第三章第四节+沉淀溶解平衡+高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四节沉淀溶解平衡难溶电解质的沉淀溶解平衡第1课时对“沉淀”认识的拨乱反正AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3我们初中就知道：将AgNO3溶液和NaCl溶液混合可以得到白色沉淀：误区①：误认为沉淀只能是AgCl、Fe(OH)3…之类的不溶物，而NaCl之类的一定不会沉淀。沉淀是相对的，只要达到溶解极限，即便如AgCl之类的沉淀也可溶解，只是较难以实现。物质20℃的溶解度S

g/100gH2OAgCl1.5Ⅹ10-4Fe(OH)33.0Ⅹ10-9物质20℃的溶解度S

g/100gH2ONaCl36.0NaNO388.0思考2

:难溶物(如AgCI)在水中溶解的程度大吗?

用什么衡量呢?思考1:Ag+和CI-反应真能进行到底吗?AgCI在水中完全不能溶解吗？【实验1】向盛有5mL0.1mol/LAgNO3溶液的试管中加入5mL0.1mol/LNaCI溶液，有何现象?

静置一段时间之后，取其上层清液2mL，滴加KI溶液，有何现象?有黄色沉淀生成，是Agl1.说明了什么?

上层清液中有Ag+2.明明已经沉淀完全，为什么溶液中还有Ag+?

那还有CI-吗?“沉淀完全”是相对的，没有真正沉淀完全的反应!【问题探究】定义：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最大克数。符号：S

单位：g溶解度化学式溶解度/g化学式溶解度/gAgCl1.5×10-4Ba(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表3-3几种电解质的溶解度(20℃)难溶物真的不溶于水吗？德国化学家维特在1905年就提出：“从严格的科学意义上来说，不溶物是不存在的，即使最顽固抗水的物质是有很少部分溶解的。“不溶”是相对的，“不溶”是指难溶，没有绝对不溶的物质。200C时，溶解性与溶解度的大小关系溶解性易溶可溶微溶难溶溶解度>10g1g~10g0.01g~1g<0.01g1、溶解是绝对的,不溶是相对的。2、没有绝对不溶的电解质，难溶电解质都会发生微量溶解实验2:

已知PbI2为亮黄色微溶物(溶解度6.9Ⅹ10–2g)。今在装有少量PbI2固体的试管中，加入约3mL蒸馏水，充分震荡后静置,待上层液体变澄清后，向其中滴加几滴0.1mol/L的KI溶液

，观察现象：上层液体绝对不是纯水，而是含有Pb2+的饱和PbI2重新出现黄色沉淀以上实验足以证明：难溶物在水中也有一定的溶解度，所以并不存在100％的完全沉淀。只是，因为它们的溶解度极小，溶解的那一部分平常被我们忽略了。【问题探究】溶解沉淀其实在整个体系中一直存在着两个相反的过程①溶解：在水分子作用下，Pb2+和I-脱离固体表面溶入水中②沉淀：Pb2+和I-结合回到固体表面，析出沉淀最终溶解速率和沉淀速率相等，达到平衡状态，即我们将要学习的沉淀溶解平衡PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)沉淀溶解【问题探究】1、沉淀溶解平衡的基本概念(1)在一定温度下，当沉淀和溶解的速率相等时，形成饱和溶液，达到平衡状态，把这种平衡称为沉淀溶解平衡。(2)沉淀溶解平衡的建立：v(溶解)>v(结晶)

固体溶解v(溶解)=v(结晶)溶解平衡v(溶解)<v(结晶)析出晶体一、沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡方程式：MmAn(s)如AgCl沉淀溶解平衡：

AgCl(s)mMn+(aq)+

nAm-(aq)Ag+(aq)+

Cl-(aq)3(3)表达方法：标明物质状态和可逆符号。(4)溶解平衡的特征：不等于0相等保持不变发生移动逆、等、动、定、变离子浓度小于1×10-5mol/L时，认为反应完全。(5)生成难溶电解质的离子反应的限度①内因：电解质本身的性质。(6)沉淀溶解平衡的影响因素一、沉淀溶解平衡②外因：温度、浓度、同离子效应等，其影响符合“勒夏特列原理”(气体，Ca(OH)2除外)升温，多数平衡向溶解方向移动。

温度：加水，平衡向溶解方向移动；浓度：加与难溶电解质相同离子，平衡向沉淀方向移动同离子效应：反应消耗难溶电解质的离子，平衡向溶解方向移动。化学反应：讨论：在AgCl饱和溶液中，尚有AgCl固体存在，当分别改变下列条件，将如何变化？

