第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第四節(jié)沉淀溶解平衡本節(jié)重點(diǎn)沉淀溶解平衡和溶度積常數(shù)第1課時(shí)

難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡化學(xué)式溶解度/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

思考與討論在初中化學(xué)中，我們?cè)鶕?jù)物質(zhì)溶解度的大小，將物質(zhì)分為易溶物、可溶物、微溶物和難溶物。例如，AgCl、BaSO4、Fe(OH)3等都屬于難溶物。根據(jù)表3-3所提供的溶解度數(shù)據(jù)，以及你對(duì)化學(xué)反應(yīng)限度、化學(xué)平衡原理的認(rèn)識(shí)，討論以下問(wèn)題：(1)通常我們所說(shuō)的難溶物在水中是否完全不能溶解？(2)生成AgCl沉淀的離子反應(yīng)完成后，溶液中是否還有Ag+和Cl-?AgNO3BaCl2Ba(OH)2Ag2SO4Ca(OH)2CaSO4AgClAgBrAg2SBaSO4Mg(OH)2Fe(OH)3

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。10g1g0.01g易溶可溶微溶難溶化學(xué)式溶解度/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)33×10-9AgNO3BaCl2Ba(OH)2Ag2SO4Ca(OH)2CaSO4AgClAgBrAg2SBaSO4Mg(OH)2Fe(OH)310g1g0.01g易溶可溶微溶難溶化學(xué)式溶解度/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)即使過(guò)量的NaCl也無(wú)法完全沉淀溶液中的Ag+。

溶解AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(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CI-離開固體表面進(jìn)入溶液，同時(shí)進(jìn)入溶液的Ag+和CI-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CI-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：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。2.特征：逆、等、動(dòng)、定、變3.

沉淀溶解平衡表達(dá)式AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

溶解沉淀沉淀溶解平衡雖然也用電離方程式表示，但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)主題1:難溶電解質(zhì)的溶解平衡4、難溶電解質(zhì)的溶解平衡和電解質(zhì)的電離平衡的區(qū)別（1）從變化過(guò)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(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。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。總過(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)主題1:難溶電解質(zhì)的溶解平衡（2）從物質(zhì)類別看：①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，②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，但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)主題1:難溶電解質(zhì)的溶解平衡課堂檢測(cè)請(qǐng)寫出下列物質(zhì)溶解平衡方程式。

AgClAg2SMg(OH)2BaCO3Fe(OH)3Ag2CrO4AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)Mg(OH)2(s)Mg2+（aq）+2OH-(aq)BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32-(aq)Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)注意：必須標(biāo)明物質(zhì)狀態(tài)和可逆符號(hào)5、沉淀溶解平衡的影響因素1、內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)

在電解質(zhì)的溶液中，不管是易溶（如NaCl)的，微溶的，難溶的電解質(zhì)都存在著溶解平衡。只要是飽和溶液都存在溶解平衡。思考：預(yù)測(cè)影響難溶物的溶解平衡的外因有哪些？4.沉淀完全的判斷化學(xué)上通常認(rèn)為，當(dāng)溶液中剩余離子的濃度小于1×10－5mol·L－1時(shí)，已沉淀完全。主題1:難溶電解質(zhì)的溶解平衡已知沉淀溶解平衡：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?xiàng)l件改變移動(dòng)方向C(Mg2＋)C(OH－）升溫加水（有固體剩余）加Mg(OH)2(s)加MgCl2(s)加NaOH(s)加鹽酸——化學(xué)平衡移動(dòng)的規(guī)律符合勒夏特列原理

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

主題1:難溶電解質(zhì)的溶解平衡2、外因——符合“勒夏特列原理”①溫度：一般來(lái)說(shuō)，溫度越高，固體物質(zhì)的溶解度越大；極少數(shù)固體物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而減小，如Ca(OH)2。②同離子效應(yīng)：加入與電解質(zhì)電離的離子相同的可溶性鹽，平衡向生成沉淀的方向移動(dòng)，溶解度減小。③外加其他物質(zhì)（與電解質(zhì)電離的離子反應(yīng)），平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)，溶解度增大。主題1:難溶電解質(zhì)的溶解平衡課堂檢測(cè)1、氯化銀在水中存在溶解平衡：AgCl(s)?Ag+(aq)+Cl-(aq)。在相同溫度下，將足量氯化銀分別放人相同體積的下列溶液中，Ag+的濃度最小的是()A.0.1mol/L鹽酸B.蒸餾水C.0.1mol/LAlCl3溶液D.0.1mol/LMgCl2溶液C2、在一定溫度下，Mg(OH)2固體在水溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)

+2OH-(aq)

，要使Mg(OH)2固體減少而c(Mg2+)不變，可采取的措施是(

)A.加MgSO4固體B.加鹽酸C.加NaOH固體

D.加水D課堂檢測(cè)3、將足量的AgCl分別放入下列物質(zhì)中：①10mL蒸餾水；②20mL0.01mol/LKCl溶液；③10mL0.02mol/LCaCl2溶液；④30mL0.05mol/LAgNO3溶液。AgCl的溶解度由大到小的順序?yàn)?/p>

