《沉淀溶解平衡(第一课时)》课件

《沉淀溶解平衡（第一课时）》电子医用金属饰品【资料】

白鲢鲤鱼蝌蚪48小时约3.0×10-7

mol/L约1.7×10-7mol/L约1.0×10-7mol/L银离子对几种水生动物的半致死浓度现用1mL0.010mol/LAgNO3溶液模拟工业废水，某同学提出可以加入1mL0.012mol/L的NaCl溶液，充分反应，完全沉淀其中的Ag+。这种方法是否合理？说明理由。任务一1mL

0.012mol/L

NaCl溶液1mL

0.010mol/L

AgNO3溶液Cl-+

Ag+

AgCl↓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【看一看】观察教科书77页的表3-3几种电解质的溶解度（20

℃），思考生成AgCl沉淀的离子反应完成后，溶液中是否还有Ag+？

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【看一看】观察教科书77页的表3-3几种电解质的溶解度（20

℃），思考生成AgCl沉淀的离子反应完成后，溶液中是否还有Ag+？

【分析】10g1g0.01g易溶可溶微溶难溶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。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+-

Ag+

Cl-

H2O沉淀AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)【小结】当AgNO3溶液和NaCl溶液反应：反应起始：充分反应后：υ(沉淀)＞

υ(溶解)沉淀增多υ(沉淀)

＝

υ(溶解)沉淀不再增多达到沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)沉淀溶解平衡：注意：①可逆号表示沉淀、溶解同时进行②物质状态：固体(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【试一试】请写出BaSO4、CaCO3、AgI、Ag2S的沉淀溶解平衡表达式。

元素守恒、电荷守恒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【试一试】请写出BaSO4、CaCO3、AgI、Ag2S的沉淀溶解平衡表达式。

上述1mL

0.012mol/L的NaCl溶液与1mL

0.010mol/LAgNO3溶液充分反应后，溶液中剩余Ag+的浓度是多少？涉及化学平衡的计算常需要哪些数据？任务二难溶电解质的沉淀溶解平衡的平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，符号为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）难溶电解质的沉淀溶解平衡的平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp。【想一想】查阅教科书122页常见难溶电解质的溶度积常数（25

℃），你发现了什么？能提出几个关于溶度积的问题吗？化学式Ksp化学式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常见难溶电解质的溶度积常数（25

℃）

难溶微溶关于溶度积（Ksp）几点说明：

①Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。

Ksp越小，越难溶。常见难溶电解质的溶度积常数（25

℃）

化学式Ksp化学式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关于溶度积（Ksp）几点说明：

①Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。

Ksp越小，越难溶。②Ksp与温度有关。其它条件一定时，一般温度越高，Ksp越大。③根据某温度下溶度积Ksp与溶液中离子积Q

的相对大小，可以判断难溶电解质的沉淀或溶解情况。

Q＞Ksp，溶液中有沉淀析出；

Q

＝

Ksp，沉淀与溶解处于平衡状态；

Q

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

c(Ag+)·c(Cl-)关于溶度积（Ksp）几点说明：【分析】

1mL

0.012mol/LNaCl溶液与1mL

0.010mol/LAgNO3溶液充分反应后剩余Ag+的浓度为（忽略溶液体积变化）：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根据：Ksp＝

c(Ag+)·c(Cl-)＝1.8×10-10

国家各行业污染物排放标准中，规定了不同的Ag+排放标准，例如有些行业规定不能超过约1×10-7

mol/L。一般情况，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5mol/L时，化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了。根据本节课所学内容，请思考如何使沉淀反应完成后，溶液中的Ag+浓度能够尽量小？你能想出几种办法？【看一看】查阅教科书122页常见难溶电解质的溶度积常数（25

