沉淀溶解平衡课件高二上学期化学人教版选择性必修1

第三章

水溶液中的离子反应与平衡第4节沉淀溶解平衡选择性必修一

化学反应原理一、物质的溶解性1、溶解度：在一定温度下，100g水中能溶解溶质的质量，符号s25℃时，溶解度S：

难溶微溶可溶易溶0.01110（Sg/100g水）难溶≠不溶

在学习初中化学时,我们曾根据物质的溶解度不同将物质分为易溶、可溶、微溶、难溶等。二、沉淀溶解平衡

一定温度下，沉淀溶解的速率等于沉淀生成的速率，溶液中离子的浓度保持不变的状态，叫做“沉淀溶解平衡”。逆、等、定、动、变1、定义：2、表达式：3、特征：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)要求：（1）用连接（2）标明状态，难溶电解质标为s，离子标为aq4.沉淀完全的标志：残留离子浓度小于1×10-5mol.L-1三、影响沉淀溶解平衡的因素2.外因：沉淀本身的性质温度：浓度：温度升高，多数溶解平衡向溶解方向移动。加水稀释：离子浓度：向溶解方向移动同离子效应:平衡逆向移动耗离子效应:平衡正向移动特例：Ca(OH)2不同难溶电解质，溶解度有差别。1.内因：讨论：对于平衡若改变条件，对其有何影响改变条件平衡移动方向C（Ag+）C（Cl-）升温加AgCl（s）加NaCl（s）加AgNO3(s)加Na2S→↑↑

不移动不变不变←↓↑←↑↓→↓↑AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl-(aq)=c(Ag+)·c(Cl-)Ksp

四、溶度积常数（Ksp

）1.定义:

在一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一常数,称溶度积,用符号Ksp表示.试一试写出下列难溶物溶解平衡和溶度积表达式:BaSO4Fe(OH)3Ag2CrO4Cu(OH)2算一算：已知25℃KspFe(OH)3≈2.7×10-39，氢氧化铁饱和溶液中c(OH-)≈

,pH≈

,3×10-10mol/L4.52.表达式:离子积Q=c(Ag+)·c(Cl-)Q>Ksp，Q=Ksp，沉淀和溶解达到平衡，溶液为饱和溶液。Q<Ksp，3、溶度积规则:例：如果将2×10-4mol·L-1的CaCl2溶液与3×10-4mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合，问能否产生沉淀？[已知CaCO3的Ksp=5.0×10-9(mol·L-1)2]Qc=1×10-4mol·L-1×1.5×10-4mol·L-1=1.5×10-8(mol·L-1)2

﹥Ksp结论是能产生沉淀溶液处于过饱和溶液状态，生成沉淀。溶液未达饱和，沉淀发生溶解。离子积:任意时刻离子浓度的幂之积常见难溶电解质的溶度积与溶解度（

25°C）1.8×10-105.4×10-138.5×10-171.1×10-102.6×10-395.0×10-91.5×10-48.4×10-62.1×10-72.4×10-33.0×10-97.1×10-4CaCO3BaSO4Fe(OH)3注意（1）影响因素:Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关，与浓度无关。（2）（意义）

Ksp大小反映难溶电解质的溶解能力，Ksp越小说明难溶物越难溶解。1、沉淀的生成

（1）应用：除杂或提纯物质(2)要求：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好。

（3）方法①、加沉淀剂：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂Cu2＋+S2－=CuS↓Hg2＋+S2－＝HgS↓提示：残留在溶液中的离子浓度小于1X10-5mol/L,就认为离子沉淀完全了。五、沉淀溶解平衡的应用氢氧化物开始沉淀时的pH值（0.1mol/L）沉淀完全时的pH值

(＜10-5mol/L)Cu(OH)24.676.67Fe(OH)31.482.81根据上表的数据，CuCl2中混有少量Fe3+如何除去？(2)调节pH形成氢氧化物沉淀加入氢氧化铜或碱式碳酸铜或氧化铜，调节pH至3～4，促进Fe3+水解，转化为氢氧化铁沉淀。若使Fe3+当c(Fe3+)≤10-5mol·L-1

时认为已完全沉淀）完全沉淀，pH至少应为多少？Fe(OH)3（s）Fe3++3OH–pH=2.8Ksp=c(Fe3+)c3(OH–)=2.6×10-39

随堂练习③氧化还原法根据上表，CuCl2中混有少量Fe2+如何除去？氢氧化物开始沉淀时的pH值（0.1mol/L）沉淀完全时的pH值(＜10-5mol/L)Fe(OH)26.348.34Cu(OH)24.86.4Fe(OH)32.73.7先把Fe2+氧化成Fe3+，加入氢氧化铜或碱式碳酸铜或氧化铜,调节PH至3到4使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤除去沉淀。氧化剂可用：氯气、双氧水、氧气等（不引入杂质）调pH可用：氧化铜、碳酸铜等（不引入杂质）2、分步沉淀

溶液中含有几种离子，加入某沉淀剂均可生成沉淀，沉淀生成的先后顺序按离子积大于溶度积的先后顺序沉淀，叫作分步沉淀。Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀越完全;如AgCl、AgBr、AgI、Ag2S

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3.沉淀的溶解(1)原理根据平衡移动原理，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，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。使Qc

<Ksp例：CaCO3(s)CO32-(aq)+Ca2+(aq)HCO3-+H++H+H2CO3H2O+CO2↑(2)沉淀溶解的方法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。CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑

3Ag2S＋8H＋＋2NO3-=6Ag＋＋3S＋2NO↑＋4H2OAgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O④盐溶液溶解法：③氧化还原溶解法：②配位溶解法:如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液如Ag2S溶于稀HNO3如AgCl溶于氨水【实验3-4】：沉淀的转化一（教材P80）向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的试管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3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。4.沉淀转化AgClAgIAg2SKINa2S白色沉淀黄色沉淀黑色沉淀KI=I-+K+AgCl(s)Ag++Cl-+AgI(s)s(AgCl)=1.5×10-4gs(AgI)=3.7×10-7gs(Ag2S)=1.3×10-16gAgCl(s)+I-AgI(s)+Cl-沉淀的转化示意图沉淀的转化示意图Na2S=S2-+2Na+AgI(s)Ag++I-+Ag2S(s)s(AgCl)=1.5×10-4gs(AgI)=3.7×10-7gs(Ag2S)=1.3×10-16g2AgI(s)+S2-Ag2S(s)+2I-[讨论]:从实验中可以得到什么结论？实验说明：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。物质溶解度/gAgCl1.5×10-4AgI9.6×10-9Ag2S1.3×10-16

【实验3-5】：探究沉淀的转化二（教材P81）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。实验结论：Fe(OH)3比Mg(OH)2溶解能力小。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（3）沉淀转化的实质：沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般是溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。反常：当两种难溶物溶解能力差别不大时,溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。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-CaCO35、沉淀转化的应用①锅炉除水垢水垢成分CaCO3

Mg(OH)2

CaSO4

用饱和Na2CO3溶液浸泡数天疏松的水垢CaCO3Mg(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++2H2O②自然界中矿物的转化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+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