《沉淀溶解平衡（第一課時(shí)）》電子醫(yī)用金屬飾品【資料】

白鰱鯉魚蝌蚪48小時(shí)約3.0×10-7

mol/L約1.7×10-7mol/L約1.0×10-7mol/L銀離子對幾種水生動物的半致死濃度現(xiàn)用1mL0.010mol/LAgNO3溶液模擬工業(yè)廢水，某同學(xué)提出可以加入1mL0.012mol/L的NaCl溶液，充分反應(yīng)，完全沉淀其中的Ag+。這種方法是否合理？說明理由。任務(wù)一1mL

0.012mol/L

NaCl溶液1mL

0.010mol/L

AgNO3溶液Cl-+

Ag+

AgCl↓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【看一看】觀察教科書77頁的表3-3幾種電解質(zhì)的溶解度（20

℃），思考生成AgCl沉淀的離子反應(yīng)完成后，溶液中是否還有Ag+？

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【看一看】觀察教科書77頁的表3-3幾種電解質(zhì)的溶解度（20

℃），思考生成AgCl沉淀的離子反應(yīng)完成后，溶液中是否還有Ag+？

【分析】10g1g0.01g易溶可溶微溶難溶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不溶。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)即使過量的NaCl也無法完全沉淀溶液中的Ag+。+-+-+-+-+-+-溶解+-

Ag+

Cl-

H2O沉淀AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)【小結(jié)】當(dāng)AgNO3溶液和NaCl溶液反應(yīng)：反應(yīng)起始：充分反應(yīng)后：υ(沉淀)＞

υ(溶解)沉淀增多υ(沉淀)

＝

υ(溶解)沉淀不再增多達(dá)到沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)沉淀溶解平衡：注意：①可逆號表示沉淀、溶解同時(shí)進(jìn)行②物質(zhì)狀態(tài)：固體(s)、溶液(aq)BaSO4(s)

Ba2+(aq)+SO(aq)CaCO3(s)

Ca2+(aq)+CO(aq)AgI(s)

Ag+(aq)+I-(aq)Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)2?42?3【試一試】請寫出BaSO4、CaCO3、AgI、Ag2S的沉淀溶解平衡表達(dá)式。

元素守恒、電荷守恒BaSO4(s)

Ba2+(aq)+SO(aq)CaCO3(s)

Ca2+(aq)+CO(aq)AgI(s)

Ag+(aq)+I-(aq)Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)2?42?3【試一試】請寫出BaSO4、CaCO3、AgI、Ag2S的沉淀溶解平衡表達(dá)式。

上述1mL

0.012mol/L的NaCl溶液與1mL

0.010mol/LAgNO3溶液充分反應(yīng)后，溶液中剩余Ag+的濃度是多少？涉及化學(xué)平衡的計(jì)算常需要哪些數(shù)據(jù)？任務(wù)二難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡的平衡常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，簡稱溶度積，符號為Ksp。AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)Ksp＝

c(Ag+)·c(Cl-)Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)Ksp＝

c2(Ag+)·c(S2-

)（1）（2）難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡的平衡常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，簡稱溶度積，符號為Ksp。【想一想】查閱教科書122頁常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)（25

℃），你發(fā)現(xiàn)了什么？能提出幾個(gè)關(guān)于溶度積的問題嗎？化學(xué)式Ksp化學(xué)式KspAgCl1.8×10-10CuS6.3×10-36AgBr5.4×10-13ZnS1.6×10-24AgI8.5×10-17PbS8.0×10-28Ag2S6.3×10-50FeS6.3×10-18Ag2SO41.2×10-5HgS1.6×10-52常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)（25

℃）

難溶微溶關(guān)于溶度積（Ksp）幾點(diǎn)說明：

①Ksp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KspAgCl1.8×10-10CuS6.3×10-36AgBr5.4×10-13ZnS1.6×10-24AgI8.5×10-17PbS8.0×10-28Ag2S6.3×10-50FeS6.3×10-18Ag2SO41.2×10-5HgS1.6×10-52關(guān)于溶度積（Ksp）幾點(diǎn)說明：

①Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。

Ksp越小，越難溶。②Ksp與溫度有關(guān)。其它條件一定時(shí)，一般溫度越高，Ksp越大。③根據(jù)某溫度下溶度積Ksp與溶液中離子積Q

的相對大小，可以判斷難溶電解質(zhì)的沉淀或溶解情況。

Q＞Ksp，溶液中有沉淀析出；

Q

＝

Ksp，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)；

Q

＜Ksp，溶液中無沉淀析出。AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)Ksp＝

c(Ag+)·c(Cl-)關(guān)于溶度積（Ksp）幾點(diǎn)說明：【分析】

1mL

0.012mol/LNaCl溶液與1mL

0.010mol/LAgNO3溶液充分反應(yīng)后剩余Ag+的濃度為（忽略溶液體積變化）：c(Cl-)＝1mL×0.012mol/L-1mL×0.010mol/L1mL+1mL＝0.001mol/Lc(Ag+)＝Kspc(Cl-)＝1.8×10-7mol/L＝0.0011.8×10-10根據(jù)：Ksp＝

c(Ag+)·c(Cl-)＝1.8×10-10

國家各行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了不同的Ag+排放標(biāo)準(zhǔn)，例如有些行業(yè)規(guī)定不能超過約1×10-7

mol/L。一般情況，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。根據(jù)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，請思考如何使沉淀反應(yīng)完成后，溶液中的Ag+濃度能夠盡量小？你能想出幾種辦法？【看一看】查閱教科書122頁常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)（25

℃），能否給你一些啟示呢？任務(wù)三【分析】根據(jù)

Ksp＝

c(Ag+)·c(Cl-)①保持Ksp不變，使c(Cl-)變大。

可以增大加入的NaCl溶液的濃度。

可以降低反應(yīng)溫度，使AgCl的Ksp數(shù)值變小。②保持c(Cl-)不變，使Ksp變小。

化學(xué)式Ksp化學(xué)式KspAgCl1.8×10-10CuS6.3×10-36AgBr5.4×10-13ZnS1.6×10-24AgI8.5×10-17PbS8.0×10-28Ag2S6.3×10-50FeS6.3×10-18Ag2SO41.2×10-5HgS1.6×10-52常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)（25

℃）

③選擇生成Ksp更小的物質(zhì)?？梢杂煤蚧衔锍恋鞟g+。（Ag2S的Ksp為6.3×10-50）【分析】根據(jù)

Ksp＝

c(Ag+)·c(Cl-)①保持Ksp不變，使c(Cl-)變大。

可以增大加入的NaCl溶液的濃度。

可以降低反應(yīng)溫度，使AgCl的Ksp數(shù)值變小。②保持c(Cl-)不變，使Ksp變小。

【算一算】

用Na2S溶液沉淀AgNO3溶液中的Ag+，充分反應(yīng)后，測得剩余溶液中的S2-

的濃度為1.0×10-4

mol/L，此時(shí)剩余溶液中Ag+的濃度為多少？（25

℃）Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)Ksp＝

c2(Ag+)·c(S2-)【解】?＝Ksp6.3×10-50c

2(Ag+)＝c(S2-)＝6.3×10-46c(Ag+)≈借助計(jì)算器可以計(jì)算：1.0×10-42.5×10-23

mol/L答：此時(shí)剩余溶液中的Ag+的濃度為2.5×10-23

mol/L。常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)（25

℃）

用SO

沉淀Ag+，如果反應(yīng)后剩余溶液中的SO

濃度是0.1

mol/L，經(jīng)計(jì)算，剩余溶液中Ag+的濃度約為0.01

mol/L。達(dá)不到沉淀完全的標(biāo)準(zhǔn)。2?42?4微溶化學(xué)式KspAgCl1.8×10-10AgBr5.4×10-13AgI8.5×10-17Ag2S6.3×10-50Ag2SO41.2×10-5化學(xué)式Ksp化學(xué)式KspAgCl1.8×10-10CuS6.3×10-36AgBr5.4×10-13ZnS1.6×10-24AgI8.5×10-17PbS8.0×10-28Ag2S6.3×10-50FeS6.3×10-18Ag2SO41.2×10-5HgS1.6×10-52在工業(yè)廢水處理過程中，以Na2S作沉淀劑，使廢水中的某些金屬離子如Cu2+、Hg2+等，成極難溶的CuS、HgS等沉淀而除去，是分離、除去雜質(zhì)常用的方法。常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)（25