AgCl（S）⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)【AgCl固体足量】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NaI（s）加AgNO3(s)→不变不变不移动不变不变→↑↑→↑↑→↑↑↑↑→一、沉淀溶解平衡二、溶度积常数(Ksp）固体浓度视为定值思考：写出难溶物Ag2CrO4、Fe(OH)3的溶度积表达式Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)在一定温度下，沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液，其离子浓度不再发生变化，溶液中各离子浓度幂之积为常数，叫做溶度积常数(简称溶度积)，用Ksp表示。1概念：2表达式：AmBn(s)⇌mAn＋(aq)＋nBm－(aq)二、溶度积常数Ksp的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关。T↑，Ksp↑[Ca(OH)2

相反]3影响Ksp的因素:4Ksp的意义:溶度积

(

Ksp

)

反映了物质在水中的溶解能力。讨论：溶度积和溶解度都可以表示难溶电解质在水中的溶解能力，分析下表，你将如何看待溶度积和溶解度的关系？类型化学式溶度积Ksp溶解度/gABAgBr5.0×10-138.4×10-6ABAgCl1.8×10-101.5×10-4A2BAg2CrO41.1×10-122.2×10-3A2BAg2S6.3×10-501.3×10-16一定条件下：二、溶度积常数（1）对于阴、阳离子个数比相同的电解质

(相同类型的难溶电解质)，Ksp越大，溶解度越大；Ksp越小，溶解度越小（越难溶）。如：Ksp

(AgCl)

＞

Ksp

(AgBr)

＞

Ksp

(AgI)，则溶解度：S

(AgCl)

＞

S

(AgBr)

＞

S

(AgI)（2）对于阴、阳离子个数比不同的电解质(不同类型的难溶电解质)，Ksp小的电解质的溶解度不一定比Ksp大的溶解度小.如Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl)，但Ag2CrO4的溶解度大于AgCl的溶解度。因此，不能通过比较Ksp数值的大小来确定溶解度的大小。(通过计算比较大小）

结论：已知几种难溶电解质在25℃时的溶度积。化学式KspAgCl1.8×10－10AgBr5.4×10－13AgI8.5×10－17Ag2S6.3×10－50Mg(OH)25.6×10－12Fe(OH)24.9×10－17请回答下列问题：(1)25℃时AgCl(s)、AgBr(s)、AgI(s)溶于水形成的饱和溶液中，c(Ag＋)大小关系能否直接判断？三种物质的溶解能力由大到小排序如何？提示能。溶解能力由大到小：AgCl>AgBr>AgI。(2)AgCl、Mg(OH)2哪个更难溶？

典例：(2)AgCl、Mg(OH)2哪个更难溶？

提示

Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝c2(Ag＋)＝1.8×10－10，c(Ag＋)≈1.34×10－5mol·L－1，即AgCl的溶解浓度为1.34×10－5mol·L－1；Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝4c3(Mg2＋)＝5.6×10－12，c(Mg2＋)≈1.12×10－4mol·L－1，即Mg(OH)2的溶解浓度为1.12×10－4mol·L－1，则AgCl更难溶。三、溶度积常数5溶度积（Ksp）与离子积（Q）根据某温度下难溶电解质的溶度积与该溶液中离子积（符号为Q）的相对大小，可以判断该温度下的溶液中难溶电解质的沉淀或溶解情况:二、溶度积常数25℃时，在1.00

L

0.03

mol/L

AgNO3溶液中加入0.50

L

0.06

mol/L的CaCl2溶液，能否生成AgCl沉淀？已知：AgCl的Ksp＝1.8×10－10c(Ag＋)＝(0.03

mol/L×1.00

L)÷(1.00

L＋0.50

L)＝0.020

mol/L

c(Cl－)＝(0.06

mol/L×2×0.50

L)÷(1.00

L＋0.50

L)＝0.040

mol/L

Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.020

mol/L×0.040

mol/L＝8.0×10－46判断能否生成沉淀由于Qc>Ksp，所以有AgCl沉淀生成。二、溶度积常数7利用溶度积计算某种离子的浓度：①25℃时，Ksp

(AgBr)=

5.0×10-10，求AgBr的饱和溶液中的c(Ag+)和c(Br-)。②25℃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-)=3.3×10-4c(Ag+)=c(Br-)=2.2×10-5随堂一练三、溶度积常数8计算某离子开始沉淀的pH值实验测得某水样中的铁离子的浓度为6×10-6mol·L-1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：设溶液中的OH-离子的浓度最少为X才能使水中的铁离子转化为沉淀。Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)=2.6×10-39=6×10-6×X3求得X=7.57×10-12mol·L-1=c(OH-)c(H+)=1.32×10-3mol·L-1pH=2.88答：pH至少要控制在2.88以上。课堂练习1．下列有关AgCl沉淀的溶解平衡状态的说法中，正确的是(

