难溶电解质的沉淀溶解平衡-高二化学教学课件（人教版选择性必修1）

第一章化学反应的热效应第三章水溶液中的离子反应与平衡第四节沉淀溶解平衡本节重点沉淀溶解平衡和溶度积常数第1课时

难溶电解质的沉淀溶解平衡化学式溶解度/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

思考与讨论在初中化学中，我们曾根据物质溶解度的大小，将物质分为易溶物、可溶物、微溶物和难溶物。例如，AgCl、BaSO4、Fe(OH)3等都属于难溶物。根据表3-3所提供的溶解度数据，以及你对化学反应限度、化学平衡原理的认识，讨论以下问题：(1)通常我们所说的难溶物在水中是否完全不能溶解？(2)生成AgCl沉淀的离子反应完成后，溶液中是否还有Ag+和Cl-?AgNO3BaCl2Ba(OH)2Ag2SO4Ca(OH)2CaSO4AgClAgBrAg2SBaSO4Mg(OH)2Fe(OH)3

习惯上将溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质。尽管难溶电解质的溶解度很小，但在水中并不是绝对不溶。10g1g0.01g易溶可溶微溶难溶化学式溶解度/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)33×10-9AgNO3BaCl2Ba(OH)2Ag2SO4Ca(OH)2CaSO4AgClAgBrAg2SBaSO4Mg(OH)2Fe(OH)310g1g0.01g易溶可溶微溶难溶化学式溶解度/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生成AgCl沉淀后，有三种粒子在反应体系中共存：AgCl(s)、Ag+(aq)、Cl-(aq)即使过量的NaCl也无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：1.概念：在一定温度下，当难溶电解质溶解和沉淀的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，溶液中各离子的浓度保持不变，这种平衡称为沉淀溶解平衡。2.特征：逆、等、动、定、变3.

沉淀溶解平衡表达式AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

溶解沉淀沉淀溶解平衡虽然也用电离方程式表示，但①须标明状态(s)、(aq)，②一律用“”。Al(OH)3(s)Al3＋(aq)＋3OH－(aq)

(沉淀溶解平衡)Al(OH)3Al3＋＋3OH－

(电离平衡)主题1:难溶电解质的溶解平衡4、难溶电解质的溶解平衡和电解质的电离平衡的区别（1）从变化过程看：①沉淀溶解平衡表示已溶溶质的离子与未溶溶质之间的平衡关系，是可逆过程，包含了沉淀的溶解和溶解后电解质的电离两个过程。如，BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO42－(aq)，包含了：BaSO4(s)BaSO4(aq)和BaSO4=Ba2＋＋SO42－两个过程。②难溶电解质的电离仅仅是沉淀溶解平衡的后一个过程。总过程沉淀溶解平衡(可逆)分过程沉淀的溶解(可逆)电解质的电离(可逆或不可逆)主题1:难溶电解质的溶解平衡（2）从物质类别看：①难溶电解质可以是强电解质也可以是弱电解质。如：BaSO4是强电解质，而Al(OH)3是弱电解，②难电离物质只能是弱电解质。（3）表示方法不同：沉淀溶解平衡也用电离方程式表示，但①须标明状态(s)、(aq)，②一律用“”。Al(OH)3(s)Al3＋(aq)＋3OH－(aq)

(沉淀溶解平衡)Al(OH)3Al3＋＋3OH－

(电离平衡)主题1:难溶电解质的溶解平衡课堂检测请写出下列物质溶解平衡方程式。

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：必须标明物质状态和可逆符号5、沉淀溶解平衡的影响因素1、内因：电解质本身的性质

