难溶电解质的沉淀溶解平衡课件高二上学期化学人教版选择性必修

第三章水溶液中的离子反应与平衡

4.1.1难溶电解质的沉淀溶解平衡高二化学【新课引入】AgNO3的溶液和NaCl溶液混合，请写出可能出现的现象和反应的离子方程式。

现象：离子方程式：生成白色沉淀Ag++Cl—=AgCl↓如果上述两种溶液是等物质的量且充分反应，此时溶液中还有Ag+和Cl-吗?如何验证？现象：产生黄色沉淀原因：Ag+

+

I-

=

AgI↓结论：上层清液中含有Ag+和Cl-10易溶可溶1微溶0.01难溶S/g溶解度与溶解性的关系：20℃溶解度：在一定温度下，某物质在100克溶剂(通常是水)里

达到饱和状态时所溶解的质量。符号：S习惯上将溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质。问题一：如何定义难溶电解质？【新课引入】【任务一】认识难溶电解质的沉淀溶解平衡化学式溶解度g/100g化学式溶解度g/100gAgCl1.5×10−4Ba(OH)23.89AgNO3222BaSO42.4×10−4AgBr8.4×10−6Ca(OH)20.165Ag2SO40.796CaSO40.21Ag2S1.3×10−16Mg(OH)29×10−4BaCl235.7Fe(OH)33×10−9一些常见难(微)溶物的溶解度(20oC)难溶

绝对不溶【结论】AgCl沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，只不过溶解度很小，在水中存在沉淀溶解平衡。【任务一】认识难溶电解质的沉淀溶解平衡以AgCl为例，分析沉淀溶解平衡的建立溶解两个过程：一方面，在水分子作用下，少量Ag＋和Cl-脱离AgCl的表面进入水中，这一过程就是溶解另一方面，溶液中的Ag＋和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl的表面析出，这一过程就是沉淀υ(沉淀)＝

υ(溶解)沉淀不再增多达到沉淀溶解平衡充分反应后：【任务一】认识难溶电解质的沉淀溶解平衡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.沉淀溶解平衡方程式：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

溶解沉淀b.书写时注意表明各物质的状态和可逆符号

a.不等同于电离平衡特别提醒:【任务一】认识难溶电解质的沉淀溶解平衡【练习】请写出BaSO4、Fe(OH)3的沉淀溶解平衡方程式。

BaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+SO42-(aq)

Fe(OH)3(s)⇌Fe3+(aq)+3OH-(aq)

【任务一】认识难溶电解质的沉淀溶解平衡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)【任务一】认识难溶电解质的沉淀溶解平衡2.从物质类别看：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是弱电解质，而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)【任务二】影响难溶电解质溶解平衡的因素【思考】哪些因素会影响沉淀溶解平衡？(1)内因：难溶电解质本身的结构和性质。决定性因素(2)外因：——符合“勒夏特列原理”①温度：升高温度，多数平衡向沉淀溶解方向移动；Ca(OH)2除外②浓度：向平衡体系中加水稀释，平衡向沉淀溶解方向移动；(注意：向平衡体系中加入难溶物本身，平衡不移动)【任务二】影响难溶电解质溶解平衡的因素③同离子效应：向平衡体系中加入相同的离子，平衡向生成沉

淀的方向移动；④反应离子效应：向平衡体系中加入能与体系中离子反应生成

更难溶物质或气体的离子，平衡向沉淀溶解的

方向移动。【任务二】影响难溶电解质溶解平衡的因素【讨论】对于平衡AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)，改变下列条件，对其有何影响？改变条件平衡移动方向溶解度(S)c(Ag+)c(Cl-)升温

加水(有固体剩余)

加AgCl(s)

加NaCl(s)

加AgNO3(s)

加NaI(s)

正向增大增大增大正向不变不变不变不移动不变不变不变逆向减小减小增大正向逆向减小增大减小增大减小增大【课堂评价】1、难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时，下列说法中错误的是()A.沉淀的速率和溶解的速率相等B.难溶电解质在水中形成饱和溶液C.再加入难溶电解质，溶液中各离子的浓度不变D.难溶电解质溶解形成的阴、阳离子的浓度相等D2、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C【课堂评价】3、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D4、(双选)下列说法正确的是()A.往NaCl饱和溶液中滴加浓盐酸，NaCl的溶解度减小B.升高温度，物质的溶解度都会增大C.在饱和NaCl溶液中存在溶解平衡D.在任何溶液中都存在溶解平衡AC【任务三】定量描述难溶电解质的溶解程度Ksp=c(Ag+)·c(Cl—)