)A．AgCl沉淀的生成和溶解不断进行，但速率相等B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－C．升高温度，AgCl的溶解度不变D．向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl的溶解度不变A

[AgCl固体在溶液中存在溶解平衡，所以溶液中有Ag＋和Cl－，B错；升高温度，AgCl溶解度增大，C错；向平衡体系中加入NaCl固体，增大了c(Cl－)，溶解平衡左移，AgCl溶解度减小，D错课堂练习2．在0.10mol·L－1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH＝8时，c(Cu2＋)＝________mol·L－1(Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20)。若在0.1mol·L－1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2＋完全沉淀为CuS，此时溶液中的H＋浓度是________mol·L－1。课堂练习[解析]

pH＝8时，c(OH－)＝10－6mol·L－1，由硫酸铜的溶度积常数可知：Ksp＝2.2×10－20＝10－12×c(Cu2＋)，得c(Cu2＋)＝2.2×10－8mol·L－1；使Cu2＋沉淀完全，已知c(Cu2＋)＝0.1mol·L－1，根据反应关系式：Cu2＋～2H＋得c(H＋)＝0.2mol·L－1。[答案]

2.2×10－8

0.2课堂总结1、定义2、表达式3、特征4、影响难溶电解质溶解平衡的因素一沉淀溶解平衡二溶度积常数1、定义2、影响Ksp的因素3、Ksp的意义沉淀溶解平衡的应用第三章水溶液中的离子平衡第2课时Applicationofprecipitationdissolutionequilibrium选择性必修一第四节难溶电解质的溶解平衡学习目标变化观念与平衡思想：能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质。科学探究与创新意识：学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题，并设计实验探究方案，进行沉淀转化等实验探究。

难溶电解质的沉淀溶解平衡是动态平衡，我们可以通过改变条件，使平衡向着需要的方向移动——使溶液中的离子转化为沉淀，或沉淀转化为溶液中的离子。因此，沉淀溶解平衡在生产、科研和环保等领域具有广泛的应用。1、沉淀的生成①原理:当Q＞Ksp时，难溶电解质的溶解平衡向左移动，生成沉淀。③方法:②应用：在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，可利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。a、调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH，使Q[Fe(OH)3]___Ksp[Fe(OH)3],可使Fe3＋转变为________沉淀而除去。反应如下：____________________________________。＞Fe(OH)3如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物__________等沉淀而除去，即离子积Q__Ksp时生成沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。a.通入H2S除去Cu2＋的离子方程式：___________________________。b.加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式：___________________。CuS、HgS＞H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋Hg2＋＋S2－===HgS↓b、加沉淀剂法硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)c、同离子效应法随堂练习解析中毒后服用Na2SO4溶液(5.0%)洗胃，此时Q>Ksp(BaSO4)，故与Ba2＋结合生成BaSO4沉淀，可缓解Ba2＋对人体的毒害。可溶性钡盐(如BaCl2等)当做食盐食用，会造成钡中毒。中毒患者常用5.0%的Na2SO4溶液洗胃的原因是什么？2.沉淀的溶解根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子，Qc

<Ksp使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。本质:原理:使沉淀溶解平衡正向移动，由于外界条件的改变，使溶解出的离子浓度降低（生成气体、更难溶的沉淀、络合物、发生氧化还原反应等），进而拉动平衡向溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。①酸溶解法：用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。如CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸。例：CaCO3(s)CO32-(aq)+Ca2+(aq)HCO3-+H++H+H2CO3H2O+CO2↑CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑

2.沉淀的溶解3Ag2S＋8H＋＋2NO3-=6Ag＋＋3S＋2NO↑＋4H2OAgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O③氧化还原溶解法：②配位溶解法:如Ag2S溶于稀HNO3如AgCl溶于氨水④盐溶液溶解法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液Mg(OH)2难溶于水，能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为：Mg(OH)2＋2NH4＋=Mg2＋＋2NH3·H2O2.沉淀的溶解实验方案分别向Mg(OH)2沉淀中加入蒸馏水、盐酸，根据实验现象，得出结论。在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)+2OH－(aq)【思考与交流】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。应用平衡移动原理分析、解释实验中发生的反应，并试从中找出使沉淀溶解的规律。【解释】随堂练习A.NH4NO3 B.NaOHC.MgSO4 D.Na2SO4当氢氧化镁固体在水中达到沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)时，为使Mg(OH)2固体的量减少，需加入少量的（