在电解质的溶液中，不管是易溶（如NaCl)的，微溶的，难溶的电解质都存在着溶解平衡。只要是饱和溶液都存在溶解平衡。思考：预测影响难溶物的溶解平衡的外因有哪些？4.沉淀完全的判断化学上通常认为，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10－5mol·L－1时，已沉淀完全。主题1:难溶电解质的溶解平衡已知沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，请分析当改变下列条件时，对该沉淀溶解平衡的影响，填写下表条件改变移动方向C(Mg2＋)C(OH－）升温加水（有固体剩余）加Mg(OH)2(s)加MgCl2(s)加NaOH(s)加盐酸——化学平衡移动的规律符合勒夏特列原理

正向

增大

增大

正向

不变不变

不移动

不变不变

逆向

增大

减小

逆向

减小

增大

正向

增大

减小

主题1:难溶电解质的溶解平衡2、外因——符合“勒夏特列原理”①温度：一般来说，温度越高，固体物质的溶解度越大；极少数固体物质的溶解度随温度的升高而减小，如Ca(OH)2。②同离子效应：加入与电解质电离的离子相同的可溶性盐，平衡向生成沉淀的方向移动，溶解度减小。③外加其他物质（与电解质电离的离子反应），平衡向沉淀溶解的方向移动，溶解度增大。主题1:难溶电解质的溶解平衡课堂检测1、氯化银在水中存在溶解平衡：AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)。在相同温度下，将足量氯化银分别放人相同体积的下列溶液中，Ag+的浓度最小的是()A.0.1mol/L盐酸B.蒸馏水C.0.1mol/LAlCl3溶液D.0.1mol/LMgCl2溶液C2、在一定温度下，Mg(OH)2固体在水溶液中达到沉淀溶解平衡Mg(OH)2(s)⇌Mg2+(aq)

+2OH-(aq)

，要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2+)不变，可采取的措施是(

)A.加MgSO4固体B.加盐酸C.加NaOH固体

D.加水D课堂检测3、将足量的AgCl分别放入下列物质中：①10mL蒸馏水；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顺序为

。①＞②＞③＞④1.定义：在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之积为一常数，叫做溶度积常数.简称溶度积.用Ksp表示。2.表达式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固体纯物质一般不列入平衡常数主题2:溶度积常数

课堂检测写出下列难溶物的沉淀溶解平衡方程式和溶度积表达式。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的影响因素:溶度积Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质(内因)和温度有关，与沉淀的量和离子浓度无关。温度一定,Ksp是常数；其它条件一定时，T↑，Ksp↑,

但[Ca(OH)2

相反]

绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程,升高温度,向溶解方向移动，Ksp增大。

少数难溶电解质的溶解是放热过程,升高温度，向生成沉淀的方向移动，Ksp减小,如Ca(OH)2。主题2:溶度积常数

4、Ksp的意义：反映了难溶电解质在水中的溶解能力

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主题2:溶度积常数

4、Ksp的意义：反映了难溶电解质在水中的溶解能力

化学式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)对于同类型(阴、阳离子个数比相同)的难溶电解质来说:Ksp越大，溶解度越大，越易溶；Ksp越小，溶解度越小，越难溶溶度积：Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)溶解度：S(AgCl)>S(AgBr)>S(AgI)主题2:溶度积常数

4、Ksp的意义：反映了难溶电解质在水中的溶解能力

化学式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)不同类型(阴、阳离子个数比不同)的难溶电解质①若溶解度相差极大，则符合上述(1)规律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，越难溶②若溶解度相差较小，不能直接通过Ksp的大小判断溶解度大小，要通过Ksp计算出离子浓度来比较。主题2:溶度积常数

溶度积：Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2CrO4)溶解度：S(Ag2CrO4)>S(AgCl)5、Ksp的应用

(1)已知Ksp，求离子浓度

【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。则上述难溶盐的饱和溶液中，Ag+浓度大小顺序：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主题2:溶度积常数5、Ksp的应用

