3.4.1沉淀溶解平衡课件高二上学期化学人教版选择性必修一

第三章

水溶液中的离子反应与平衡第四节

沉淀溶解平衡

第一课时

【知识回顾】1、饱和溶液和不饱和溶液：一定温度下，不能再溶解溶质的溶液叫饱和溶液。

能继续溶解溶质的溶液叫不饱和溶液。2、溶解性:____________________________________________;物质溶解性的大小和______________________________有关。一种物质溶解在另一种物质中的能力。溶质、溶剂的性质3、固体物质的溶解度：（1）定义：在一定温度下,某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。（2）注意：

①条件：一定温度；②标准：100g溶剂

③状态：饱和状态④单位：g

⑤任何物质的溶解：是有条件的,在一定条件下某物质的溶解量

也是有限的,无限可溶解的物质不存在。化学式溶解度/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】结合教材P79表3-3及所学溶解性规律，思考如何界定“难溶”、“微溶”、“可溶”、“易溶”？溶解度与溶解性的关系：20℃可溶微溶难溶1010.01S/g易溶难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会为0（1）在饱和的NaCl溶液中加入氯化钠固体现象？（3）要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体，可采取什么措施？（4）在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸有何现象？NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)加热浓缩降温有晶体析出平衡特征：逆、等、动、定、变【思考】溶解平衡对象：饱和溶液难溶的电解质在水中是也存在溶解平衡——沉淀溶解平衡（2）NaCl在水溶液里达到溶解平衡状态时有何特征？【思考】3溶液和溶液等体积混合，写出对应的离子方程式？实验现象？反应结束后溶液中是否还存在Ag＋和Cl－？为何我们在通常情况下认为Ag+、Cl-反应能够进行完全呢？★化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol/L，沉淀就达完全Ag＋

+Cl－

=AgCl↓有白色沉淀生成反应后溶液中存在Ag＋

、Cl－

当v(溶解)＝v(沉淀)时，得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡AgCl的沉淀溶解平衡

AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)

溶解

沉淀溶解平衡时的溶液是饱和溶液。一、沉淀溶解平衡的概念及表达式（一）概念：在一定温度下，当难溶电解质的沉淀和溶解的速率相等时，得到其饱和溶液，建立动态平衡，称为沉淀溶解平衡，如图所示。★特征：逆、等、动、定、变1.下列关于沉淀溶解平衡的说法正确的是(

)

√校本P104学以致用

提升关键能力1.(2023·洛阳高二测试)难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时，下列说法错误的是(

)

√校本P102

（二）表达式

【练习】请写出BaSO4、AgI、Ag2S的沉淀溶解平衡表达式。

(三)沉淀溶解平衡的影响因素（1）内因：难溶电解质本身的性质。（2）外因：温度、浓度、同离子效应等，其影响符合勒夏特列原理。

改变条件平衡移动方向平衡后c(Ag+)

平衡后c(Cl-)>

溶解度（）升高温度________________________加水________________________加</>

________________________加

________________________（2）浓度：

①加水，平衡向溶解方向移动，离子浓度不变，溶解度不变。（1）温度：升温，多数平衡向沉淀溶解方向移动，溶解度增大。

极少数物质溶解度随温度升高而降低，eg:Ca(OH)2②同离子效应：若向沉淀溶解平衡体系中加入相同的离子，平衡向生产沉淀的方向移动，溶解度减小。③若向沉淀溶解平衡体系中加入某些离子，可与体系中某些离子反应生成难溶的物质或气体，则平衡向溶解的方向移动，溶解度增大。【小结】外因：【自我诊断】校本P102

×

×

√

×（5）当改变外界条件时，沉淀溶解平衡可能会发生移动，直至达到新的平衡(

)√

√

√校本P102

√校本P102

√校本P104二、沉淀溶解平衡常数——溶度积常数（Ksp）

Ksp=cn(Am+).cm(Bn-)

【练习】：BaSO4、Fe(OH)3的溶度积表达式★①Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。②对相同类型的难溶电解质（阴阳离子个数比相同），Ksp

越小，溶解度越小，越难溶。③溶度积（Ksp)仅与难溶电解质本身与温度有关。

溶解平衡一般是吸热的，温度越高，Ksp越大；Ca(OH)2相反。在一定温度下，某难溶电解质，Ksp

为定值溶度积常数（Ksp）与溶解度的关系：★溶度积是平衡常数，只与T有关，不受离子浓度变化的影响；溶解度不仅与温度有关，还与离子浓度等电解质溶液的组成因素有关。

【思考1】：向AgCl饱和溶液中加入少量AgNO3固体，AgCl的Ksp和S有何变化？

AgCl(s)⇌Ag＋(aq)+Cl－(aq)

