沉淀溶解平衡上课23

§3-3沉淀溶解平衡诸城一中高二化学组课前准备1.请同学们准备好课本、笔记本、学案、规范答题纸、练习本，2.阅读学案本节学习目标。物质在水溶液中的行为醋酸钠盐类的水解平衡CH3COONa=CH3COO-+Na+CH3COO—+H2O⇌CH3COOH+OH-Kh=[CH3COOH][OH-]/[CH3COO-]H2O⇌H++OH-CH3COOH⇌CH3COO-+H+；Ka=[CH3COO—][H+]/[CH3COOH]H2O⇌H++OH-弱电解质的电离平衡醋酸水水的电离平衡H2O⇌H++OH-K=[H+][OH-]/[H2O]Kw=[H+][OH-]饱和NaCl溶液形状不规则的NaCl固体形状规则的NaCl固体

一昼夜后观察发现：固体变为规则的立方体；质量并未发生改变思考：得到什么启示？

一昼夜后……探究：饱和溶液中v(结晶)=v(溶解)NaCl(S)Na++Cl-

可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？

溶解AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

沉淀

Ag+Cl-AgCl的沉淀溶解平衡尽管AgCl固体难溶于水，但仍有部分Ag+和CI-离开固体表面进入溶液，同时进入溶液的Ag+和CI-又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时，Ag+和CI-的沉淀与AgCl固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态.AgCl固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为：习惯上,将溶解度小于0.01克的电解质称为难溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0，没有绝对不溶的物质。

难溶微溶可溶易溶0.01110(Sg/100g水)难溶等于不溶吗？【猜想】将难溶的电解质PbI2固体加入到一定量水中，会有哪些行为呢？请在学案上写下PbI2的行为流程及结果。实验验证步骤1：在装有适量难溶的PbI2黄色固体的烧杯中，加入约35ml蒸馏水，充分震荡后，静置直至上层溶液变澄清。步骤2：向上层清液中滴加几滴0.1mol·L—1KI溶液，观察现象请在学案上记下你观察到的现象，分析得到什么结论？是否能验证你猜想的PbI2的行为呢?与水充分接触，使所有可能的行为充分进行平衡目的：使PbI2沉到烧杯底部，对后续实验不产生颜色干扰。现象：溶液产生黄色沉淀结论：上层清液中有Pb2+验证行为：溶解、电离、一、沉淀溶解平衡阅读课本P91第一段和第二段，时间：5分钟，个人任务，1.从课本中学习沉淀溶解平衡的定义、沉淀溶解平衡方程式的书写、沉淀溶解平衡常数的符号、表达式、影响因素。（要求：画出重点词语）。（要求：画出重点词语）2.在学案上默写：①PbI2沉淀溶解平衡方程式、溶度积的表达式②BaCO3沉淀溶解平衡方程式、溶度积的表达式③Mg(OH)2沉淀溶解平衡方程式、溶度积的表达式自学检测（5min）答案:（1）错（达到平衡时，各离子浓度不变，但溶质各离子浓度比与难溶电解质的类型（即化学式中阴、阳离子个数比）有关，如AgCl中Ag+、Cl—离子浓度相等，而PbI2中[Pb2+]：[I—]=1:2）（2）错（沉淀溶解平衡是个动态平衡，正、逆反应速率相等不为零）（3）错（即使恰好完全沉淀，沉淀能溶解并达到溶解平衡，Ag+和Cl—的浓度不为零，且乘积为该温度下的溶度积）（4）错（5）对（6）错（溶度积跟前面我们学到的化学平衡常数、电离平衡常数、水解平衡常数一样，只与物质本身的性质和温度有关，与沉淀的量无关，并且溶液中离子浓度的变化只能使平衡移动，不能改变溶度积）（7）错只有饱和溶液中Ag+与Cl—浓度的乘积是一个常数，且等于Ksp，不饱和溶液的浓度乘积要小于Ksp1、沉淀溶解平衡3)特征：逆、动、等、定、变2)表达式：1)概念：沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，符合平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。