℃），能否给你一些启示呢？任务三【分析】根据

Ksp＝

c(Ag+)·c(Cl-)①保持Ksp不变，使c(Cl-)变大。

可以增大加入的NaCl溶液的浓度。

可以降低反应温度，使AgCl的Ksp数值变小。②保持c(Cl-)不变，使Ksp变小。

化学式Ksp化学式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常见难溶电解质的溶度积常数（25

℃）

③选择生成Ksp更小的物质。可以用含硫化合物沉淀Ag+。（Ag2S的Ksp为6.3×10-50）【分析】根据

Ksp＝

c(Ag+)·c(Cl-)①保持Ksp不变，使c(Cl-)变大。

可以增大加入的NaCl溶液的浓度。

可以降低反应温度，使AgCl的Ksp数值变小。②保持c(Cl-)不变，使Ksp变小。

【算一算】

用Na2S溶液沉淀AgNO3溶液中的Ag+，充分反应后，测得剩余溶液中的S2-

的浓度为1.0×10-4

mol/L，此时剩余溶液中Ag+的浓度为多少？（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+)≈借助计算器可以计算：1.0×10-42.5×10-23

mol/L答：此时剩余溶液中的Ag+的浓度为2.5×10-23

mol/L。常见难溶电解质的溶度积常数（25

℃）

用SO

沉淀Ag+，如果反应后剩余溶液中的SO

浓度是0.1

mol/L，经计算，剩余溶液中Ag+的浓度约为0.01

mol/L。达不到沉淀完全的标准。2−42−4微溶化学式KspAgCl1.8×10-10AgBr5.4×10-13AgI8.5×10-17Ag2S6.3×10-50Ag2SO41.2×10-5化学式Ksp化学式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在工业废水处理过程中，以Na2S作沉淀剂，使废水中的某些金属离子如Cu2+、Hg2+等，成极难溶的CuS、HgS等沉淀而除去，是分离、除去杂质常用的方法。常见难溶电解质的溶度积常数（25

℃）

用Cl-用S2-原料易得沉淀Ag+的选择性好引入过量的Cl-……沉淀更完全能同时沉淀多种金属离子引入过量的S2-

……【想一想】

用Cl-、S2-除去水中Ag+，各有什么优缺点？除了沉淀法，除去废水中Ag+的方法还有：电解法、离子交换法、吸附法、膜分离法……实际处理废水时，是根据废水的成分、离子浓度、排放标准、工艺时长、能源消耗、成本等选择合适的方法，或者联合使用多种方法。工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，将含杂质的氯化铵溶解于水，再加入氨水调节pH，可使Fe3+生成Fe(OH)3

沉淀而除去。请运用所学知识分析加氨水的优点有哪些？若使Fe3+沉淀完全需要调节溶液的pH至少为多少？学以致用除去氯化铵中的氯化铁，可以将Fe3+转化为沉淀，与氯化铵溶液分离。查阅教科书122页表格，25

℃难溶电解质Fe(OH)3

的Ksp

＝

2.8×10-39。需要选择使溶液中OH-浓度增大的试剂。【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】沉淀除杂原则：选择生成Ksp

尽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-)根据当溶液中Fe3+的浓度为1×10-5

mol/L时：＝Ksp2.8×10-39c(Fe3+)＝2.8×10-341.0×10-5c3(OH-)＝c(OH-)＝pH≈2.8调节溶液的pH＞2.8，可认为完全沉淀了Fe3+。工业处理含Cu2+、Fe3+等的混合溶液时，常利用不同金属离子生成氢氧化物所需的pH不同，来分离金属离子。Cu2+

Fe3+

Cu2+

Fe(OH)3

调节pH约为4.0化学式KspCu(OH)22.2×10-20Fe(OH)32.8×10-391任务一3任务三2任务二用1

mL

0.012

mol/L

NaCl溶液与1

mL

0.010

mol/L

AgNO3溶液充分反应，可以完全沉淀其中的Ag+吗？上述溶液充分反应后剩余Ag+的浓度是多少？如何使沉淀反应后溶液中Ag+的浓度尽量小？【学以致用】总结难溶电解质沉淀反应视角平衡视角沉淀溶解平衡溶解表达Ksp

应用沉淀生成？总结难溶电解质沉淀反应视角平衡视角沉淀溶解平衡溶解任务一沉淀溶解平衡及其影响因素[问题探究]1.常温下,分别将AgCl溶于水和0.1mol·L-1的NaCl溶液中,其溶解度相同吗?为什么?答案

