高中化学选修4：化学反应原理 　难溶电解质的溶解平衡 全国获奖

第四节难溶电解质的溶解平衡溶解度与溶解性的关系：20℃10易溶可溶1微溶0.01难溶S/g可难难难难难难微微微易易根据溶解度判断电解质的溶解性溶解度与溶解性的关系：20℃10易溶可溶1微溶0.01难溶S/g气体的溶解性：常温常压时1体积水溶解气体的体积溶解性难溶可溶易溶极易溶范围小于1体积1-10体积10-100体积大于100体积一、Ag+和Cl-的反应能进行到底吗？[实验]向盛有2mL0.1mol/LAgNO3溶液的试管中加入2mL0.1mol/LNaCl溶液。溶液中依然有Ag+、Cl-存在[继续实验]静置，取上层清液，滴KI溶液，产生黄色沉淀Ag++Cl-=

AgCl↓溶液中是否含有Ag+和Cl-？

方程式中打“=”，Ag+和Cl-的反应真的进行到底了吗？

一、Ag+和Cl-的反应能进行到底吗？*沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，只不过溶解度很小。*习惯上将生成难溶电解质的反应认为反应完全。当v(溶解)＝v(沉淀)时，得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡

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

沉淀溶解*化学上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。一、Ag+和Cl-的反应能进行到底吗？在一定条件下，难溶电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。（沉淀溶解平衡）1.溶解平衡的概念：2.特征：等——v(溶解)

=v(沉淀)动——动态平衡，v溶解=v沉淀≠0定——达到平衡时，溶液中离子浓度不再改变变——当外界条件改变，溶解平衡将发生移动逆、等、动、定、变。逆——溶解与沉淀互为可逆一、Ag+和Cl-的反应能进行到底吗？3.影响难溶电解质溶解平衡的因素：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。c.易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。①内因：电解质本身的性质阅读P25固体溶解与可逆过程1)NaCl在水溶液里达到溶解平衡状态时有何特征？2)要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体，可采取什么措施？蒸发降温

NaCl的溶解速率与结晶速率相等；并且只要溶解平衡的条件不变，该溶液中溶解的NaCl的量就是一个恒定值。加入浓盐酸一、Ag+和Cl-的反应能进行到底吗？②外因：a.浓度:加水，平衡向溶解方向移动。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:加入含有相同离子电解质，平衡向结晶的方向移动。以饱和NaCl溶液中的溶解平衡为例：一、Ag+和Cl-的反应能进行到底吗？改变条件平衡移动方向c(Ag+)c(Cl-)升温加水加AgCl(s)加NaCl(s)加AgNO3(s)右移

增大增大右移

不变不变不移动不变不变左移

增大减小左移

减小增大

AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)1)下列说法中正确的是（）A.物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水B.绝对不溶解的物质是不存在的C.任何溶液都存在溶解平衡D.某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度小于1×10-5mol/LBDB2)下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（）A.开始时，溶液中各离子浓度相等B.平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等C.平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变D.平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解一、Ag+和Cl-的反应能进行到底吗？3)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减少的是（）A.Na2CO3溶液B.AlCl3溶液C.NaOH溶液D.CaCl2溶液AB4.沉淀溶解平衡的表达式

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

沉淀溶解注意书写方法小结：①必须注明固体，溶液符号可以省略②必须用可逆符号一、Ag+和Cl-的反应能进行到底吗？对比电离方程式：PbI2=Pb2++2I-AgBr=Ag++Br-PbI2:AgBr:Cu(OH)2:练习：写出氢氧化镁和硫化亚铁的沉淀溶解平衡表达式PbI2(s)Pb2+(aq)

+2I-(aq)AgBr(s)Ag+(aq)

+Br-(aq)Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)

+2OH-(aq)Cu(OH)2Cu2++2OH-一、Ag+和Cl-的反应能进行到底吗？二、溶度积Ksp1、难溶电解质的溶度积常数的含义2、难溶电解质的溶度积常数用Ksp表示。

当溶解与结晶速度相等时（在难溶电解质的饱和溶液中），饱和溶液达到溶解平衡状态，此时Ksp=[Ag+][Cl-]

为一常数，该常数称为难溶电解质的溶度积常数，简称溶度积。

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

沉淀溶解通式：AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)

则Ksp,AnBm=[Am+]n.[Bn-]m

二、溶度积Ksp3、影响溶度积的因素A.内因：难溶电解质的本质

Ksp,AgCl=1.8×10-10=c(Ag+)×c(Cl-)c(Ag+)=c(Cl-)=1.34×10-5mol/LS(AgCl)=1.92×10-4g溶解达平衡时，c(Ag+)和c(Cl-)是多少？溶解度为多少？25℃，Ksp,AgCl=1.8×10-10