(2)判断沉淀是否生成AmBn(s)⇌mAn+(aq)+nBm-(aq)（溶度积规则）：任意某一时刻：离子积

Qc=cm(An+)·cn(Bm-)达到平衡状态时：溶度积

Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)若Qc>

Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出；若Qc=Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；若Qc<Ksp，溶液不饱和，无沉淀析出；【例】将4×10-3mol·L-1的AgNO3溶液与4×10-3mol·L-1的NaCl溶液等体积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沉淀析出主题2:溶度积常数

5、Ksp的应用

(3)判断溶液中离子能否沉淀完全【例】在1L含0.001mol/LSO42-的溶液中，注入等体积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沉淀完全主题1:溶度积常数

5、Ksp的应用

(4)判断沉淀析出的顺序：【例】已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12，向浓度均为0.01mol/L的Cl-和CrO42-的混合液中滴加AgNO3溶液，Cl-和CrO42-谁优先沉淀？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沉淀时需要的离子浓度小，AgCl先沉淀。当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀时所需该试剂离子浓度越小的越先沉淀。（溶解度小的先沉淀）同类型：Ksp越小越先沉淀主题2:溶度积常数

5、Ksp的应用

(5)计算某离子开始沉淀的pH值【例】实验测得某水样中的铁离子的浓度为2.6×10-6mol/L若要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的pH值至少要控制在多少以上？[已知Fe(OH)3的Ksp为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以上才能使水中的铁离子转化为沉淀。注意：若要计算使某个离子沉淀完全时的pH值，则该离子浓度要取1×10-5mol/L代入Ksp计算。

由此可见:①氢氧化物沉淀不一定在碱性环境；②不同氢氧化物的Ksp值不同，沉淀的pH值也不同，因此可通过控制pH值分离金属离子。主题2:溶度积常数

5、Ksp的应用

(6)以AgCl、Ag2CrO4为例,计算溶解度(g/L)已知某温度下，Ksp(AgCl)=1.56×10-10，Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12试分别计算溶解度(g/L)。解：设平衡时AgCl、Ag2CrO4的浓度分别为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的溶解度为：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的溶解度为：1.31×10-4mol/L×432g/mol=5.66×10-2g/L主题2:溶度积常数

6、Ksp曲线图分析

(1)离子浓度坐标曲线图Ksp=c（Ag+）·c（Cl-）特点：①曲线上C点为平衡点：Qc=Ksp②曲线外A点：Qc＞Ksp，过饱和，生成沉淀(加水)③曲线内B点：Qc＜Ksp，未饱和，沉淀溶解(恒温蒸发)④多条曲线表示：不同温度同一物质的Ksp;同一温度不同物质的Ksp主题2:溶度积常数

6、Ksp曲线图分析

(2)离子浓度负对数直线图 pKsp=p{（Ag+）·（Cl-

）} p（Ag+）=-lg（Ag+

） p（Cl-）=-lg（Cl-

） pKsp=p（Ag+）+p（Cl-

）特点：①线上C点：c（Ag+）=c（Cl-）②线外A点：不饱和，Qc＜Ksp③线内B点：Qc＞Ksp，过饱和主题1:溶度积常数

6、Ksp曲线图分析

1.明确图像中纵轴、横轴的含义纵轴、横轴通常是难溶电解质溶解后电离出的离子浓度。2.理解图像中线上点线外点的含义3.抓住Ksp的特点，结合选项分析判断(1)溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况：①原溶液不饱和时，离子浓度都增大；②原溶液饱和时，离子浓度都不变。(2)溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。主题2:溶度积常数

(1)明确图像中纵轴、横轴的含义纵轴、横轴通常是难溶电解质溶解后电离出的离子浓度。沉淀溶解平衡图像类题的解题步骤②曲线上方区域的点均表示过饱和溶液，此时Q>Ksp③曲线下方区域的点均表示不饱和溶液，此时Q<Ksp(2)理解图像中线上点线外点的含义①以AgCl为例，在该沉淀溶解平衡图像中，曲线上任意一点都表示达到了沉淀溶解平衡状态，此时，Q=Ksp。在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度都只能在曲线上变化，不会出现在