℃）

用Cl-用S2-原料易得沉淀Ag+的選擇性好引入過量的Cl-……沉淀更完全能同時(shí)沉淀多種金屬離子引入過量的S2-

……【想一想】

用Cl-、S2-除去水中Ag+，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？除了沉淀法，除去廢水中Ag+的方法還有：電解法、離子交換法、吸附法、膜分離法……實(shí)際處理廢水時(shí)，是根據(jù)廢水的成分、離子濃度、排放標(biāo)準(zhǔn)、工藝時(shí)長、能源消耗、成本等選擇合適的方法，或者聯(lián)合使用多種方法。工業(yè)原料氯化銨中含雜質(zhì)氯化鐵，將含雜質(zhì)的氯化銨溶解于水，再加入氨水調(diào)節(jié)pH，可使Fe3+生成Fe(OH)3

沉淀而除去。請運(yùn)用所學(xué)知識分析加氨水的優(yōu)點(diǎn)有哪些？若使Fe3+沉淀完全需要調(diào)節(jié)溶液的pH至少為多少？學(xué)以致用除去氯化銨中的氯化鐵，可以將Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀，與氯化銨溶液分離。查閱教科書122頁表格，25

℃難溶電解質(zhì)Fe(OH)3

的Ksp

＝

2.8×10-39。需要選擇使溶液中OH-濃度增大的試劑。【分析】NH4ClFeCl3溶解氨水NH4Cl溶液Fe(OH)3沉淀Fe3+

+

3NH3·H2O

＝Fe(OH)3↓

+

3NH

+4【分析】沉淀除雜原則：選擇生成Ksp

盡量小的沉淀不引入新的粒子不消耗其他原料NH4ClFeCl3溶解氨水NH4Cl溶液Fe(OH)3沉淀Fe3+

+

3NH3·H2O

＝Fe(OH)3↓

+

3NH

+4【分析】6.5×10-12

mol/L【分析】Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)Ksp＝

c(Fe3+)·c3(OH-)根據(jù)當(dāng)溶液中Fe3+的濃度為1×10-5

mol/L時(shí)：＝Ksp2.8×10-39c(Fe3+)＝2.8×10-341.0×10-5c3(OH-)＝c(OH-)＝pH≈2.8調(diào)節(jié)溶液的pH＞2.8，可認(rèn)為完全沉淀了Fe3+。工業(yè)處理含Cu2+、Fe3+等的混合溶液時(shí)，常利用不同金屬離子生成氫氧化物所需的pH不同，來分離金屬離子。Cu2+

Fe3+

Cu2+

Fe(OH)3

調(diào)節(jié)pH約為4.0化學(xué)式KspCu(OH)22.2×10-20Fe(OH)32.8×10-391任務(wù)一3任務(wù)三2任務(wù)二用1

mL

0.012

mol/L

NaCl溶液與1

mL

0.010

mol/L

AgNO3溶液充分反應(yīng)，可以完全沉淀其中的Ag+嗎？上述溶液充分反應(yīng)后剩余Ag+的濃度是多少？如何使沉淀反應(yīng)后溶液中Ag+的濃度盡量小？【學(xué)以致用】總結(jié)難溶電解質(zhì)沉淀反應(yīng)視角平衡視角沉淀溶解平衡溶解表達(dá)Ksp

應(yīng)用沉淀生成？總結(jié)難溶電解質(zhì)沉淀反應(yīng)視角平衡視角沉淀溶解平衡溶解任務(wù)一沉淀溶解平衡及其影響因素[問題探究]1.常溫下,分別將AgCl溶于水和0.1mol·L-1的NaCl溶液中,其溶解度相同嗎?為什么?答案

不相同。在NaCl溶液中,Cl-的存在會使平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)逆向移動,AgCl溶解度減小。2.同一難溶物,其電離方程式和沉淀溶解平衡的方程式有哪些不同?(以BaSO4為例)[深化拓展]沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡包含沉淀的溶解和溶解后的電解質(zhì)的電離過程。如:(1)沉淀溶解平衡與電離平衡的比較①從物質(zhì)類別方面看a.難溶電解質(zhì):可以是強(qiáng)電解質(zhì)也可以是弱電解質(zhì)。b.難電離物質(zhì):只能是弱電解質(zhì)。②從變化的過程看a.沉淀溶解平衡:已溶解溶質(zhì)與未溶解溶質(zhì)之間形成的沉淀與溶解的平衡狀態(tài)。b.電離平衡:溶解的弱電解質(zhì)分子與離子之間的轉(zhuǎn)化達(dá)到的平衡狀態(tài)。③沉淀溶解平衡與難溶電解質(zhì)電離的比較a.平衡狀態(tài)沉淀溶解平衡指已溶溶質(zhì)的離子與未溶溶質(zhì)之間的平衡;難溶電解質(zhì)中:可能存在電離平衡,如Al(OH)3,可能不存在電離平衡,如BaSO4。b.表示方法