一定温度下，将PbI2溶于水中，当v（溶解）＝v(沉淀）时，得到饱和PbI2溶液，建立溶解平衡PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)沉淀溶解平衡：V沉淀VtV溶解V溶解=V沉淀PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)I-Pb2+二、溶度积的意义及计算例1：已知25℃时，Ksp(Mg(OH)2)=5.6×10—12(mol·L—1)3，此温度下将过量Mg(OH)2固体溶于少量水中形成饱和溶液，求饱和溶液中Mg2+的浓度。Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。化学平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度；电离平衡常数的大小反映了弱电解质的电离能力；水解平衡常数的大小反映了盐类的水解趋势的大小概括的说，一般情况下，平衡常数反映了向右走的趋势大小请小组组长分工，让组内每位同学算其中一个饱和溶液的浓度，熟悉计算过程，（4min）然后小组汇总(1min)，完成（1）、（2）（3）数据分析(3min)[变式]请根据例1的计算方法，在练习本上用规范步骤分别计算AgBr、AgI、Mg(OH)2、Cu(OH)2饱和溶液中溶质的浓度。数据来源：课本P91表3-3-1Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2·L-2Ksp(AgBr)=5.0×10-13mol2·L-2Ksp(AgI)=8.3×10-17mol2·L-2Ksp(Mg(OH)2)=5.6×10-12mol3·L-3Ksp(Cu(OH)2)=2.2×10-20mol3·L-3【总结】相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解能力越小，即在水中浓度越小。不同类型的难溶电解质比较溶解能力大小时，需经过计算后再做比较。【提升】1.请在规范答题纸上用离子方程式和必要的文字说明从用平衡移动原理（勒夏特列原理）角度来解释本节课验证实验的现象：向饱和PbI2溶液中滴加KI溶液有黄色沉淀生成四步曲：a.摆平衡，b.列条件，c.写变化，d.得结论a.PbI2饱和溶液中存在以下平衡：PbI2(s)⇌Pb2+(aq)+2I—(aq)，b.向其中滴加KI溶液，c.溶液中I—浓度增大，使Q>Ksp，平衡向左移动，d.因此产生了PbI2黄色沉淀。2.若向饱和食盐水中滴加浓盐酸，会有什么现象吗？如果有，请写出来，并作解释。本节内容整理回顾本节课内容，学习目标检验：1.能够联系溶解、电离及水解等物质的行为，结合实验探究认识难溶电解质的行为——沉淀溶解平衡，能正确书写沉淀溶解平衡；2.能通过化学平衡常数、弱电解质的电离平衡常数、盐的水解平衡常数等常数去理解沉淀溶解平衡常数——溶度积，并写出溶度积表达式；3.学会溶度积的相关计算，会运用溶度积计算饱和溶液的浓度和比较不同物质溶解度的大小。§3-3沉淀溶解平衡第二课时沉淀溶解平衡：V沉淀VtV溶解V溶解=V沉淀PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)I-Pb2+→↑↑↑→减小

减小不变不移动不变不变不变←↑

↓不变←↓↑不变1、讨论：对于平衡ZnS（S）

Zn2+(aq)+S2-(aq)

若改变条件，对其有何影响4)影响溶解平衡的因素：①内因：电解质本身的性质

a、绝对不溶的电解质是没有的。b、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。c、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。②外因：

a)浓度：b)温度：AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)

通常我们讲的外因包括浓度、温度、压强等。对于溶解平衡来说，在溶液中进行，可忽略压强的影响。

平衡右移平衡左移

多数平衡向溶解方向移动升温①加水②增大相同离子浓度加入与之反应的离子平衡右移交流·研讨

珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，它们可以从周围海水中获取Ca2+和HCO3-，经反应形成石灰石外壳：

