难溶性电解质的沉淀溶解平衡课件

第三章

水溶液中的离子反应与平衡第四节

沉淀溶解平衡第一课时

难溶性电解质的沉淀溶解平衡

课前导入肾脏是非常重要的器官，负责过滤血液中的杂质，维持电解质平衡，如果饮食不规律，内分泌紊乱，就会引发肾结石。肾结石的主要成分：CaC2O4Ca2++C2O42-=CaC2O4↓为什么多喝水能有效缓解肾结石？难溶物在水中存在溶解现象和平衡？温馨提示：肾结石是小病，疼起来真要命！

难溶电解质化学式溶解度/gAgCl1.5×10-4AgNO3211AgBr8.4×10-6Ag2SO40.786Ag2S1.3×10-16BaCl235.7Ba(OH)23.89BaSO43.1×10-4Ca(OH)20.160CaSO40.202Mg(OH)26.9×10-4Fe(OH)33×10-9在初中化学中，我们曾根据物质溶解度的大小，将物质分为易溶物、可溶物、微溶物和难溶物。例如，AgCl、BaSO4、Fe(OH)3等都属于难溶物。根据表3-3所提供的溶解度数据，以及你对化学反应限度、化学平衡原理的认识，讨论以下问题：(1)通常我们所说的难溶物在水中是否完全不能溶解？(2)生成AgCl沉淀的离子反应完成后，溶液中是否还有Ag+和Cl-?有溶解度：1.5×10-4g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。

难溶电解质的沉淀溶解平衡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。如何定义难溶电解质？

难溶电解质的沉淀溶解平衡【实验探究】1.向2mL0.1mol·L-1的NaCl溶液中滴加几滴0.1mol·L-1的AgNO3溶液2.向所得白色浑浊液中滴加几滴0.1mol·L-1的KI溶液AgClAgINaClAgNO3KI实验现象:Ag++I-

==AgI↓Ag++Cl-

==AgCl↓离子方程式:

难溶电解质的沉淀溶解平衡Ag+Cl-AgCl在水中溶解平衡尽管AgCl固体难溶于水，但仍有部分Ag＋和Cl-离开固体表面进入溶液，同时进入溶液的Ag＋和Cl-又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时，Ag＋和Cl-的沉淀与AgCl固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态.AgCl固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为：

AgCl(s)Ag＋(aq)+2Cl-（aq)

溶解

沉淀

难溶电解质的沉淀溶解平衡当v溶解＝v沉淀时，得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡溶解速率沉淀速率时间速率沉淀溶解平衡以AgCl为例，分析沉淀溶解平衡的建立溶解沉淀v(溶解)=v(沉淀)两个过程一段时间后

难溶电解质的沉淀溶解平衡1.沉淀溶解平衡状态在一定温度下，固体溶质在水中形成______溶液时，溶液中__________保持不变的状态，该状态下，固体溶质_____的速率和溶液中溶质分子_____的速率达到相等，但溶解和结晶仍在进行。饱和溶质质量溶解结晶在一定温度下，当沉淀和______的速率相等时，即建立了动态平衡，叫做难溶电解质的溶解平衡。如AgCl溶于水的溶解平衡表示为_______________________________________2.沉淀溶解平衡概念溶解AgCl(s)溶解

Ag+(aq)+Cl-(aq)沉淀

难溶电解质的沉淀溶解平衡3.沉淀溶解平衡的特征——可逆过程逆动等定变——达到平衡状态时，溶液中的离子浓度保持不变——当改变外界条件是，溶解平衡发生移动——动态平衡，v溶解=v沉淀≠0

难溶电解质的沉淀溶解平衡b.

书写时注意表明各物质的状态“s/aq”并用“⇌

”连接

a.

不等同于电离平衡【注意】AgCl(aq)Ag+(aq)+Cl-(aq)

4.沉淀溶解平衡的表达式

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)

表示方法：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)

影响难溶电解质沉淀溶解平衡的因素要使AgCl饱和溶液中析出AgCl固体，可采取什么措施？加热浓缩降温加入浓盐酸（同离子效应）(1)内因：电解质本身的性质①绝对不溶的电解质是没有的②同是难溶电解质，溶解度差别也很大③易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡影响难溶电解质溶解平衡的因素：①加水：平衡向溶解方向移动。温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。②同离子效应：加入含有相同离子电解质，平衡向沉淀的方向移动浓度(2)外因:遵循平衡移动原理

影响难溶电解质沉淀溶解平衡的因素对于平衡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

定量描述难溶电解质的溶解程度Ksp=c(Ag+)·c(Cl—)

思考：AgCl溶解平衡的平衡常数如何表示？AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl—(aq)溶解平衡的平衡常数（溶度积）：PS：固体纯物质不列入平衡常数定义：Ksp

称为难溶电解质的沉淀溶解平衡常数，简称溶度积。AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)影响因素：Ksp只受温度影响

T↑，Ksp↑(Ca(OH)2

相反)表达式：

溶度积常数常见难溶电解质的溶度积（25°C）比较AgClAgBrAgI在水中的溶解能力:____________比较BaSO4、CaCO3在水中的溶解能力:__________比较AgCl、

Ag2CrO4在水中的溶解能力:___________AgCl＞AgBr＞AgICaCO3＞BaSO4Ag2CrO4＞AgCl

溶度积常数【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)2(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

溶度积常数溶度积规则

AnBm(s)⇌nAm+(aq)+mBn-(aq)Qc>Ksp时，溶液过饱和，有沉淀析出,直至达到平衡.

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.②溶度积规则①离子积Qc=c(Am+)n·c(Bn-)mQc=Ksp时，沉淀与饱和溶液的平衡.Qc<Ksp时，溶液不饱和，若体系中有沉淀，则沉淀会溶解直至达到平衡.

溶度积常数

A点：Qc=Ksp，无沉淀的饱和溶液B点：Qc=Ksp，有沉淀的饱和溶液C点：Qc>Ksp，析出沉淀趋于平衡D点：Qc<Ksp，无沉淀不饱和溶液

溶度积常数【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↓

判断溶液中离子能否沉淀完全

溶度积常数【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？

判断沉淀析出的顺序解：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

溶度积常数计算某离子开始沉淀的pH和完全沉淀的pH【例】实验测得某水样中的铁离子的浓度为2.6×10-3mol/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

=1×10-36mol/Lc(OH-)

=1×10-12mol/Lc(H+)

=

1×10-2mol·L-1pH

=2pH要控制在2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Ksp计算。

氢氧化物沉淀不一定在碱性环境

随堂训练1.关于CaCO3沉淀溶解平衡的说法正确的是()A．CaCO3沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等B．CaCO3难溶于水，溶液中没有Ca2＋和CO32-C．升高温度，CaCO3沉淀的溶解度无影响D．向CaCO3悬浊液中加入Na2CO3固体，CaCO3沉淀的溶解度不变

A

随堂训练2.在100mL0.01mol/LKCl溶液中，加入1mL0.01mol/LAgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl的Ksp=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AgClA

随堂训练3.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

随堂训练4.某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸，下列说法正确的是()A.AgCl的溶解度、Ksp均减小B.AgCl的溶解度、Ksp均不变C.AgCl的溶解度减小、Ks