl235.7Ba(OH)23.89BaSO43.1×10-4Ca(OH)20.160CaSO40.202Mg(OH)26.9×10-4Fe(OH)33×10-9一定溫度下，某物質(zhì)在100g水里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量，叫做這種溶質(zhì)的溶解度習(xí)慣上將溶解度小于0.01g的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。盡管難溶電解質(zhì)的溶解度很小，但在水中并不是絕對(duì)不溶。一定溫度下，不能再溶解某種溶質(zhì)的溶液叫該溶質(zhì)的飽和溶液?！緦?shí)驗(yàn)】向盛有2mL0.1mol/LAgNO3溶液的試管中加入2mL0.1mol/LNaCl溶液?！締栴}討論】（1）恰好反應(yīng)了嗎？Ag++Cl-=AgCl↓（白色）?（2）徹底反應(yīng)了嗎？溶液中還含有Ag+和Cl-？【思考】難溶物一定不溶解嗎？【繼續(xù)實(shí)驗(yàn)】取上層清液，滴加KI溶液，有何現(xiàn)象？說明了什么？【現(xiàn)象】

有黃色沉淀生成Ag++I-=AgI↓（黃色），說明溶液中依然有Ag+、Cl-存在，即Ag＋和Cl－的反應(yīng)不能進(jìn)行到底?！窘Y(jié)論】AgCl沉淀是難溶物，但不是絕對(duì)不溶，只不過溶解度很小，難溶物在水中存在溶解平衡。Ag+Cl-AgCl在水中溶解平衡

AgCl(s)Ag+

(aq)+Cl_(aq)溶解沉淀AgCl固體溶解的微觀過程盡管AgCl固體難溶于水，但仍有部分Ag＋和Cl-離開固體表面進(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，當(dāng)這兩個(gè)過程速率相等時(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)。少量Ag＋和Cl-脫離AgCl的表面進(jìn)入水中-----溶解Ag＋和Cl-受AgCl表面陰、陽離子的吸引，回到AgCl的表面析出-----沉淀υ(沉淀)＝

υ(溶解)1.概念：在一定溫度下，當(dāng)難溶電解質(zhì)溶解和沉淀的速率相等時(shí)，形成電解質(zhì)的飽和溶液，達(dá)到平衡狀態(tài)，溶液中各離子的濃度保持不變，這種平衡稱為沉淀溶解平衡。3.溶解平衡方程：

AgCl(s)?Ag＋(aq)+Cl－(aq)

一、難溶電解質(zhì)的溶解平衡注意：①可逆號(hào)

?

：表示沉淀、溶解同時(shí)進(jìn)行

②物質(zhì)狀態(tài)：固體(s)、溶液(aq)2.特征：逆、等、動(dòng)、定、變BaSO4(s)?

Ba2+(aq)+SO42-

(aq)CaCO3(s)?

Ca2+(aq)+CO32-(aq)AgI(s)?Ag+(aq)+I-(aq)Ag2S(s)?2Ag+(aq)+S2-(aq)【課堂練習(xí)1】請(qǐng)寫出BaSO4、CaCO3、AgI、Ag2S的沉淀溶解平衡方程。

難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡和電解質(zhì)的電離平衡的區(qū)別1.從變化過程看：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，是可逆過程，包含了沉淀的溶解和溶解后電解質(zhì)的電離兩個(gè)過程。如：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO42－(aq)包含了BaSO4(s)BaSO4(aq)和BaSO4=Ba2＋＋SO42－兩個(gè)過程。②難溶電解質(zhì)的電離僅僅是沉淀溶解平衡的后一個(gè)過程。總過程沉淀溶解平衡(可逆)分過程沉淀的溶解(可逆)電解質(zhì)的電離(可逆或不可逆)2.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)。3.表示方法不同：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)1.沉淀溶解平衡的存在，決定了生成沉淀的離子反應(yīng)不能進(jìn)行到底（即離子濃度≠0），2.難溶電解質(zhì)的溶解度盡管很小，但不會(huì)等于0。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，因?qū)τ诔Ａ康姆磻?yīng)來說，0.01g是很小的。所以方程式用等號(hào)Ag++Cl-=AgCl↓，4.在電解質(zhì)的溶液中，不管是易溶的，微溶的，難溶的電解質(zhì)都存在著溶解平衡。注意：化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5mol/L，沉淀就達(dá)完全。改變條件平衡移動(dòng)方向平衡時(shí)c(Ag+)