。①＞②＞③＞④1.定義：在一定溫度下，在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，各離子濃度冪之積為一常數(shù)，叫做溶度積常數(shù).簡(jiǎn)稱溶度積.用Ksp表示。2.表達(dá)式Ksp＝cm(An＋)

·cn(Bm—)AmBn(s)

mAn＋(aq)+nBm—(aq)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)Ksp=c(Ag+)c(Cl-)Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)+2OH－(aq)Ksp=c(Mg2+)c(OH-)2固體純物質(zhì)一般不列入平衡常數(shù)主題2:溶度積常數(shù)

課堂檢測(cè)寫出下列難溶物的沉淀溶解平衡方程式和溶度積表達(dá)式。BaSO4Fe(OH)3Ag2SKsp=c(Ba2+)·c(SO42-)BaSO4(s)?Ba2+(aq)+SO42-(aq)

Fe(OH)3(s)?Fe3+(aq)+3OH-(aq)

Ag2CrO4(s)?2Ag+(aq)+S2-(aq)

Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)Ksp=c2(Ag+)·c(S2-)3．Ksp的影響因素:溶度積Ksp值的大小只與難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)(內(nèi)因)和溫度有關(guān)，與沉淀的量和離子濃度無(wú)關(guān)。溫度一定,Ksp是常數(shù)；其它條件一定時(shí)，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。主題2:溶度積常數(shù)

4、Ksp的意義：反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力

1.8*10-105.4*10-138.5*10-179.1×10-64.0*10-382.8*10-91.5*10-48.4*10-62.1*10-72.4*10-33.0*10-97.1*10-4CaCO3CaSO4Fe(OH)3主題2:溶度積常數(shù)

4、Ksp的意義：反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力

化學(xué)式AgClAgBrAgIAg2CrO4Ag2SKsp1.8×10-105.4×10-138.1×10-172.2×10-126.3×10-50溶解度(S)1.5×10-48.4×10-62.1×10-71.1×10-121.3×10-16(1)對(duì)于同類型(陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同)的難溶電解質(zhì)來(lái)說(shuō):Ksp越大，溶解度越大，越易溶；Ksp越小，溶解度越小，越難溶溶度積：Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)溶解度：S(AgCl)>S(AgBr)>S(AgI)主題2:溶度積常數(shù)

4、Ksp的意義：反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力

化學(xué)式AgClAgBrAgIAg2CrO4Ag2SKsp1.8×10-105.4×10-138.1×10-172.2×10-126.3×10-50溶解度(S)1.5×10-48.4×10-62.1×10-71.1×10-121.3×10-16(2)不同類型(陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比不同)的難溶電解質(zhì)①若溶解度相差極大，則符合上述(1)規(guī)律AgCl：1.56×10-10Ag2S：1.8×10-50Ksp越大，溶解度越大，越易溶；Ksp越小，溶解度越小，越難溶②若溶解度相差較小，不能直接通過(guò)Ksp的大小判斷溶解度大小，要通過(guò)Ksp計(jì)算出離子濃度來(lái)比較。主題2:溶度積常數(shù)

溶度積：Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2CrO4)溶解度：S(Ag2CrO4)>S(AgCl)5、Ksp的應(yīng)用

(1)已知Ksp，求離子濃度

【例】已知：Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgI)=1.5×10-16，Ksp(Ag2S)=1.8×10-50，Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12。則上述難溶鹽的飽和溶液中，Ag+濃度大小順序：解：AgCl(s)?Ag+(aq)+Cl-(aq)AgI(s)?Ag+(aq)+I-(aq)

Ag2S(s)

?2Ag+(aq)+S2-(aq)Ag2CrO4(s)

?2Ag+(aq)+CrO42-(aq)

x

x

x

x

0.5x

0.5x

Ag2CrO4>AgCl>AgI>Ag2S主題2:溶度積常數(shù)5、Ksp的應(yīng)用

(2)判斷沉淀是否生成AmBn(s)?mAn+(aq)+nBm-(aq)（溶度積規(guī)則）：任意某一時(shí)刻：離子積

Qc=cm(An+)·cn(Bm-)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)：溶度積

Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)若Qc>

Ksp，溶液過(guò)飽和，有沉淀析出；若Qc=Ksp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)；若Qc<Ksp，溶液不飽和，無(wú)沉淀析出；【例】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］=2×10-3×

2×10-3

=4.0×10-6解：Qc=c(Ag+)·c(Cl-)>Ksp有AgCl沉淀析出主題2:溶度積常數(shù)

5、Ksp的應(yīng)用

(3)判斷溶液中離子能否沉淀完全【例】在1L含0.001mol/LSO42-的溶液中，注入等體積0.01mol/LBaCl2，能否使SO42-沉淀完全？[Ksp(BaSO4)=1.08×10-10]解：

Ba2++SO42-=BaSO4↓0.01mol0.001mol剩余的n(Ba2+)=0.009molc(Ba2+)=4.5×10-3mol/L

Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO42-)=1.08×10-10c(SO42-)=2.4×10-8mol/L

<1.0×10-5mol/L沉淀完全主題1:溶度積常數(shù)

