沉淀溶解平衡課件上課

第四節(jié)沉淀溶解平衡1.什么叫飽和溶液？什么叫不飽和溶液？

一定溫度下,一定量的溶劑里不能再溶解溶質的溶液叫飽和溶液。能繼續(xù)溶解溶質的溶液叫不飽和溶液。2.溶解性是指:_______________________________;

溶解性是物質的_____性質。物質溶解性的大小跟_______________有關。一種物質溶解在另一種物質中的能力。物理溶質、溶劑的性質3.固體物質的溶解度：

物質的溶解性只是粗略地表示物質的溶解能力的強弱,為了精確表示物質的溶解能力,化學上引入了“溶解度”的概念。A.定義：在一定溫度下,某固態(tài)物質在100克溶劑里達到飽和狀態(tài)時所溶解的質量.叫做這種物質在這種溶劑里的溶解度。20℃時,溶解性與溶解度的大小關系溶解性

易溶

可溶

微溶

難溶溶解度>10g1g—10g0.01g—1g<0.01g物質在水中“溶”與“不溶”是相對的，“不溶”是指難溶，沒有絕對不溶的物質B.注意：

①條件：一定溫度②標準：100g溶劑③狀態(tài)：飽和狀態(tài)④單位：g當V(溶解)=V(沉淀)時,得飽和AgCl溶液,建立溶解平衡Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)(二).難溶電解質的溶解平衡:1.概念：

在一定條件下,難溶電解質溶解成離子的速率與溶液中離子重新結合成沉淀的速率相等,溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài),叫沉淀溶解平衡。(一).AgCl溶解平衡的建立：溶解AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)

沉淀[例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減少的是……………..............()A、Na2CO3溶液B、AlCl3溶液C、NaOH溶液D、CaCl2溶液AB2.特征：難、飽、逆、動、等、定、變。3.影響平衡的因素(1)內因：相同條件下，不同的電解質溶解度不同；不同條件下，相同電解質溶解度不同。(2)外因①濃度：加水稀釋，向溶解方向移動②溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動，少數(shù)向生成沉淀方向移動③同離子效應：向平衡體系中加入相同的離子，平衡向生成沉淀的方向移動。4.溶度積常數(shù)(簡稱溶度積)—[科學視野](p65):⑴.溶度積(Ksp):難溶電解質的溶解平衡中,離子濃度冪的乘積。

MmAn(s)

mMn+(aq)＋

nAm-(aq)

⑵.表達式：平衡時：Ksp＝[c(Mn＋)]m.[c(Am-)]n設任意時刻有：Qc＝[c(Mn＋)]m.[c(Am-)]n

當:Qc>

Ksp

過飽和，析出沉淀

Qc＝Ksp

達飽和，平衡狀態(tài)

Qc<

Ksp

未飽和⑶.溶度積規(guī)則:25℃時，Ksp=c(Pb2+).c(I-)2=7.1×10-9注意：書寫溶度積表達式時不考慮固體的濃度一定溫度下，當難溶電解質的化學式所表示的組成中陰陽離子個數(shù)比相同時，Ksp越大的難溶電解質在水中的溶解能力越強Ag2CO3(s)2Ag++CO32-