不相同。在NaCl溶液中,Cl-的存在会使平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)逆向移动,AgCl溶解度减小。2.同一难溶物,其电离方程式和沉淀溶解平衡的方程式有哪些不同?(以BaSO4为例)[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电解质的电离过程。如:(1)沉淀溶解平衡与电离平衡的比较①从物质类别方面看a.难溶电解质:可以是强电解质也可以是弱电解质。b.难电离物质:只能是弱电解质。②从变化的过程看a.沉淀溶解平衡:已溶解溶质与未溶解溶质之间形成的沉淀与溶解的平衡状态。b.电离平衡:溶解的弱电解质分子与离子之间的转化达到的平衡状态。③沉淀溶解平衡与难溶电解质电离的比较a.平衡状态沉淀溶解平衡指已溶溶质的离子与未溶溶质之间的平衡;难溶电解质中:可能存在电离平衡,如Al(OH)3,可能不存在电离平衡,如BaSO4。b.表示方法

(2)影响沉淀溶解平衡的因素①内因:电解质本身的性质。②外因:a.温度:温度升高,多数沉淀溶解平衡向溶解的方向移动;b.稀释:向溶解方向移动;c.同离子效应:加入相同离子,向生成沉淀的方向移动。[素能应用]典例1现向含AgBr的饱和溶液中:(1)加入固体AgNO3,则c(Ag+)

(填“变大”“变小”或“不变”,下同);

(2)加入更多的AgBr固体,则c(Ag+)

;

(3)加入AgCl固体,则c(Br-)

,c(Ag+)

;

(4)加入Na2S固体,则c(Br-)

,c(Ag+)

。

答案

(1)变大(2)不变(3)变小变大(4)变大变小解析

(1)向AgBr饱和溶液中加入AgNO3,AgBr沉淀溶解平衡逆向移动,但c(Ag+)变大。(2)加入AgBr固体,对溶解平衡无影响,c(Ag+)不变。(3)因AgCl溶解度大于AgBr,加入AgCl固体时,c(Ag+)变大,溶解平衡向左移动,c(Br-)变小。(4)因Ag2S溶解度小于AgBr,加入Na2S固体时,生成Ag2S,AgBr沉淀溶解平衡向右移动,c(Br-)变大,但c(Ag+)变小。变式训练1将足量AgCl分别放入:①5mL水,②10mL0.2mol·L-1的MgCl2溶液,③20mL0.5mol·L-1的NaCl溶液,④40mL0.1mol·L-1的盐酸中溶解至溶液饱和,各溶液中Ag+的浓度分别为a、b、c、d,它们由大到小的排列顺序是

。

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),所以氯离子浓度越大,Ag+的浓度就越小。②③④中氯离子的浓度分别是0.4

mol·L-1、0.5

mol·L-1、0.1

mol·L-1,所以各溶液中Ag+浓度的大小顺序是a>d>b>c。任务二沉淀溶解平衡的应用[问题探究]1.除去溶液中的,选择加入钙盐还是钡盐?为什么?答案

加入钡盐;因为BaSO4的溶解度更小,沉淀更完全。2.根据你现有的知识,你认为判断沉淀能否生成可从哪方面考虑?对于要除去的离子能否通过沉淀反应全部除去?请说明原因。答案

从溶解度方面可判断沉淀能否生成;对于要除去的离子不能通过沉淀完全除去,因为不溶是相对的,沉淀物在溶液中存在溶解平衡。[深化拓展]沉淀溶解平衡应用中的一些问题生成难溶电解质而形成沉淀,是工业生产、环保工程和科学研究中除杂质或提纯物质的重要方法之一。(1)沉淀剂的选择:要求除去溶液中的某种离子,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)在遇到含有多种弱碱阳离子的混合溶液中离子分离及除杂时,往往通过改变溶液的酸碱性使离子分别沉淀而除去,过程中要注意控制形成沉淀的pH。(3)利用生成沉淀分离或除去某种离子,首先要使生成沉淀的反应能够发生;其次沉淀生成的反应进行得越完全越好。[素能应用]典例2(1)已知在T

℃时,Ksp[Mg(OH)2]=3.2×10-11,假设饱和Mg(OH)2溶液的密度为1g·mL-1,试求Mg(OH)2的溶解度为

g。

(2)在T

℃时,向0.02mol·L-1的MgCl2溶液中加入NaOH固体,如要生成Mg(OH)2沉淀,应使溶液中的c(OH-)最小为

mol·L-1。

(3)T

℃时,向浓度均为0