）A解析要使用Mg(OH)2固体的量减小，应使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡右移，可减小c(Mg2+)或c(OH-)。NH4NO3电离出的NH+能结合OH-，使平衡右移。43.沉淀转化思考：在实际应用中，有时需要将一种沉淀转化为另一种沉淀，那么，在什么条件下能实现沉淀的转化呢？向盛有2滴0.1mol/LAgNO3溶液的试管中滴加2mL0.1mol/LNaCl溶液，至不再有白色沉淀产生。向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液，观察、记录现象；再向其中滴加8滴0.1mol/L的Na2S溶液，观察并记录现象。【实验3-4】沉淀的转化（一）(1)沉淀转化的过程探究(1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化实验操作

实验现象化学方程式NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3AgCl+KI=AgI↓＋KCl2AgI+Na2S=Ag2S↓＋2NaI3.沉淀转化AgClAgIAg2SKINa2S有白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色沉淀黄色沉淀转化为黑色沉淀3.沉淀转化Na2S=S2-+2Na+Agl(s)Ag++l-+Ag2S(s)沉淀的转化示意图KI=I-+K+AgCl(s)Ag++Cl-+从实验中可以得到什么结论？物质溶解度/gAgCl1.5×10-4AgI9.6×10-9Ag2S

1.3×10-16【讨论】沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的方向转化，两者差别越大，转化越容易。实验说明3.沉淀转化【实验3-5】沉淀的转化(二)向盛有2mL0.1mol/LMgCl2溶液的试管中滴加2-4滴2mol/LNaOH溶液，有白色沉淀生成，再滴加4滴0.1mol/LFeCl3溶液，静置。观察并记录现象。向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液生成白色沉淀向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液白色沉淀转变为红褐色静置红褐色沉淀析出，溶液变无色实验结论：Fe(OH)3比Mg(OH)2溶解能力小。【实验3-5】3.沉淀转化(2)沉淀转化的实质与条件沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程，其实质是沉淀溶解平衡的移动。①实质两种沉淀的溶解度不同，溶解度小的沉淀可以转化为溶解度_____的沉淀，两者溶解度相差_____转化越____。②条件更小越大容易3.沉淀转化(3)沉淀转化的应用锅炉中水垢中含有CaSO4

，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。CaSO4

SO42-+

Ca2+

+CO32-CaCO3水垢成分CaCO3

Mg(OH)2

CaSO4

用饱和Na2CO3溶液浸泡数天疏松的水垢CaCO3

Mg(OH)2用盐酸或饱氯化铵液除去水垢CaSO4+CO32-⇌CaCO3+SO42-CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O①锅炉除水垢3.沉淀转化(3)沉淀转化的应用②自然界中矿物的转化CuSO4＋ZnS=CuS＋ZnSO4CuSO4＋PbS=CuS＋PbSO4CuS(铜蓝)如原生铜硫化物氧化淋滤CuSO4(溶液)ZnSPbS3.沉淀转化(3)沉淀转化的应用③工业废水处理工业废水处理过程中，重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。用FeS除去Hg2＋的离子方程式：FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+随堂练习已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是

（

）A.固体逐渐溶解，最后消失 B.固体由白色变为黑色C.固体颜色变化但质量不变 D.固体逐渐增多，但颜色不变B解析ZnS和CuS的阴、阳离子个数比为1∶1，且Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，可得ZnS溶解度大于CuS，因此在ZnS饱和溶液中加CuSO4会使ZnS沉淀转化生成黑色CuS沉淀。总结沉淀的生成沉淀溶解平衡沉淀的溶解沉淀的转化核心物质寻找平衡比较Q、Ksp改变条件向沉淀生成方向进行向沉淀溶解方向进行应用随堂练习解析溶液中含有FeCl3杂质，将溶液调至pH＝4，可使Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀而除去，注意不能引入新的杂质，可加入ZnO和酸反应调节溶液pH，使铁离子全部沉淀。41.某pH＝1的ZnCl2和HCl的混合溶液中含有FeCl3杂质，为了除去FeCl3杂质，需将溶液调至pH＝4。在调节溶液pH时，应选用的试剂是()A.NaOH B.ZnO C.ZnSO4 D.Fe2O3B随堂练习在AgCl悬浊液中存在平衡：AgCl(s)

Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.6×10－10。下列叙述中正确的是（

）A.常温下，AgCl悬浊液中c(Cl－)＝4×10－5.5mol·L－1B.温度不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，Ksp(AgCl)

减小C.向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr)D.常温下，将0.001mol·L－1AgNO3溶液与0.001mo