第3章第3節(jié) 沉淀溶解平衡【考點(diǎn)精研+知識(shí)架構(gòu)+提分專練】高二上學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）選擇性必修1

第3節(jié)沉淀溶解平衡第3章物質(zhì)在水溶液中的行為(難溶電解質(zhì)的溶解平衡)沉淀溶解平衡探究一：討論1、在NaCl的水溶液中，再加入固體溶質(zhì)，固體有沒有溶解過程？討論2、NaCl能不能和鹽酸反應(yīng)？實(shí)驗(yàn)：在飽和NaCl溶液中加入濃鹽酸現(xiàn)象：大量白色沉淀產(chǎn)生現(xiàn)象？NaCl（S）

Na+(aq)

+Cl-(aq)

加入濃鹽酸思考:你認(rèn)為白色沉淀是什么物質(zhì)呢？產(chǎn)生白色沉淀的原因是什么？溶液中存在：Na+Cl-H+OH-

可溶的電解質(zhì)溶液中存在溶解平衡，難溶的電解質(zhì)在水中是否也存在溶解平衡呢？實(shí)驗(yàn)探究二實(shí)驗(yàn)步驟：在上層清液中滴加KI溶液后，出現(xiàn)黃色沉淀。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：結(jié)論解釋：1滴管PbI2溶液靜置，待上層液體變澄清幾滴同濃度KI溶液PbI2(s)Pb2＋(aq)+2I－(aq)

PbI2說明上層清液中有Pb2＋

溶解PbI2(s)

Pb2＋(aq)+2I-(aq)

沉淀

Pb2+l-PbI2在水中溶解平衡盡管PbI2固體難溶于水，但仍有部分Pb2＋和I-離開固體表面進(jìn)入溶液，同時(shí)進(jìn)入溶液的Pb2＋和

I-又會(huì)在固體表面沉淀下來，當(dāng)這兩個(gè)過程速率相等時(shí)Pb2＋和

I-的沉淀與PbI2固體的溶解達(dá)到平衡狀態(tài)即達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài).PbI2固體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：1、沉淀溶解平衡3)特征：逆、等、動(dòng)、定、變練：書寫碳酸鈣溶解平衡的表達(dá)式

一定溫度下，當(dāng)沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時(shí)，形成電解質(zhì)的飽和溶液，達(dá)到平衡狀態(tài)，我們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡。

2)表達(dá)式：1)概念：Mg(OH)2

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

沉淀溶解平衡和化學(xué)平衡、電離平衡一樣，符合平衡的基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律。

CaCO3(s)Ca2+(aq)

+CO32-

(aq)

4.沉淀溶解平衡的影響因素改變條件移動(dòng)方向c(Zn2+)c(S2-)Ksp升溫加ZnS固體加ZnCl2固體加Na2S固體加水(有ZnS剩余)正向移動(dòng)增大逆向移動(dòng)不變逆向移動(dòng)不變正向移動(dòng)不變ZnS(s)?

Zn2+(aq)+S2-(aq)溶解吸熱不移動(dòng)不變?cè)龃蟛蛔冊(cè)龃鬁p小不變?cè)龃蟛蛔儨p小增大不變練一練1、下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是（）A．反應(yīng)開始時(shí)，溶液中各離子濃度相等B．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，沉淀的速率與溶解的速率相等C．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中離子的濃度相等且保持不變D．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入該沉淀物，將促進(jìn)溶解B2.難溶等于不溶嗎？習(xí)慣上,將溶解度小于0.01克的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。難溶電解質(zhì)的溶解度盡管很小，但不會(huì)等于0，沒有絕對(duì)不溶的物質(zhì)。

難溶微溶可溶易溶0.01110(Sg/100g水)

難溶電解質(zhì)達(dá)到溶解平衡狀態(tài)時(shí)，其離子濃度的次方的乘積。簡稱為溶度積，用Ksp表示。1.概念：2.表達(dá)式：PbI2

(s)Pb2++2I-

Ksp=[Pb2+][I-]2

通式：AmBn

(s)mAn++nBm-

Ksp=[An+]m[Bm-]n

練習(xí)1：寫出以下難溶電解質(zhì)的溶解平衡表達(dá)式、Ksp表達(dá)式（1）Mg(OH)2(2)Ca3(PO4)2二、溶度積常數(shù)注意：①書寫溶度積表達(dá)式時(shí)不考慮固體的濃度②溶度積常數(shù)有單位4.Ksp的意義：（1）Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。。當(dāng)化學(xué)式所表示的組成中陰、陽離子個(gè)數(shù)比相同時(shí)，Ksp數(shù)值越大的難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)（1）AgCl、AgBr、AgI溶解能力：AgCl>AgBr>AgI（2）Mg(OH)2、Cu(OH)2溶解能力：Mg(OH)2>Cu(OH)2根據(jù)表3-3-1中給出的Ksp的數(shù)據(jù)推斷：3.影響因素：Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)。幾種難熔電解質(zhì)在25℃時(shí)的溶解平衡和溶度積：

AgCl(s)Ag++Cl-

Ksp=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10mol2L-2AgBr(s)Ag++Br-

Ksp=[Ag+][Br-]=5.0×10-13mol2L-2AgI(s)Ag++I-Ksp=[Ag+][Br-]=8.3×10-17mol2L-2Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-

