沉淀溶解平衡-1228

1.举例说明学过的“平衡”，它们有哪些特征？化学平衡2NO2N2O4

电离平衡H2OH++OH-KwK水解平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+2.特征:“逆、等、动、定、变”3.平衡移动原理——勒夏特列原理如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、或压强等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。复习

KhCH3COOHH++CH3COO-NH3.H2ONH4++OH-KaKb4.什么叫饱和溶液？什么叫不饱和溶液？一定温度下，不能再溶解某种溶质的溶液叫该溶质的饱和溶液。还能继续溶解某种溶质的溶液叫该溶质的不饱和溶液。5.溶解性是指：

溶解性是物质的性质。溶解性大小跟有关。一种物质溶解在另一种物质中的能力。物理溶质、溶剂的性质物质的溶解性只能粗略表示物质的溶解能力的强弱，为了精确表示物质的溶解能力，化学上引入了“溶解度”的概念。6.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）溶解度与溶解性的关系（20℃）：10易溶可溶1微溶0.01难溶(g/100g水)

第三章物质在水溶液中的行为第三节沉淀溶解平衡

选修4·

化学反应原理陕西商洛柞水县柞水溶洞

山东淄博博山溶洞

当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗？小朋友吃糖不刷牙易形成蛀牙又是什么原因？

观察●思考（1）在装有少量难溶的PbI2黄色固体的试管中。加入3ml蒸馏水,充分振荡后静置上层澄清溶液中,是否存在铅离子？（2）待上层液体变澄清后,向其中滴加几滴0.1mo/LKI溶液,观察实验现象。现象:滴加碘化钾溶液后,上层澄清溶液中出现黄色沉淀,说明上层清夜中存在铅离子。一、沉淀溶解平衡与溶度积1.沉淀溶解平衡一定温度下，沉淀溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，形成饱和溶液，固体质量和溶液中各离子的浓度保持不变的状态。PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)溶解沉淀V溶解V沉淀==0速率V0时间tV溶解V沉淀t1..PS：1.沉淀溶解平衡的存在，决定了生成难溶电解质的反应不能进行到底。2.通常认为离子之间生成难溶电解质的反应能进行完全。因为对于常量的反应来说，0.01g是很小的。化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时，沉淀达到完全。3.在电解质的溶液中，易溶的、微溶的、难溶的电解质都存在着溶解平衡。在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时，离子浓度保持不变。其离子浓度的化学计量数次方的乘积为一个常数，称之为溶度积常数,简称溶度积。PbI2(s)Pb2+(aq)

+2I-(aq)Ksp=[Pb2+][I-]2一、沉淀溶解平衡与溶度积2.溶度积常数（Ksp）溶度积:solubilityproduct为了书写简便常常将“aq”省略PS：注意区分电离方程式和沉淀溶解平衡式！PbI2==Pb2++2I-PbI2(s)Pb2++2I-Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)

+2OH-(aq)Cu(OH)2Cu2++2OH-难溶物Ksp表达式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-31.7×10-5

写出下列难溶物的溶度积表达式Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。一定的温度下，相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶

练习PS：同类型指化学式所表示的组成中阴阳离子个数比相同例1：已知25℃时，AgCl的溶解度是1.92×10-3g/L，求它的溶度积。已知AgCl的摩尔质量为143.5g/mol。解

：依题意可知25℃时AgCl饱和溶液中

c(Ag+)=c(Cl-)=0.00192/143.5mol/L=1.34×10-5mol/L则KSP,AgCl=c(Ag+).c(Cl-)=(1.34×10-5)2=1.8×10-10mol2/L2PS:溶度积与溶解度之间的换算例2：已知Ksp,AgCl＝1.810-10mol2/L2，Ksp,Ag2CrO4＝9.010-12mol2/L2，试求AgCl和Ag2CrO4的溶解度（用g/L表示）解：（1）设AgCl的溶解度为S1（mol／L),则：

AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

平衡S1S1

(2)设Ag2CrO4的溶解度为S2（mol/L),则：

Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)

平2S2S2在水中：AgCl溶解度小于Ag2CrO4的溶解度Ksp(AgCl)＝1.810-10mol2/L2＝S12Ksp(Ag2CrO4)＝9.010-12mol2/L2＝(2S2)2S2＝4S23由以上例题的结果可得到如下结论：

①同种类型的难溶电解质，在一定温度下，Ksp越大则溶解度越大。

②不同类型则不能用Ksp的大小来比较溶解度的大小，必须经过换算才能得出结论。二、影响沉淀溶解平衡的因素Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，与沉淀的量无关，且溶液中离子浓度的变化只能使平衡移动，并不改变溶度积。a绝对不溶的电解质是没有的。b同是难溶电解质，溶解度差别也很大。1.内因：电解质本身的性质2.外因：a浓度：加水，平衡向溶解的方向移动。b温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。特例：Ca(OH)2c同离子效应：平衡时加入含相同离子的电解质，平衡向生成沉淀的方向移动。d其他：若加入某物质能使难溶电解质转化为更难溶、更难电离的电解质或气体时，平衡正向移动。对于平衡AgCl（S）Ag+(aq)+Cl-(aq)