平衡時(shí)c(Cl-)升溫加水加AgCl(s)加NaCl(s)加NaI(s)加AgNO3(s)加NH3·H2O不移動(dòng)不變不變不變不變正反應(yīng)正反應(yīng)正反應(yīng)正反應(yīng)逆反應(yīng)逆反應(yīng)增大增大增大增大增大增大減小減小減小減小【思考】對(duì)于平衡AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)若改變條件，對(duì)其有何影響(1)內(nèi)因(決定因素)：難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)。①絕對(duì)不溶的電解質(zhì)是沒有的③易溶電解質(zhì)做溶質(zhì)時(shí)只要是飽和溶液也可存在溶解平衡4.沉淀溶解平衡的影響因素(2)外因：符合“勒夏特列原理”升高溫度，平衡向沉淀的方向移動(dòng)②同是難溶電解質(zhì)，溶解度差別也很大①溫度：升高溫度，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)。但是Ca(OH)2是特例②濃度：加水稀釋，平衡向溶解方向移動(dòng)。③同離子效應(yīng)：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)。④能反應(yīng)的物質(zhì)：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)，沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)。條件改變移動(dòng)方向C(Mg2＋)C(OH－）升溫加水加Mg(OH)2(s)加MgCl2(s)加NaOH(s)加鹽酸

正向

增大

增大

正向不變

不變

不移動(dòng)

不變

不變

逆向

增大

減小

逆向

減小

增大

正向

增大

減小

【課堂練習(xí)2】已知沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，請(qǐng)分析當(dāng)改變下列條件時(shí)，對(duì)該沉淀溶解平衡的影響，填寫下表(濃度變化均指平衡后和原平衡比較)：二、溶度積常數(shù)(簡稱溶度積)1.定義：在一定溫度下，難溶物達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)時(shí)，飽和溶液中各離子濃度化學(xué)計(jì)量數(shù)次方的乘積，叫做溶度積常數(shù)，用Ksp表示2.表達(dá)式：AmBn(s)?mAn＋(aq)＋nBm－(aq)Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)固體濃度視為定值思考：寫出難溶物Ag2CrO4、Fe(OH)3的溶度積表達(dá)式Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO42－)Ksp(Fe(OH)3)＝c(Fe3＋)·c3(OH－)固體純物質(zhì)不列入平衡常數(shù)KSP反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力，與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)3.影響Ksp的因素:①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)。②溶解平衡一般是吸熱的，溫度升高，平衡正移，Ksp增大，但Ca(OH)2相反4.溶度積意義化學(xué)式Ksp化學(xué)式KspAgCl1.8×10-10CuS6.3×10-36AgBr5.4×10-13ZnS1.6×10-24AgI8.5×10-17PbS8.0×10-28Ag2S6.3×10-50FeS6.3×10-18Ag2SO41.2×10-5HgS1.6×10-52①Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。Ksp越小，越難溶。

常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)（25

℃）

化學(xué)式Ksp化學(xué)式KspAgCl1.8×10-10CuS6.3×10-36AgBr5.4×10-13ZnS1.6×10-24AgI8.5×10-17PbS8.0×10-28Ag2S6.3×10-50FeS6.3×10-18Ag2SO41.2×10-5HgS1.6×10-52②Ksp與溫度有關(guān)，溫度一定時(shí)，Ksp不變其它條件一定時(shí)，一般溫度越高，Ksp越大。特例：Ca(OH)2升溫Ksp

減小。4.溶度積意義常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)（25

℃）

化學(xué)式Ksp化學(xué)式KspAgCl1.8×10-10CuS6.3×10-36AgBr5.4×10-13ZnS1.6×10-24AgI8.5×10-17PbS8.0×10-28Ag2S6.3×10-50FeS6.3×10-18Ag2SO41.2×10-5HgS1.6×10-52③Ksp體現(xiàn)難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力，對(duì)同類型物質(zhì)，Ksp越大在水中的溶解能力越強(qiáng)，如AgCl>AgBr>AgI對(duì)不同類型物質(zhì)，Ksp差距不大時(shí)不能作為比較依據(jù)。如AgCl和Ag2CrO44.溶度積意義請(qǐng)你思考！如何比較難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力？meiyangyang8602Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力①對(duì)于同類型物質(zhì)，Ksp數(shù)值越大，難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)。如由Ksp數(shù)值可知，溶解能力：AgCl>AgBr>AgI，Cu(OH)2<Mg(OH)2如在0.010mol·L-1I-