AgCl(s)Ag+(aq)

+

Cl-(aq)

20℃，Ksp,AgCl=1.1×10-10

c(Ag+)=c(Cl-)=1.05×10-5mol/LS(AgCl)=1.5×10-4g同一物质，Ksp越大，溶解度越大！*溶度积和溶解度的关系溶度积反应了难溶电解质在水中的溶解能力。二、溶度积KspMg(OH)2(s)Mg2++2OH-

Ksp=c(Mg2+)c2(OH-)

=5.6×10-12AgCl(s)Ag++Cl-

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

Ksp=c(Ag+)c(Br-)=5.4×10-13AgI(s)Ag++I-

Ksp=c(Ag+)c(I-)=8.5×10-1725℃溶解度：AgCl>AgBr>AgI对于同类型难溶电解质,一定温度下,Ksp越大,越易溶解不同类型电解质，不能通过Ksp比较，必须通过计算来能得出结论溶解度：Mg(OH)2>AgCl二、溶度积Ksp3、影响溶度积的因素A.内因：难溶电解质的本性。溶度积反应了难溶电解质在水中的溶解能力。B.外因：一般随温度升高略微增大。在一定温度下Ksp

是一个定值。改变条件平衡移动方向c(Ag+)c(Cl-)升温加水加AgCl(s)加NaCl(s)加AgNO3(s)右移

增大增大右移

不变不变不移动不变不变左移

增大减小左移

减小增大

AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)二、溶度积Ksp现将足量AgCl固体分别放入下列物质中，AgCl溶解度由大到小的排列顺序为（）①20ml0.01mol/LKCl溶液②30ml0.02mol/LCaCl2溶液③40ml0.03mol/LHCl溶液④10ml蒸馏水⑤50ml0.05mol/LAgNO3溶液A、①﹥②﹥③﹥④﹥⑤B、④﹥①﹥③﹥②﹥⑤C、⑤﹥④﹥②﹥①﹥③D、④﹥③﹥⑤﹥②﹥①B二、溶度积KspQc=[Am+]n[Bn-]m，Qc称为离子积，其表达式中离子浓度是任意的，为此瞬间溶液中的实际浓度，所以其数值不定4、离子积a、Qc

>Ksp

时，沉淀从溶液中析出，溶液过饱和b、Qc

=Ksp

时，沉淀与溶解处于平衡状态c、Qc

<Ksp

时，溶液不饱和，若加入过量难溶电解质，难溶电解质会溶解例1:已知Ksp，Ca(OH)2=5.5×10-6,则其饱和溶液的pH值是多少？解：设饱和Ca(OH)2

溶液的浓度为c(mol/L),则：

Ca(OH)2Ca2++2OH平衡时c2cKsp=c×(2c)2=4c3=5.5×10-6c=1.1×10-2

即c(OH-)=2.2×10-2mol/Lc(H+)=10-14/2.2×10-2=4.5×10-13mol/LpH=12二、溶度积Ksp5、Ksp的计算(1)离子浓度的计算例2:已知某温度下Ksp,CaF2=5.3×10-9，在F-的浓度为3.0mol/L的溶液中Ca2+可能的最高浓度是多少？二、溶度积Ksp例1:在100mL0.01mol/LKCl溶液中，加入1mL0.01mol/LAgNO3溶液，下列说法正确的是(Ksp，AgCl=1.8×10-10)(设溶液的体积可以相加)()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-)=(0.01×0.1)÷0.101=9.9×10-3mol/Lc(Ag+)=(0.01×0.001)÷0.101=9.9×10-5mol/LQC=9.9×10-3×9.9×10-5=9.8×10-7>Ksp(2)沉淀生成的判断例2:已知25℃时，电离常数Ka(HF)=3.6×10-4，溶度积常数Ksp,CaF2=1.46×10-10。现向1L0.2mol・L-1HF溶液中加入1L

0.2mol・L-1CaCl2溶液，则下列说法中正确的是(

)A．25℃时，0.1mol・L-1HF溶液中pH=1B．Ksp,CaF2随温度和浓度的变化而变化C．该体系中Ksp

,CaF2=

1/Ka(HF)D．该体系中有CaF2沉淀产生由于HF是弱电解质,混合溶液中F-要根据电离常数进行计算.