Ca2++2HCO3-CaCO3↓

+CO2↑+H2O

珊瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸钙的产生，对珊瑚的形成贡献很大。人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他的化石燃料等因素，都会干扰珊瑚的生长，甚至造成珊瑚虫死亡。分析这些因素影响珊瑚生长的原因。2、牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH（s）5Ca2++3PO43-+OH-

进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是

。生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿1、石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH―(aq),加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（）A.Na2CO3溶液B.AlCl3溶液

C.NaOH溶液D.CaCl2溶液

练一练AB沉淀溶解平衡生活自然界生产溶液中的化学反应二、沉淀溶解平衡的应用

溶度积规则

①浓度商

AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)

（1）Qc>Ksp时，沉淀从溶液中析出（溶液过饱和），体系中不断析出沉淀，直至达到平衡（此时Qc=Ksp）（2）Qc=Ksp时，沉淀与饱和溶液的平衡（3）Qc<Ksp时，溶液不饱和，若体系中有沉淀，则沉淀会溶解直至达到平衡（此时Qc=Ksp）Qc=[Am+]n[Bn-]m

Qc称为浓度商，其表达式中离子浓度是任意的，为此瞬间溶液中的实际浓度，所以其数值不定，但对一难溶电解质，在一定温度下，Ksp

为一定值。②溶度积规则AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)溶解沉淀Ksp=c(Ag+)·c(Cl

-)溶度积常数c(Cl

-)c(Ag+)Qc=c(Ag+)·c(Cl

-)离子积溶解沉淀平衡时任何时刻

①Qc=Ksp

③Qc>Ksp②Qc<Ksp溶液过饱和，有沉淀析出溶液饱和溶液不饱和方法总结难溶电解质溶解和生成的本质解决难溶电解质解平衡问题的基本思路沉淀平衡移动溶解沉淀平衡体系中离子浓度改变，导致Qc与Ksp不相等，难溶电解质溶解平衡发生移动。1、沉淀的溶解

根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。例如医院中进行钡餐透视时，用BaSO4做内服造影剂，为什么不用BaCO3做内服造影剂？BaCO3Ba2++CO32-Qc

<Ksp

（一）沉淀的溶解和生成

BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：

BaSO4Ba2++SO42-Ksp=1.1×10-10mol2L-2BaCO3Ba2++CO32-Ksp=5.1×10-9mol2L-2

由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃酸会与CO32-反应生成CO2和水，使CO32-离子浓度降低，使Qc<Ksp，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。BaCO3Ba2++CO32-+H+CO2+H2O所以，不能用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”。而SO42-不与H+结合生成硫酸，胃酸中的H+对BaSO4的溶解平衡没有影响，Ba2+浓度保持在安全浓度标准下，所以用BaSO4作“钡餐”。沉淀的溶解过程：BaCO3(s)

等难溶盐溶解在强酸溶液中:BaCO3(s)

+2H+=CO2+H2O+Ba2+CaCO3(s)+2H+=CO2+H2O+Ca2+ZnS(s)+2H+=Zn2++H2S

难溶于水的氢氧化物溶解在酸中：

Mg(OH)2(s)+2H+=Mg2++2H2OFe(OH)3(s)

+3H+=Fe3++3H2OMg(OH)2(s)溶解在氯化铵等酸性的盐溶液中:Mg(OH)2(s)+2NH4+=Mg2++H2O+2NH32、沉淀的生成（1）意义：在物质的检验、提纯及工厂废水的处理等方面有重要意义。（2）方法：

A、调节PH法B、加沉淀剂法（3）原则：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好沉淀的生成计算例1：将4×10-3molL-1的AgNO3溶液与4×10-3molL-1的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出？Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2L-2解：只有当Qc>Ksp时，离子才能生成沉淀混合后：[Ag+]=2×10-3molL-1,[Cl-]=2×10-3molL-1Qc=[Ag+][Cl-]=2×10-3molL-1