和0.010mol·L-1Cl-混合溶液中滴加AgNO3溶液時(shí)，I-

離子先沉淀②不同類型的物質(zhì)，Ksp差距不大時(shí)不能直接作為比較依據(jù)。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。5.溶度積規(guī)則

AnBm(s)

?nAm+(aq)+mBn-(aq)Q>Ksp時(shí)，溶液過飽和，有沉淀析出,直至達(dá)到平衡Qc稱為離子積，表達(dá)式中離子濃度是任意的，為此瞬間溶液中的實(shí)際濃度②溶度積規(guī)則①離子積Q=c(Am+)n·c(Bn-)mQ=Ksp時(shí)，沉淀與飽和溶液的平衡Q<Ksp時(shí)，溶液不飽和，若體系中有沉淀，則沉淀會(huì)溶解直至達(dá)到平衡溶度積

Ksp=c2(Ag+)·c(S2-)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）

6.溶度積的應(yīng)用【例1】已知室溫下PbI2的溶度積為7.1×10-9，求飽和溶液中Pb2+和I-的濃度;在c(I-)=0.1mol·L-1的溶液中,Pb2+的濃度最大可達(dá)到多少?Ksp＝c

(Pb2+)·c2(I-)=7.1×10-9解：c

(Pb2+)=Ksp/c2(I-)=7.1×10-9/0.12=7.1×10-7mol·L-1即：該溶液里允許Pb2+的最大濃度為7.1×10-7mol·L-1c(Pb2+)=1.21×10－3mol·L-1c(I-)=2.42×10－3mol·L-1(1)已知溶度積求離子濃度【例2】將4×10-3mol·L-1的AgNO3溶液與4×10-3mol·L-1的NaCl溶液等體積混合能否有沉淀析出？［Ksp(AgCl)=1.8×10-10］解：c(Ag+)=2×10-3mol·L-1

c(Cl-)=2×10-3mol·L-1

Q＝

c(Ag+)·c(Cl-)=2×10-3×

2×10-3

=4.0×10-6

>

Ksp=1.8×10-10所以有AgCl沉淀析出（2）判斷能否生成沉淀5.溶度積規(guī)則(3)判斷溶液中離子能否沉淀完全【例3】在1L含

0.001mol·L－1SO42-的溶液中，注入等體積0.01mol·L－1BaCl2，能否使SO42-沉淀完全？(已知298K時(shí),BaSO4的Ksp=1.08×10－10)c(SO42-)=2.4×10－8mol·L－1

<1.0×10－5mol·L-1

解：

Ba2++SO42-=BaSO4↓0.01mol

0.001moln(Ba2+)=0.009molc(Ba2+)=4.5×10-3mol·L-1

Ksp=c(Ba2+)·c(SO42-)=1.8×10-10沉淀完全(4)判斷沉淀析出的順序【例4】已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12，向濃度均為0.01mol·L-1的Cl-和CrO42-的混合液中滴加AgNO3溶液，Cl-和CrO42-誰優(yōu)先沉淀？AgCl沉淀時(shí)需要的離子濃度小，AgCl先沉淀解：Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10c(Ag+)=1.8×10-8mol·L-1

Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO42-)=1.1×10-12c(Ag+)=1.05×10-5mol·L-1

試比較AgCl、Mg(OH)2溶解能力的大?。縆sp(Mg(OH)2)=

c(Mg2+)c2(OH-)=4c3(Mg2+)=5.6×10-12c(Mg2+)=1.12×10-4mol·L-1即Mg(OH)2的溶解濃度為：

1.12×10-4mol·L-1可以看到：AgCl的溶解能力更??！(5)比較難溶電解質(zhì)溶解能力的大小【例5】AgCl(s)

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

Ksp=c(Mg2+)c2(OH-)

=5.6×10-12解：

Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=c2(Ag+)=1.8×10-10

c(Ag+)=1.34×10-5mol·L-1

即AgCl的溶解濃度為：

1.34×10-5mol·L-1【例6】實(shí)驗(yàn)測(cè)得某水樣中的鐵離子的濃度為0.001mol·L-1，若要使水中的Fe3+開始轉(zhuǎn)化為沉淀和溶液中