Ksp=[Mg2+][OH-]2

=5.6×10-12mol3L-3相同類型的難溶電解質(zhì)的Ksp越小，溶解度越小，越難溶。如:Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)溶解度:AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)QKsp=QKsp>QKsp<溶液過飽和，有沉淀析出溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)溶液未飽和，可繼續(xù)溶解該難溶電解質(zhì)溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積—濃度商QC2、溶度積規(guī)則溶液過飽和，有沉淀生成處于沉淀溶解平衡

溶液不飽和，若加入固體將溶解練習(xí)、下列情況下，有無CaCO3沉淀生成？（1）往盛有1.0L純水中加入0.1mL濃度為0.01mol/L的CaCl2和Na2CO3；（2）改變CaCl2和Na2CO3的濃度為1.0mol/L呢？C(Ca2+)=C(CO32-）=0.110-30.01/1.0=10-6

mol/L

Qc

=C(Ca2+)×C(CO32-)=10-12<Ksp,CaCO3=4.9610-9因此無CaCO3沉淀生成。C(Ca2+)×C(CO32-)=10-4

mol/L

Qc=C(Ca2+)×C(CO32-)=10-8>Ksp,CaCO3因此有CaCO3沉淀生成。二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用1、沉淀的溶解與生成離子的溶度積Q和溶度積Ksp的關(guān)系：(1).當(dāng)Q>Ksp時(shí)是過飽和溶液，離子生成沉淀即反應(yīng)向生成沉淀方向進(jìn)行，直到平衡狀態(tài)（飽和為止）。(2).當(dāng)Q=Ksp時(shí)是飽和溶液，已達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)。(3).當(dāng)Q<Ksp時(shí)是不飽和溶液，沉淀溶解即反應(yīng)向沉淀溶解的方向進(jìn)行，直到平衡狀態(tài)（飽和為止）。

以上規(guī)則稱為溶度積規(guī)則。沉淀的生成和溶解這兩個(gè)相反的過程它們相互轉(zhuǎn)化的條件是離子濃度的大小，控制離子濃度的大小，可以使反應(yīng)向所需要的方向轉(zhuǎn)化。思考：為什么醫(yī)學(xué)上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”，而不用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”?

BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為：

BaSO4Ba2++SO42-

Ksp=1.1×10-10mol2L-2BaCO3Ba2++CO32-

Ksp=5.1×10-9mol2L-2

由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(qiáng)(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃酸會(huì)與CO32-反應(yīng)生成CO2和水，使CO32-離子濃度降低，使Q<Ksp，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，使體內(nèi)的Ba2+濃度增大而引起人體中毒。（1）沉淀的溶解BaCO3Ba2++CO32-

+H+CO2+H2O所以，不能用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”。

而SO42-不與H+結(jié)合生成硫酸，胃酸中的H+對(duì)BaSO4的溶解平衡沒有影響，Ba2+濃度保持在安全濃度標(biāo)準(zhǔn)下，所以用BaSO4作“鋇餐”。

交流?研討

1.溶洞里美麗的石筍、鐘乳是如何形成的？

2.海洋中的多彩珊瑚又是怎樣生長形成的？2.沉淀的轉(zhuǎn)化ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀(1)在1試管中加入ZnSO4溶液，再滴入Na2S溶液，觀察現(xiàn)象(2)靜置后傾去上層清液，蒸餾水洗滌沉淀2-3次(3)向沉淀中滴加適量的CuSO4溶液，觀察現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有白色沉淀出現(xiàn)，白色沉淀轉(zhuǎn)化成為黑色沉淀為什么白色的ZnS沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化成為黑色的CuS沉淀？觀察思考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與CuS是同類難溶物，Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)，CuS的溶解度遠(yuǎn)小于ZnS的溶解度。

當(dāng)向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液時(shí)，ZnS溶解產(chǎn)生的S2-與CuSO4溶液中的Cu2+足以滿足Qc>Ksp(CuS)的條件，S2-與Cu2+結(jié)合產(chǎn)生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。CuS沉淀的生成，使得S2-的濃度降低，導(dǎo)致S2-與Zn2+的Q<Ksp(ZnS),使得ZnS不斷的溶解，結(jié)果是ZnS沉淀逐漸轉(zhuǎn)化成為CuS沉淀。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(1)ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀的定性解釋ZnS(s)

Zn2+(aq)+

S2-(aq)

+Cu2+(aq)CuS(s)

平衡向右移動(dòng)ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀的總反應(yīng)：ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+

沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)。一種沉淀可轉(zhuǎn)化為更難溶的沉淀，難溶物的溶解度相差越大，這種轉(zhuǎn)化的趨勢越大。如：在AgCl(s)中加入NaI溶液可轉(zhuǎn)化為AgI(s)沉淀。在CaSO4(s)加入Na2CO3溶液可轉(zhuǎn)化為CaCO3(s)沉淀。水垢中的Mg(OH)2是怎樣生成的?硬水:是含有較多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和SO42-的水加熱時(shí)：

Ca2++2HCO3-=CaCO3+CO2+H2OMg2++2HCO3-=MgCO3+CO2+H2OMgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2

為什么在水垢中鎂主要以Mg(OH)2沉淀形式存在，而不是以MgCO3沉淀的形式存在？比較它們飽