【思考2】已知AgCl的Ksp=1.8×10-10，判定AgCl饱和溶液中c(Ag+)

为学以致用

提升关键能力

√校本P103

化学式

<m></m>

<m></m>

<m></m>

<m></m>

<m></m>

<m></m>

<m></m>

<m></m>

<m></m>

（二）溶度积（Ksp）的应用

AnBm(s)⇌nAm+(aq)+mBn-(aq)Qc=c(Am+)n·c(Bn-)m

其表达式中离子浓度是任意的，为溶液中离子的瞬间实际浓度离子积:Qc

>Ksp

时，溶液过饱和，不断析出沉淀，直至达到平衡；Qc

=Ksp

时，沉淀与饱和溶液的平衡；Qc

<Ksp

时，溶液不饱和，若加入难溶物，则沉淀会溶解直至达到平衡。（1）判断是否有沉淀生成在溶液中，加入AgNO3溶液，下列说法正确的是(AgClKsp=1.8×10-10)（）

A.有AgCl沉淀析出

B.无AgCl沉淀

C.无法确定

D.有沉淀但不是AgCl

√校本P103（2）难溶性碱开始沉淀和完全沉淀时的pH值的计算M(OH)n(s)⇌Mn+(aq)+nOH-

(aq)

Ksp=c(OH-)n×c(Mn+)★开始沉淀：Ksp=c(OH-)n×c(Mn+)初始浓度，

完全沉淀：Ksp=c(OH-)n×c(Mn+)，c(Mn+)=1×10-5（隐含条件）化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp的近似值10－1710－1710－39调节pH为

时，金属阳离子开始沉淀(假定离子的浓度为0.1mol·L－1；调节至pH为

时，金属阳离子刚好完全沉淀。

√校本P104（3）判断沉淀的先后顺序已知Ksp(AgCl)＝×10－10，Ksp(AgBr)＝×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO42-，浓度均为

0.010mol/L，向该溶液中逐滴加入0.010mol/L的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为(

)－、Br－、CrO42-

B.CrO42-、Br－、Cl－－、Cl－、CrO42-－、CrO42-、Cl－牙齿表面由一层硬的组成为Ca5(PO4)3OH的难溶物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：（1）人进食后，口腔中的细菌在分解食物的过程中会产生有机酸，这些有机酸长时间与牙齿表面密切接触，产生的H+使羟基磷灰石溶解Ca5(PO4)3OH（S）⇌

5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)氟化物预防龋齿的化学原理

发酵生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿阅读课本P85页——科学•技术•社会Ca5(PO4)3OH+4H+

=

5Ca2++3HPO42-+H2O试从化学平衡移动的原理来进行解释：牙齿表面由一层硬的组成为Ca5(PO4)3OH的难溶物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH（S）⇌

5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)氟化物预防龋齿的化学原理（2）研究发现，在饮用水、事物和牙膏中添加氟化物，能起到预防龋齿的作用。这是因为氟离子和羟基磷灰石发生反应，生成氟磷灰石。阅读课本P85页——科学•技术•社会Ca5(PO4)3OH（S）+F-

(aq)

⇌

Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)研究证实，氟磷灰石（Ca5(PO4)3F）的溶解度比羟基磷灰石（Ca5(PO4)3OH）更小，而且更能抵抗酸的侵蚀；试从沉淀溶解平衡的角度分析该反应的发生。Ca5(PO4)3OH（S）⇌

5Ca2+(aq)+3PO43-

(aq)+OH-(aq)【结论】难溶电解质的沉淀溶解平衡是动态平衡，我们可以通过改变条件，使平衡向着需要的方向移动----溶液中的离子转化为沉淀，或沉淀转化为溶液中的离子。因此，沉淀溶解平衡在生产、科研和环保等领域具有广泛的应用。Ca5(PO4)3OH（S）+F-

(aq)

⇌

Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)三、沉淀溶解平衡的应用（一）沉淀的生成1、应用：在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。2、方法（1）调节溶液的pH【思考】工业原料氯化铵中常含杂质氯化铁，该如何除去？将含有杂质的氯化铵溶解于水，再加入氨水调节pH，使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去。Fe3+