×

2×10-3molL-1

=4.0×10-6mol2L-2>1.8×10-10mol2L-2

Qc>Ksp,所以有AgCl沉淀析出。例.用5%的Na2SO4溶液能否有效除去误食的Ba2+?已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2L-2解：5%的Na2SO4溶液中的[SO42-]≈0.352mol/L,[Ba2+]=(1.1×10-10mol2L-2)/(0.352mol/L)=2.9×10-10molL-1

因为剩余的[Ba2+]<10-5mol/L

所以有效除去了误食的Ba2+。注意：当剩余离子即平衡离子浓度≤10-5mol/L时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。（二）沉淀的转化实验现象：有白色沉淀出现，白色沉淀转化成为黑色沉淀。ZnS在水中存在沉淀溶解平衡：CuS在水中存在沉淀溶解平衡：

ZnS与CuS是同类难溶物，Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),CuS的溶解度远小于ZnS的溶解度。ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)Ksp=1.6×10-24mol2•L-2CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)Ksp=1.3×10-36mol2•L-2知识支持当向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液时，ZnS溶解产生的S2-与CuSO4溶液中的Cu2+足以满足Qc>Ksp(CuS)的条件，S2-与Cu2+结合产生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。CuS沉淀的生成，使得S2-的浓度降低，导致S2-与Zn2+的Qc<Ksp(ZnS),使得ZnS不断的溶解，结果是ZnS沉淀逐渐转化成为CuS沉淀。(1)ZnS沉淀转化为CuS沉淀的定性解释ZnS(s)

Zn2+(aq)+

S2-(aq)

+Cu2+(aq)CuS(s)

平衡向右移动ZnS沉淀转化为CuS沉淀的总反应：ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+

例：在ZnS沉淀加入10mL0.001mol/L的CuSO4溶液是否有CuS沉淀生成？已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2•L-2

解：ZnS沉淀中的硫离子浓度为：[S2-]=[Zn2+]=(Ksp)1/2=(1.6×10-24)1/2=1.26×10-12(mol/L)Qc=[Cu2+][S2-]=1.0×10-3mol/L×1.26×10-12mol/L=1.26×10-15mol2•L-2因为：Qc(CuS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀练习:已知Ksp(MnS)=2.5×10-13Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2•L-2通过计算说明MnS沉淀中滴加0.01mol/L的Pb(NO3)2溶液是否有PbS沉淀析出。(2)ZnS沉淀为什么转化为CuS沉淀的定量计算

利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用FeS(s)MnS(s)等难溶物作为沉淀剂除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。

Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2•L-2Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2•L-2Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2•L-2Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2•L-2练习：写出FeS(s)与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。

FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+

Cu2++MnS(s)=CuS(s)+Mn2+Cu2++H2S=CuS+2H+Cu2++S2-=CuSCu2++HS-=CuS+H+

用MnS、H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S作沉淀剂都能除去工业废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。水垢中的Mg(OH)2是怎样生成的?硬水:是含有较多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和SO42-的水.加热时：

Ca2++2HCO3-=CaCO3+CO2+H2OMg2++2HCO3-=MgCO3+CO2+H2OMgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2为什么在水垢中镁主要以Mg(OH)2沉淀形式存在，而不是以MgCO3沉淀的形式存在？比较它们饱和时[Mg2+]的大小。MgCO3沉淀溶解平衡：MgCO3(s)Mg2++CO32-CO32-水解平衡：CO32-+H2OHCO3-+OH-因为Qc>Ksp(Mg(OH)2),所以有Mg(OH)2沉淀析出。即加热后，MgCO3沉淀转化为Mg(OH)2。

因此硬水加热后的水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3

和MgCO3.洗涤水垢的方法：除出水垢中的CaCO3和Mg(OH)2用食醋，

CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+CO2+H2O

Mg(OH)2+2CH3COOH=(CH3COO)2Mg+2H2O对于平衡AgCl（S）≒Ag+(aq)+Cl-(aq)

若改变条件，对其有何影响→↑↑→