5、Ksp的應(yīng)用

(4)判斷沉淀析出的順序：【例】已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12，向濃度均為0.01mol/L的Cl-和CrO42-的混合液中滴加AgNO3溶液，Cl-和CrO42-誰(shuí)優(yōu)先沉淀？解：Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10c(Ag+)=1.8×10-8mol/LKsp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO42-)=1.1×10-12AgCl沉淀時(shí)需要的離子濃度小，AgCl先沉淀。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)所需該試劑離子濃度越小的越先沉淀。（溶解度小的先沉淀）同類型：Ksp越小越先沉淀主題2:溶度積常數(shù)

5、Ksp的應(yīng)用

(5)計(jì)算某離子開始沉淀的pH值【例】實(shí)驗(yàn)測(cè)得某水樣中的鐵離子的濃度為2.6×10-6mol/L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：Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)=2.6×10-39c(OH-)3

=1×10-33mol/Lc(OH-)

=1×10-11mol/Lc(H+)

=

1×10-3mol·L-1pH

=3pH要控制在3以上才能使水中的鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀。注意：若要計(jì)算使某個(gè)離子沉淀完全時(shí)的pH值，則該離子濃度要取1×10-5mol/L代入Ksp計(jì)算。

由此可見:①氫氧化物沉淀不一定在堿性環(huán)境；②不同氫氧化物的Ksp值不同，沉淀的pH值也不同，因此可通過(guò)控制pH值分離金屬離子。主題2:溶度積常數(shù)

5、Ksp的應(yīng)用

(6)以AgCl、Ag2CrO4為例,計(jì)算溶解度(g/L)已知某溫度下，Ksp(AgCl)=1.56×10-10，Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12試分別計(jì)算溶解度(g/L)。解：設(shè)平衡時(shí)AgCl、Ag2CrO4的濃度分別為S1、S2mol/LAgCl(s)

?

Ag+

(aq)+Cl-(aq)平衡S1S1Ksp=S12=1.56×10-10得：S1=1.25×10-5mol/L所以：AgCl的溶解度為：1.25×10-5mol/L×143.5g/mol=1.79×10-3g/LAg2CrO4(s)

2Ag+(aq)+CrO42-(aq)平衡2S2S2Ksp=(2S2)2·S2=4S23=9.0×10-12得：S2=1.31×10-4mol/L所以：Ag2CrO4的溶解度為：1.31×10-4mol/L×432g/mol=5.66×10-2g/L主題2:溶度積常數(shù)

6、Ksp曲線圖分析

(1)離子濃度坐標(biāo)曲線圖Ksp=c（Ag+）·c（Cl-）特點(diǎn)：①曲線上C點(diǎn)為平衡點(diǎn)：Qc=Ksp②曲線外A點(diǎn)：Qc＞Ksp，過(guò)飽和，生成沉淀(加水)③曲線內(nèi)B點(diǎn)：Qc＜Ksp，未飽和，沉淀溶解(恒溫蒸發(fā))④多條曲線表示：不同溫度同一物質(zhì)的Ksp;同一溫度不同物質(zhì)的Ksp主題2:溶度積常數(shù)

6、Ksp曲線圖分析

(2)離子濃度負(fù)對(duì)數(shù)直線圖 pKsp=p{（Ag+）·（Cl-

）} p（Ag+）=-lg（Ag+

） p（Cl-）=-lg（Cl-

） pKsp=p（Ag+）+p（Cl-

）特點(diǎn)：①線上C點(diǎn)：c（Ag+）=c（Cl-）②線外A點(diǎn)：不飽和，Qc＜Ksp③線內(nèi)B點(diǎn)：Qc＞Ksp，過(guò)飽和主題1:溶度積常數(shù)

6、Ksp曲線圖分析

1.明確圖像中縱軸、橫軸的含義縱軸、橫軸通常是難溶電解質(zhì)溶解后電離出的離子濃度。2.理解圖像中線上點(diǎn)線外點(diǎn)的含義3.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：①原溶液不飽和時(shí)，離子濃度都增大；②原溶液飽和時(shí)，離子濃度都不變。(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(wú)關(guān)，在同一曲線上的點(diǎn)，溶度積常數(shù)相同。主題2:溶度積常數(shù)

(1)明確圖像中縱軸、橫軸的含義縱軸、橫軸通常是難溶電解質(zhì)溶解后電離出的離子濃度。沉淀溶解平衡圖像類題的解題步驟②曲線上方區(qū)域的點(diǎn)均表示過(guò)飽和溶液，此時(shí)Q>Ksp③曲線下方區(qū)域的點(diǎn)均表示不飽和溶液，此時(shí)Q<Ksp(2)理解圖像中線上點(diǎn)線外點(diǎn)的含義①以AgCl為例，在該沉淀溶解平衡圖像中，曲線上任意一點(diǎn)都表示達(dá)到了沉淀溶解平衡狀態(tài)，此時(shí)，Q=Ksp。在溫度不變時(shí)，無(wú)論改變哪種離子的濃度，另一種離子的濃度都只能在曲線上變化，不會(huì)出現(xiàn)在