1、定义：Ksp

称为难溶电解质的沉淀溶解平衡常数，简称溶度积。思考：AgCl溶解平衡的平衡常数如何表示？AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl—(aq)AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)溶解平衡的平衡常数（溶度积）：固体纯物质不列入平衡常数Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)3、影响因素：Ksp只受温度影响

T↑，Ksp↑(Ca(OH)2

相反)2、表达式：【任务三】定量描述难溶电解质的溶解程度【练习】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)3Ag2CrO4Ksp=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-)【课堂评价】1.利用溶度积计算离子的浓度(1)25℃时，Ksp

(AgBr)=

5.0×10-10，求AgBr的饱和溶液中的c(Ag+)和c(Br-)。c(Ag+)=c(Br-)=2.2×10-5C(Mg2+)=1.65×10-4，c(OH-)=3.3×10-4(3)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(假设两液混合时溶液体积细微的变化可忽略）：c(Cl-)＝1mL×0.012mol/L-1-1mL×0.010mol/L1mL+1mL＝0.001mol/L由Ksp＝1.8×10-10可得

：c(Ag+)＝＝

1.8×10-7mol/L

＝Kspc(Cl-)1.8×10-100.001(2)25℃时Ksp

[Mg(OH)2]=

1.8×10-11，求Mg(OH)2的饱和溶液中的C(Mg2+)和c(OH-)1.利用溶度积计算某种离子的浓度(1)25℃时，Ksp

(AgBr)=

5.0×10-10，求AgBr的饱和溶液中的c(Ag+)和c(Br-)。c(Ag+)=c(Br-)=2.2×10-5(2)25℃时Ksp

[Mg(OH)2]=

1.8×10-11，求Mg(OH)2的饱和溶液中的C(Mg2+)和c(OH-)C(Mg2+)=1.65×10-4，c(OH-)=3.3×10-4三、有关溶度积的简单计算(3)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(假设两液混合时溶液体积细微的变化可忽略）：c(Cl-)＝1mL×0.012mol/L-1-1mL×0.010mol/L1mL+1mL＝0.001mol/L由Ksp＝1.8×10-10可得

：c(Ag+)＝＝

1.8×10-7mol/L

＝Kspc(Cl-)1.8×10-100.001【任务四】Ksp的意义4、Ksp的意义：a.反映了难溶电解质在水中的溶解能力化学式AgClAgBrAgIAg2CrO4Ag2SKsp1.8×10-105.4×10-138.1×10-172.2×10-36.3×10-50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越小，其溶解度越小。溶度积：Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)溶解度：S(AgCl)>S(AgBr)>S(AgI)(2)不同类型的难溶电解质不能直接通过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。【例】已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，

则溶解度AgCl___Mg(OH)2。<Mg(OH)3(s)⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)

解：AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)

x

x

Ksp(AgCl)

=c(Ag+)·c(Cl-)

=

x2

x

2x

Ksp[Mg(OH)2]

=c(Mg2+)·c2(OH-)

=4x3【任务四】Ksp的意义b.判断沉淀是否生成对于AmBn(s)⇌mAn+(aq)+nBm-(aq)来说达到平衡状态时：溶度积Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)任意某一时刻：离子积Q

=cm(An+)·cn(Bm-)若Q

>

Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出；若Q=Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；若Q<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］解：Q=c(Ag+)·c(Cl-)所以有AgCl沉淀析出>Ksp=2×10-3×

2×10-3

=4.0×10-6【任务四】Ksp的意义c.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]c(SO42-)=2.4×10-8mol/L

Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO42-)=1.08×10-10沉淀完全0.01mol0.001mol剩余的n(Ba2+)=0.009molc(Ba2+)=4.5×10-3mol/L<1.0×10-5mol/L解：

Ba2++SO42-=BaSO4↓【任务四】Ksp的意义d.判断沉淀析出的顺序【任务四】Ksp的意义C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。同类型：Ksp越小越先沉淀【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。溶解度小的先沉淀【任务四】Ksp的意义【任务四】Ksp的意义e.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带入Ks