Ksp=[Ag+]2[CO32-]=8.1×10-12幾種難溶電解質在25℃時的沉淀溶解平衡和溶度積：AgCl(s)Ag++Cl-

Ksp=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10AgBr(s)Ag++Br-

Ksp=[Ag+][Br-]=5.0×10-13AgI(s)Ag++I-Ksp=[Ag+][I-]=8.3×10-17（4）Ksp的意義：反映了難溶電解質在水中的溶解能力AgCl、AgBr、AgI三種飽和溶液中[Ag+]由大到小的順序為：AgCl>AgBr>AgI如何計算？溶解能力:AgCl>AgBr>AgIKsp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)（5）Ksp的影響因素難溶電解質本身的性質和溫度(三)沉淀反應的應用1.沉淀的生成方法(1)調節(jié)pH值法NH4Cl(FeCl3)(2)加入沉淀劑：金屬越不活潑，金屬硫化物越難溶SAgCl>SAg2S如果誤將可溶性鋇鹽（如BaCl2、Ba(NO3)2等）當作食鹽或純堿食用，會造成鋇中毒。中毒患者應盡快用5%的Na2SO4溶液洗胃，隨后導瀉使鋇鹽盡快排出，即可化險為夷。請用沉淀溶解平衡原理解釋其中的原因。SO42-濃度增大，Q﹥Ksp平衡向沉淀方向移動Ba2+濃度降低到安全濃度標準以下，從而解毒(3)同離子效應BaSO4(s)Ba2++SO42-Ba2+濃度增大平衡向溶解方向移動

+2H+

CO2+H2OCO32-濃度減小Q<Ksp2.沉淀的溶解BaCO3(s)

Ba2++CO32-

(1)酸溶解法：(2)堿溶解法

Al3+(aq)+3OH-(aq)Al(OH)3(s)H+(aq)+AlO2-(aq)+H2O(aq)+OH-+H+(3)鹽溶解法Mg(OH)2(S)Mg2+(aq)+2OH-(aq)+NH4ClNH3?H2O向盛有2mL0.1mol/LZnSO4溶液的試管中加入幾滴Na2S(1mol/L)溶液，再向其中滴加0.1mol/L

CuSO4溶液，觀察沉淀顏色的變化。物質ZnSCuSKsp1.6×10-241.3×10-36沉淀顏色白色黑色

ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)

+Cu2+(aq)CuS(s)

平衡向溶解方向移動總反應：ZnS(s)+Cu2+(aq)=

CuS(s)+Zn2+(aq)3.沉淀的轉化Q(CuS）>Ksp(CuS)，S2-與Cu2+結合產(chǎn)生CuS沉淀平衡向沉淀移動Q(ZnS）<Ksp(ZnS),ZnS溶解沉淀轉化的實質：沉淀溶解平衡的移動，一般來說，溶解度小的沉淀轉化為溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)；對于組成類型相同的電解質，Ksp大的沉淀容易轉化為Ksp小的沉淀。沉淀轉化的條件：難溶電解質生成更難溶的電解質

利用沉淀轉化原理，在工業(yè)廢水的處理過程中，常用FeS(s)、MnS(s)等難溶物作為沉淀劑除去廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。Ksp(FeS)=6.3×10-18Ksp(CuS)=1.3×10-36Ksp(HgS)=6.4×10-53Ksp(PbS)=3.4×10-28練習：寫出FeS(s)與廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反應離子方程式。

FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+(aq)齲齒的形成Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)Ksp=6.8×10-37mol9?L-9

牙齒表面覆蓋的牙釉質是人體中最堅硬的部分，起著保護牙齒的作用，其主要成分是羥基磷酸鈣[Ca5(PO4)3OH]，它在唾液中存在下列平衡：

殘留在牙齒上的糖發(fā)酵產(chǎn)生有機酸，牙齒就會受到腐蝕，為什么?生成的有機酸能中和OH-，使OH-濃度降低，上述平衡向右移動，羥基磷酸鈣溶解，即牙釉質被破壞，引起齲齒。牙齒的保護

已知Ca5(PO4)3F（s）比Ca5(PO4)3OH(s)質地更堅固、更耐酸腐蝕。請用沉淀溶解平衡知識解釋使用含氟牙膏能防止齲齒的原因。由于Ksp[Ca5(PO4)3F]﹤Ksp[Ca5(PO4)3OH],即前者更難溶，使用含氟牙膏能生成更堅固的氟磷酸鈣[Ca5(PO4)3F]覆蓋在牙齒表面，抵抗Ｈ+的侵襲，從而防止齲齒。Ksp=2.8×10-61mol9?L-9Ca5(PO4)3F(s)

5Ca2+(aq)

+3PO43-(aq)