若改变条件，对其有何影响改变条件平衡移动方向C（Ag+）C（Cl-）升温加水不变加AgCl（s）加NaCl（s）加NaI（s）加AgNO3(s)→↑↑→不变不移动不变不变←↓↑→↓↑←↑↓练习三、沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的溶解与生成过饱和溶液生成沉淀沉淀溶解平衡不饱和溶液沉淀溶解在100mL0.01mol/LKCl溶液中，加入1mL0.01mol/LAgNO3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AgClAc(Cl-)=(O.O1×0.1)÷0.101mol/L=9.9×10-3mol/Lc(Ag+)=(O.O1×0.001)÷0.101mol/L=9.9×10-5mol/LQC=9.9×10-3×9.9×10-5mol2/L2

=9.8×10-7mol2/L2>KSP练习回顾“观察思考”中的实验现象：加入KI之前，体系中PbI2已达到沉淀溶解平衡状态，向上层清液中滴加KI溶液，溶液中I-浓度增大，使浓度商Q大于溶度积Ksp，平衡向左移动，因此又有PbI2黄色沉淀生成。利用X射线对钡的穿透能力较差的特性，医学上在进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO4做内服造影剂，这种透视俗称钡餐透视。由于Ba2+有剧毒，水溶性钡盐不能用做钡餐。BaCO3和BaSO4都是难溶于水的，由它们的溶度积可知，它们在饱和溶液中电离出的Ba2+的浓度相差不是很大，但是BaCO3不可用做钡餐，BaSO4则可以，这是为什么呢？图中亮处为硫酸钡BaCO3(s)Ba2+(aq)

+CO32-(aq)BaSO4(s)Ba2+(aq)

+SO42-(aq)Ksp=5.1×10-9mol2.L-2Ksp=1.1×10-10mol2.L-22H+H2O+CO2+PS：若误服了可溶性钡盐，会造成钡中毒，此时患者应尽快用5.0％的Na2SO4溶液洗胃，并倒泻使钡盐尽快排出。Ba2++SO42-

==BaSO4↓CaCO3

（S）Ca2++CO32-2HCO3-+H2O+CO2当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗？Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO2↑CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2练习溶洞中美丽的石笋、钟乳石和石柱是大自然创造的奇迹。石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为微溶性的碳酸氢钙。溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向溶洞底滴落时，水分蒸发，二氧化碳压强减小以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。化学与自然珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，可从周围的海水中获取Ca2＋和HCO3-，经反应形成石灰石外壳：Ca2++2HCO3-⇌CaCO3+CO2+H2O。珊瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸钙的产生，对珊瑚的形成贡献巨大。人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他化学燃料等因素导致空气中二氧化碳增多，使海水中二氧化碳浓度增大，干扰珊瑚的生长，甚至造成珊瑚虫的死亡。试管编号①②③④对应试剂少许Mg(OH)2少许Mg(OH)2少许Mg(OH)2少许Mg(OH)2滴加试剂2ml蒸馏水，滴加酚酞溶液2ml盐酸3ml饱和NH4Cl溶液

2mlFeCl3溶液现象固体无明显溶解现象，溶液变浅红迅速溶解逐渐溶解Mg(OH)2+2HCl＝MgCl2+2H2OMg(OH)2+2NH4Cl＝MgCl2+2NH3·H2O有红褐色沉淀生成说明溶解分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、酸、盐，记录现象,写出反应的化学方程式。练习三、沉淀溶解平衡的应用2.沉淀的转化向盛有2mL0.1mol/LZnSO4溶液的试管中加入几滴Na2S(1mol/L)溶液，再向其中滴加0.1mol/LCuSO4溶液，观察沉淀颜色的变化。物质ZnSCuSKsp(mol2·L-2)1.6×10-241.3×10-36沉淀颜色白色黑色

ZnS(s)Zn2+(aq)+

S2-(aq)

+Cu2+(aq)CuS(s)

平衡向右移动沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动，一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀，两种难溶物的溶解能力差别越大，这种转化的趋势越大。ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+(aq)AgClAgIAg2SKINa2SFeCl3静置Mg(OH)2Fe(OH)3自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)，便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用FeS(s)MnS(s)等难溶物作为沉淀剂除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2•L-2Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2•L-2Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2•L-2Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2•L-2练习：写出FeS(s)与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+(aq)龋齿的形成牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：

生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，羟基磷酸钙溶解，加速腐蚀牙齿进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因?Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)KSP=2.5×10-59mol9•L-9脱矿矿化Ca5(PO4)3OHKSP=2.5×10-59mol9•L-9Ca5(PO4)3FKSP=2.8×10-61mol9•L-9根据羟基磷灰石的平衡体系，你能想到用什么方法保护牙齿？牙齿的保护使用含氟牙膏+F-氟磷灰石羟基磷灰石1.下列说法中正确的是（）

A.不溶于水的物质溶解度为0B.绝对不溶解的物质是不存在的

C.某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0D.物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水B练习硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移，不利于沉淀溶解2.硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小？练习

3.已知25℃时KSP(AgCl)=1.8×10-10,把足量的AgCl放入1L

1.0mol／L的盐酸溶液中溶解度是多少？（g/L）解：设AgCl在盐酸中的溶解度为S（mol／L),

AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

平衡SS＋11AgCl在盐酸溶液中溶解度比在水中的小。练习2（）4.以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相关性质是（）

A.具有吸附性

B.溶解度与CuS、PbS、CdS等相同

C.溶解度大于