混合后溶液：c(CaCl2)=0.1mol/Lc(HF)=0.1mol/L

c(Ca2+)=0.1mol/Lc(H+)·c(F-)/c(HF)=3.6×10-4mol/L

由于c(H+)=c(F-),c(HF)≈0.1mol/L

c(F-)=0.006mol/L

c2(F-)×c(Ca2+)＝0.006×0.006×0.1＝3.6×10-6>1.46×10-10

因此析出沉淀.

二、溶度积KspD(3)混合溶液沉淀顺序的判断二、溶度积Ksp解：Ca(OH)2,Ksp=[Ca2+][OH-]2=5.5×10-6

[OH-]=(Ksp/[Ca2+])1/2=(5.5×10-6/0.010)1/2=0.023mol/LpH=12.4Mg(OH)2,Ksp=[Mg2+][OH-]2=1.1×10-11

[OH-]=(Ksp/[Mg2+])1/2=(1.1×10-11/0.050)1/2

=1.5×10-5mol/LpH=9.2通过控制OH-的浓度，可以先使Mg(OH)2沉淀。例1:海水中Mg2+:0.050mol/L;Ca2+:0.010mol/L.固体NaOH加入时，沉淀次序和每种沉淀开始时的[OH-]?Ksp,Ca(OH)2=5.5×10-6

Ksp,Mg(OH)2=1.1×10-11

二、溶度积KspForAgCl,Ksp=[Ag+][Cl–]=1.76×10–10

[Ag+]=(Ksp,AgCl/[Cl–])=(1.76×10–10/0.010)=1.76×10–8mol/LForAgI,Ksp=[Ag+][I–]=8.49×10–17

[Ag+]=(Ksp,AgI/[I–])=(8.49×10–17/0.010)=8.49×10–15mol/L例2:在Cl–和I–均为0.010mol/L的溶液中，加入AgNO3溶液，能否分步沉淀？开始沉淀的[Ag+]？(假设体积不变)I–先沉淀，当Cl–开始沉淀时，

[I–]=(Ksp,AgI/[Ag+])=(8.49×10–17/1.76×10–8)=4.82×10–9mol/L

说明I–已沉淀完全。Ksp,AgCl=1.76×10–10Ksp,AgI=8.49×10–17

例:若某溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10mol/L,使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么?(Ksp,Fe(OH)3=4×10-39Ksp,Mg(OH)2=1.8×10-11)pH=3.2解:Fe(OH)3Fe3++3OH-Fe3+

沉淀完全时的[OH-]为:二、溶度积KspMg2+开始沉淀的[OH-]为:pH=9.1Ksp,Mg(OH)2=1.8×10-11(4)混合溶液离子沉淀分离的判断三、沉淀反应的应用1.沉淀的生成1)应用:生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中除杂或提纯物质的重要方法之一。②调pH例：氯化铵中混有氯化铁，加氨水调pH至7~8Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+

①

加沉淀剂：例粗盐的提纯Cu2++S2-=CuS↓Hg2++S2-=HgS↓2)方法:沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂例：氯化镁中混有氯化铁三、沉淀反应的应用例：减少SO2的排放、回收利用SO2成为世界性的研究课题。我国研究人员研制的利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收废渣高温焙烧产生的SO2，制备硫酸锰的生产流程如下：浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn2+，还含有少量的Fe2+、Al3+、Ca2+等其他金属离子。离子离子半径(pm)开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe2+747.69.7Fe3+642.73.7Al3+503.84.7Mn2+808.39.8Ca2+99－－⑴写出浸出过程中主要反应的化学方程式

，氧化过程中主要反应的离子方程式_____________________________。⑵在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH，pH应调节至

。2Fe2++MnO2+4H+＝2Fe3++Mn2++2H2O4.7～8.3SO2+MnO2＝MnSO4三、沉淀反应的应用三、沉淀反应的应用思考与交流1、如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加入钡盐还是钙盐？为什么？加入钡盐，因为BaSO4比CaSO4更难溶，使用钡盐可使SO42-沉淀更完全2、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可从哪些方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部除去？说明原因。从溶解度方面可判断沉淀能否生成；不可能使要除去的离子通过沉淀完全除去，因为不溶是相对的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。应用：分析难溶于水的盐能溶于酸/盐中三、沉淀反应的应用例：CaCO3(s)CO32-(aq)+Ca2+(aq)HCO3-+H++H+H2CO3H2O+CO2↑除酸外，某些盐溶液也可用来溶解沉淀。2.沉淀的溶解如：BaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于盐酸。三、沉淀反应的应用试管编号①②③对应试剂少许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

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实验3-3：分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、酸、盐，根据实验现象，得出结论。三、沉淀反应的应用在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：

Mg(OH)2(s)⇌Mg2＋(aq)+2OH－(aq)