+F-(aq)Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)Ksp=6.8×10-37mol9?L-9小結沉淀溶解平衡溶度積沉淀溶解平衡的應用1.沉淀的溶解與生成2.沉淀的轉化有關Ksp的計算化學資料共享群：279428871CaCO3(S)Ca2+(aq)+CO32-(aq)1.已知Ksp，求S2.已知S,求Ksp3.已知C(Ca2+),求S例:(1)已知25℃，硫酸鋇的Ksp=1.1×10-10,求溶解度(2)已知某溫度時，Ag2CrO4的S=0.00445g，求Ksp。（1）離子濃度的計算例1、已知某溫度下KspMg(OH)2=1.8×10-11,求其飽和溶液的pH。例2、已知某溫度下Ksp(CaF2)=5.3×10-9(

mol/L)3,在F-的濃度為3.0mol/L的溶液中Ca2+可能的最高濃度是多少？（2）沉淀的判斷例4、已知某溫度下，Ksp(CaF2)=1.46×10-10,Ka(HF)=3.6×10-4,現(xiàn)向1L0.2mol/LHF溶液中加入1L0.2mol/LCaCl2溶液，問是否有沉淀產(chǎn)生。注意：當有弱電解質存在時，兩溶液混合電離平衡會發(fā)生移動，離子濃度計算時應按稀釋后溶液濃度。（3）混合溶液沉淀順序的判斷例5、某溫度下在0.1mol/LKCl和0.1mol/LK2CrO4混合溶液中，逐滴滴加AgNO3溶液，問AgCl和Ag2CrO4兩種難溶電解質，哪個最先沉淀？Ksp(AgCl)=1.8×10-10Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12（4）混合溶液離子沉淀分離的判斷例6、試通過計算分析，常溫下能否通過加堿的方法將濃度為0.10mol/L的Fe3+和Mg2+完全分離。Ksp(Mg(OH)2)=1.8×10-11Ksp(Fe(OH)3)=4.0×10-38注意：離子完全沉淀的濃度為1×10-5mol/L討論總結：對于平衡AgCl（S）Ag+(aq)+Cl-(aq)

若改變條件，對其有何影響改變條件平衡移動方向C（Ag+）C（Cl-）升溫加水加AgCl（s）加NaCl（s）加NaI（s）加AgNO3(s)→↑

↑→

不變不變不移動不變不變←↓↑→

↓

↑←

↑

↓溶洞中美麗的石筍、鐘乳石和石柱是大自然創(chuàng)造的奇跡。石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣與水及二氧化碳反應能轉化為微溶性的碳酸氫鈣。溶有碳酸氫鈣的水從溶洞頂向溶洞底滴落時，水分蒸發(fā)，二氧化碳壓強減小以及溫度的變化都會使二氧化碳溶解度減小而析出碳酸鈣沉淀。這些沉淀經(jīng)過千百萬年的積聚，漸漸形成了鐘乳石、石筍等。化學與自然珊瑚蟲是海洋中的一種腔腸動物，可從周圍的海水中獲取Ca2＋和HCO3-，經(jīng)反應形成石灰石外殼。珊瑚周圍的藻類植物的生長會促進碳酸鈣的產(chǎn)生，對珊瑚的形成貢獻巨大。人口增長、人類大規(guī)?？撤ド帧⑷紵汉推渌瘜W燃料等因素導致空氣中二氧化碳增多，使海水中二氧化碳濃度增大，干擾珊瑚的生長，甚至造成珊瑚蟲的死亡。美麗的珊瑚礁

牙齒表面由一層硬的、組成為Ca5(PO4)3OH的物質保護著，它在唾液中存在下列平衡：

Ca5(PO4)3OH（s）5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)進食后，細菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機酸，這時牙齒就會受到腐蝕，其原因是

。

已知牙齒表面有一層堅硬的牙釉質羥基磷酸鈣[Ca5(PO4)3(OH)]，它對牙齒起到保護作用。使用含氟牙膏能生成更難溶且耐酸的氟磷酸鈣[Ca5(PO4)3F]覆蓋在牙齒表面，抵抗Ｈ+的侵襲