(2)影響沉淀溶解平衡的因素①內(nèi)因:電解質(zhì)本身的性質(zhì)。②外因:a.溫度:溫度升高,多數(shù)沉淀溶解平衡向溶解的方向移動;b.稀釋:向溶解方向移動;c.同離子效應(yīng):加入相同離子,向生成沉淀的方向移動。[素能應(yīng)用]典例1現(xiàn)向含AgBr的飽和溶液中:(1)加入固體AgNO3,則c(Ag+)

(填“變大”“變小”或“不變”,下同);

(2)加入更多的AgBr固體,則c(Ag+)

;

(3)加入AgCl固體,則c(Br-)

,c(Ag+)

;

(4)加入Na2S固體,則c(Br-)

,c(Ag+)

。

答案

(1)變大(2)不變(3)變小變大(4)變大變小解析

(1)向AgBr飽和溶液中加入AgNO3,AgBr沉淀溶解平衡逆向移動,但c(Ag+)變大。(2)加入AgBr固體,對溶解平衡無影響,c(Ag+)不變。(3)因AgCl溶解度大于AgBr,加入AgCl固體時(shí),c(Ag+)變大,溶解平衡向左移動,c(Br-)變小。(4)因Ag2S溶解度小于AgBr,加入Na2S固體時(shí),生成Ag2S,AgBr沉淀溶解平衡向右移動,c(Br-)變大,但c(Ag+)變小。變式訓(xùn)練1將足量AgCl分別放入:①5mL水,②10mL0.2mol·L-1的MgCl2溶液,③20mL0.5mol·L-1的NaCl溶液,④40mL0.1mol·L-1的鹽酸中溶解至溶液飽和,各溶液中Ag+的濃度分別為a、b、c、d,它們由大到小的排列順序是

。

答案

a>d>b>c解析

AgCl在溶液中存在沉淀溶解平衡AgCl(s)Cl-(aq)+Ag+(aq),所以氯離子濃度越大,Ag+的濃度就越小。②③④中氯離子的濃度分別是0.4

mol·L-1、0.5

mol·L-1、0.1

mol·L-1,所以各溶液中Ag+濃度的大小順序是a>d>b>c。任務(wù)二沉淀溶解平衡的應(yīng)用[問題探究]1.除去溶液中的,選擇加入鈣鹽還是鋇鹽?為什么?答案

加入鋇鹽;因?yàn)锽aSO4的溶解度更小,沉淀更完全。2.根據(jù)你現(xiàn)有的知識,你認(rèn)為判斷沉淀能否生成可從哪方面考慮?對于要除去的離子能否通過沉淀反應(yīng)全部除去?請說明原因。答案

從溶解度方面可判斷沉淀能否生成;對于要除去的離子不能通過沉淀完全除去,因?yàn)椴蝗苁窍鄬Φ?沉淀物在溶液中存在溶解平衡。[深化拓展]沉淀溶解平衡應(yīng)用中的一些問題生成難溶電解質(zhì)而形成沉淀,是工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保工程和科學(xué)研究中除雜質(zhì)或提純物質(zhì)的重要方法之一。(1)沉淀劑的選擇:要求除去溶液中的某種離子,又不能影響其他離子的存在,并且由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)離子還要便于除去。(2)在遇到含有多種弱堿陽離子的混合溶液中離子分離及除雜時(shí),往往通過改變?nèi)芤旱乃釅A性使離子分別沉淀而除去,過程中要注意控制形成沉淀的pH。(3)利用生成沉淀分離或除去某種離子,首先要使生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生;其次沉淀生成的反應(yīng)進(jìn)行得越完全越好。[素能應(yīng)用]典例2(1)已知在T

℃時(shí),Ksp[Mg(OH)2]=3.2×10-11,假設(shè)飽和Mg(OH)2溶液的密度為1g·mL-1,試求Mg(OH)2的溶解度為

g。

(2)在T

℃時(shí),向0.02mol·L-1的MgCl2溶液中加入NaOH固體,如要生成Mg(OH)2沉淀,應(yīng)使溶液中的c(OH-)最小為

mol·L-1。

(3)T

℃時(shí),向濃度均為0