加入盐酸时，H+中和OH-，使c(OH-)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解。

加入NH4Cl时，NH4+与OH-结合，生成弱电解质NH3·H2O且NH4+水解使溶液呈酸性，H+与OH-反应，使c(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。【解释】[实验3-4]步骤1mLNaCl和10滴AgNO3溶混合(均为0.1mol／L)向所得固液混合物中滴加10滴0.1mol／LKI溶液向新得固液混合物中滴加10滴0.1mol／LNa2S溶液现象有白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色黄色沉淀转化为黑色AgClAgIAg2S三、沉淀反应的应用步骤1mLNa2S和10滴AgNO3溶液混合向所得固液混合物中滴加10滴KI溶液向新得固液混合物中滴加10滴NaCl溶现象有黑色沉淀析出黑色沉淀没变化黑色沉淀没变化逆向进行，有何现象？三、沉淀反应的应用KI=I-+K+AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)+AgI(s)AgCl(s)+I-AgI(s)+Cl-物质溶解度/gAgCl1.5×10-4AgI9.6×10-9Ag2S1.3×10-16三、沉淀反应的应用结论:a.沉淀一般从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。两沉淀的溶解度差别越大，转化越容易应用:沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。b.沉淀可以从溶解度小的向溶解度大的方向转化，但是一般较难实现。例：实验3-53Mg(OH)2+2FeCl3=2Fe(OH)3↓+3MgCl2三、沉淀反应的应用化学法除锅炉水垢的流程图水垢成分CaCO3

Mg(OH)2CaSO4

用饱和Na2CO3溶液浸泡数天疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式盐酸除去水垢应用1：CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O应用2：一些自然现象的解释三、沉淀反应的应用三、沉淀反应的应用CaCO3Ca2++CO32-+H2O+CO22HCO3-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)。1.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CuS、PbS、CdSD.溶解度小于CuS、PbS、CdSC三、沉淀反应的应用三、沉淀反应的应用2.为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”?请用沉淀溶解平衡原理解释。

由于人体内胃酸的酸性较强(pH=0.9～1.5)，如果服下BaCO3，胃酸会与CO32-反应生成CO2和水，使CO32-浓度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。

而SO42-不与H＋结合生成硫酸，胃酸中的H+对BaSO4的溶解平衡没有影响，Ba2+浓度保持在安全浓度标准下，所以用BaSO4作“钡餐”。BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：BaSO4Ba2++SO42-

s=2.4×10-4BaCO3Ba2=+CO32-

s=2.2×10-31、下列实验方案能达到目的的是()A．除去Fe粉中混有的I2：加热使I2升华B．除去NaCl固体中混有的MgCl2：加入KOH溶液后过滤，

滤液蒸发结晶C．除去碳酸钠中混有的碳酸氢钠：加入过量的氢氧化钠

溶液，蒸发结晶D．除去氢氧化镁中混有的氢氧化钙：放入水中搅拌成浆

状后，加入足量氯化镁溶液，充分搅拌，过滤，沉淀

用蒸馏水洗涤D三、沉淀反应的应用2、某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。下列说法正确的是(

)A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点C．d点无BaSO4沉淀生成D．a点对应的Ksp大于c点对应的KspC三、沉淀反应的应用2、下列说法正确的是()A．根据Ksp(AgCl)=1.77×10-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12，

可以推知AgCl的溶解度比Ag2CrO4的溶解度大B．0.1mol/L的ZnCl2溶液中通入足量硫化氢气体，最终得不

到ZnS沉淀，此时溶液中c(Zn2+)·c(S2-)＜Ksp(ZnS)C．向硫酸钡沉淀中加入碳酸钠溶液，沉淀发生转化，据此

可推知碳酸钡的Ksp比硫酸钡的小D．AgCl在10mL0.01mol/L的KCl溶液中比在20mL0.05mol/L

的AgNO3溶液中溶解的质量少B三、沉淀反应的应用ThankYou！

Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)H2O(l) ZnCO3(s)Zn2+(aq)+CO32-(aq) ZnCO3+2H+

=Zn2++H2O+CO2

H+补充:沉淀的溶解1)通过加入酸，生成弱电解质，可以使得难溶氢氧化物和碳酸盐等难溶电解质溶解。2)通过沉淀的转化，将沉淀转化为可以用酸溶解的物质3)氧化还原反应CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)3CuS+

8HNO3=3S+2NO↑+4H2O+3Cu(NO3)24)生成络合离子AgCl

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

AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl-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。溶解性是指：一种物质溶解在另一种物质中的能力。溶解性是物质的物理性质。固体物质的溶解度定义：在一定温度下，某固态物质在100克溶剂里达到饱