。已知Ca5(PO4)3F（s）的溶解度比上面的礦化產(chǎn)物更小、質地更堅固。用離子方程表示當牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原因：難溶物Ksp表達式AgClAgBrAgIMg(OH)2Cu(OH)2Ksp=[Ag+][Cl-]Ksp=[Ag+][Br-]Ksp=[Ag+][I-]Ksp=[Mg2+][OH-]2Ksp=[Cu2+][OH-]2Ksp值（25℃）溶解度（g）1.8×10-10mol2L-21.8×10-45.0×10-13

mol2L-28.4×10-68.3×10-17

mol2L-22.1×10-75.6×10-12

mol3L-36.5×10-32.2×10-20

mol3L-3

1.7×10-5試一試

寫出下列難溶物的溶度積表達式

Ksp反映了難溶電解質在水中的溶解能力.一定的溫度下，相同類型的難溶電解質的Ksp越小，溶解度越小，越難溶

ZnS(s)Zn2+(aq)+

S2-(aq)

+2H+(aq)H2S↑

平衡向溶解方向移動S2-濃度減小Q<Ksp練習：BaSO4、Fe(OH)3的溶度積表達式。

Ksp[BaSO4]=c(Ba2+).c(SO42-)單位：mol2L-2

Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+).c(OH-)3

單位：mol4L-4例.25℃下，在1.00L、0.030mol/LAgNO3溶液中加入0.50L、0.060mol/L的BaCl2溶液，能否生成AgCl沉淀？[Ksp(AgCl)=1.80×10-10]解析：兩溶液混合后離子被稀釋c(Ag+)=0.030mol/L×1.00L1.00L+0.50L=0.020mol/Lc(Cl-)=0.060mol/L×0.50L×21.00L+0.50L=0.040mol/L離子積Qc=c(Ag+)·c(Cl-)=0.020mol/L×0.040mol/L=8.0×10-4(mol/L)2所以有：Qc＞Ksp，則有AgCl沉淀生成。Ksp的求算：[例].25℃時,Ksp(PbI2)=7.1×10-9mol3l-3求PbI2的飽和溶液中的c(Pb2+)和c(I-).[解析]：PbI2Pb2++2I-濃度關系：X2X溶解的PbI2

的濃度為：1.2×10-3moll-1

Ksp=c(Pb2+).c(I-)2=c(Pb2+)×22.c(Pb2+)2

4X3=7.1×10-9mol3l-3c(Pb2+)=1.2×10-3moll-1;c(I-)=2c(Pb2+)=2.4×10-3moll-1Ka或KbKsp

影響因素物質本身性質和溫度意義弱電解質的電離能力注：①一般情況,溫度越高,Ksp越大。

②對于陰陽離子個數(shù)比相同

(即:相同類型)的難溶電解質,Ksp越小,溶解度越小,越難溶。

與弱電解質的電離平衡常數(shù)做對比Ksp的意義和影響因素物質本身性質和溫度等難溶物在水中的溶解能力

幾種難溶電解質在25℃時的溶解平衡和溶度積：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-

(aq)

Ksp=c(Ag+)c(Cl-)=1.8×10-10mol2L-2

AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)

Ksp=c(Ag+)c(Br-)=5.0×10-13mol2L-2

AgI(s)Ag+(aq)+I-

(aq)

Ksp=c(Ag+)c(Br-)=8.3×10-17mol2L-2

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)

+2OH-

(aq)

Ksp=c(Mg2+)c(OH-)2=5.6×10-12mol3L-3溶解能力大小有：AgCl>AgBr>AgI問:AgCl、Mg(OH)2哪個更難溶?能由Ksp直接判斷嗎?

常溫下AgCl、Mg(OH)2哪個更難溶？[解析]：對AgCl有：

Ksp(AgCl)=c(Ag+).c(Cl-)=c(Ag+)2=1.8×10-10mol2l-2

c(Ag+)=1.34×10-5moll-1

即AgCl的溶解濃度為：1.34×10-5moll-1

對Mg(OH)2有：Ksp[Mg(OH)2]=