+3NH3•H2O＝Fe(OH)3↓+3NH4+氢氧化物开始沉淀时的pH值(0.1mol/L)沉淀完全时的pH值(＜10-5mol/L)Fe2+6.958.95Cu2+4.676.67Fe3+1.873.2方法：加入Cu(OH)2或CuO或Cu2(OH)2CO3调节pH：至3~4范围；再将生成的Fe(OH)3沉淀过滤除去。【思考】CuCl2溶液中混有FeCl3，如何除杂？氢氧化物开始沉淀时的pH值(0.1mol/L)沉淀完全时的pH值(＜10-5mol/L)Fe2+6.958.95Cu2+4.676.67Fe3+1.873.2【思考】CuCl2溶液中混有FeCl2，如何除杂？方法：向溶液加入少量的H2O2，使Fe2+氧化成Fe3+，然后再加入Cu(OH)2或CuO或Cu2(OH)2CO3调节pH；至3~4范围；再将生成的Fe(OH)3沉淀过滤除去。【思考】工业废水中常含有Cu2+、Hg2+等重金属离子，该如何除去？以Na2S/H2S作沉淀剂，使废水中的Cu2+、Hg2+生成极难溶的CuS、HgS沉淀而除去。H2S+Cu2+＝CuS↓+2H+S2-

+Hg2+＝HgS↓（2）加沉淀剂教材P82（1）钡盐，因为Ksp(BaSO4)<Ksp(CaSO4),向溶液分别加入等物质的量的钡盐和钙盐，钡盐使溶液中剩余的c(SO42-)较小。（2）增大所用沉淀剂的浓度，有利于反应向沉淀生成的方向进行选择沉淀剂的原则：①要能除去溶液中指定的离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去；②溶液中沉淀物的溶解度越小，离子沉淀越完全；eg:除去SO42-，选择Ba2+比Ca2+好。③要注意沉淀剂的电离程度，如欲使Mg2+沉淀为Mg(OH)2，用NaOH作沉淀剂比用氨水的效果要好。④当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时，生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀；如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。（二）沉淀的溶解1、原理：对于在水中难溶的电解质，只要设法不断地移去平衡体系中相应的离子，使Q<Ksp，平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。【实验3-3】分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、盐酸，根据实验现象，得出结论。【实验3-3】分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、盐酸，根据实验现象，得出结论。滴加试剂蒸馏水盐酸现象固体无明显溶解现象迅速溶解加入盐酸时，H＋中和OH－，使c(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解。（2）Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)+2OH－(aq)P82思考与讨论：（1）Mg(OH)2+2HCl＝MgCl2+H2O（二）沉淀的溶解2、方法（1）酸溶解法：用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。如CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸。CaCO3(s)

CO32-(aq)

+

Ca2+(aq)H+H2CO3H+2HCO3-CO2↑+H2O（2）盐溶液溶解法：eg：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液Mg(OH)2难溶于水，能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为：Mg(OH)2＋2NH4+===Mg2＋＋2NH3·H2O【自我诊断】校本P106

√

×

√

√（5）洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好(

)×

√学以致用

提升关键能力校本P106

阳离子开始沉淀时完全沉淀时

<m></m>

2.73.7

<m></m>

4.46.4

<m></m>

7.69.6

√2.试利用平衡移动原理解释下列事实。

校本P106

2.试利用平衡移动原理解释下列事实。

校本P106

（三）沉淀的转化【实验3-4】步骤1mLNaCl和10滴AgNO3溶液混合向所得固液混合物中滴加10滴KI溶液向新得固液混合物中滴加10滴Na2S溶液现象有白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色黄色沉淀转化为黑色Ag++Cl-=AgCl↓

【实验3-5】实验操作

实验现象【实验3-5】实验操作

实验现象MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl3Mg(OH)2＋2FeCl3=2Fe(OH)3＋3MgCl2有白色沉淀析出白色沉淀转化为红褐色沉淀【思考】试从沉淀溶解平衡得角度分析AgCl沉淀转化为AgI沉淀的原因。I-AgCl(s)⇌Ag++Cl-+AgI(s)AgCl(s)+I-

⇌AgI(s)+Cl-沉淀的转化：包含了沉淀的生成和沉淀的溶解【微观分析】滴加一定浓度的KI时，使得Q(AgI)>Ksp(AgI)，故会生成AgI沉淀；