沉淀溶解平衡與溶度積 課件 高中化學新人教版選擇性必修1（2022-2023學年）

1、第三章 水溶液中的離子反應與平衡第四節(jié) 沉淀溶解平衡第1課時 沉淀溶解平衡與溶度積核心素養(yǎng)發(fā)展目標1.變化觀念與平衡思想：知道難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡及其影響因素，能多角度、動態(tài)地分析難溶電解質(zhì)的溶解平衡。2.證據(jù)推理與模型認知：知道溶度積的意義，建立根據(jù)溶度積和離子積的大小關(guān)系判斷反應進行方向的思維模型。白鰱鯉魚蝌蚪48小時約3.010-7 mol/L約1.710-7mol/L約1.010-7mol/L銀離子對幾種水生動物的半致死濃度電鍍工業(yè)廢水中鍍銀是會產(chǎn)生高濃度的含銀廢水，廢水中的銀以離子的形式存在著且濃度非常高。如若不除去廢水中的銀并回收利用，一方面會極大的影響周圍的環(huán)境；另一方面，銀

2、是貴重金屬直接廢棄過于浪費。沉淀溶解平衡1 mL 0.012 mol/L NaCl溶液1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液Cl- + Ag+ AgCl沉淀溶解平衡工業(yè)上對含銀廢水的處理有電解法、吸附法、離子交換法、沉淀法等。 沉淀法以氯化銀沉淀法為例進行討論。 現(xiàn)用1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液模擬工業(yè)廢水，某同學提出可以加入1 mL 0.012 mol/L的NaCl溶液，充分反應，完全沉淀其中的Ag+。 這種方法是否合理？說明理由?；瘜W式溶解度/ gAgCl1.510-4AgNO3211AgBr8.410-6Ag2SO40.786Ag2S1.310-16BaCl

3、235.7Ba(OH)23.89BaSO43.110-4Ca(OH)20.160CaSO40.202Mg(OH)26.910-4Fe(OH)3310-9 思考與討論在初中化學中，我們曾根據(jù)物質(zhì)溶解度的大小，將物質(zhì)分為易溶物、可溶物、微溶物和難溶物。例如，AgCl、BaSO4、Fe(OH)3等都屬于難溶物。根據(jù)表3-3所提供的溶解度數(shù)據(jù)，以及你對化學反應限度、化學平衡原理的認識，討論以下問題：(1)通常我們所說的難溶物在水中是否完全不能溶解？(2)生成AgCl沉淀的離子反應完成后，溶液中是否還有Ag+和Cl-?沉淀溶解平衡AgNO3BaCl2Ba(OH)2Ag2SO4Ca(OH)2CaSO4Ag

4、ClAgBrAg2SBaSO4Mg(OH)2Fe(OH)3習慣上將溶解度小于0.01 g的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。盡管難溶電解質(zhì)的溶解度很小，但在水中并不是絕對不溶。10g1g0.01g易溶可溶微溶難溶沉淀溶解平衡化學式溶解度/ gAgCl1.510-4AgNO3211AgBr8.410-6Ag2SO40.786Ag2S1.310-16BaCl235.7Ba(OH)23.89BaSO43.110-4Ca(OH)20.160CaSO40.202Mg(OH)26.910-4Fe(OH)3310-9AgNO3BaCl2Ba(OH)2Ag2SO4Ca(OH)2CaSO4AgClAgBrAg2SBaSO4

5、Mg(OH)2Fe(OH)310g1g0.01g易溶可溶微溶難溶沉淀溶解平衡化學式溶解度/ gAgCl1.510-4AgNO3211AgBr8.410-6Ag2SO40.786Ag2S1.310-16BaCl235.7Ba(OH)23.89BaSO43.110-4Ca(OH)20.160CaSO40.202Mg(OH)26.910-4Fe(OH)3310-9 生成AgCl沉淀后，有三種粒子在反應體系中共存：AgCl(s) 、Ag+(aq)、 Cl-(aq) 即使過量的NaCl也無法完全沉淀溶液中的Ag+。+-+-+-+-+-+-溶解+- Ag+ Cl- H2O沉淀AgCl(s) Ag+(aq)

6、 + Cl-(aq)沉淀溶解平衡當AgNO3溶液和NaCl溶液反應：反應起始：充分反應后：(沉淀) (溶解)沉淀增多(沉淀) (溶解)沉淀不再增多達到沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡溶解沉淀AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)注意：可逆號表示沉淀、溶解同時進行物質(zhì)狀態(tài)：固體(s)、溶液(aq)BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42- (aq)【試一試】請寫出BaSO4、CaCO3、AgI、Ag2S的沉淀溶解平衡表達式。 沉淀溶解平衡CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32- (aq) AgI(s) Ag+(aq) + I- (aq) Ag2S(s) 2Ag+(aq) +

7、 S2- (aq)元素守恒、電荷守恒(1)內(nèi)因(決定因素)：難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)。(2)外因：溫度、濃度等條件的影響符合勒夏特列原理。(3)實例分析難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡的影響因素特別提醒：大多數(shù)電解質(zhì)溶解度隨溫度的升高而增大，但也有少數(shù)例外，如Ca(OH)2，溫度越高，溶解度越小。條件改變移動方向c(Mg2)c(OH)加少量水_升溫_加MgCl2(s)_加鹽酸_加NaOH(s)_正向移動正向移動逆向移動正向移動逆向移動不變增大增大增大減小不變增大減小減小增大難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡的影響因素Ksp c(Ag+)c(Cl-)Ksp c2(Ag+)c(S2- )AgCl(s) Ag+(aq) +

8、Cl-(aq)（1）Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2-(aq)（2）溶度積常數(shù)上述1 mL 0.012 mol/L的 NaCl溶液與1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液充分反應后，溶液中剩余Ag+的濃度是多少？涉及化學平衡的計算常需要哪些數(shù)據(jù)？ 難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡的平衡常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，簡稱溶度積，符號為Ksp?；瘜W式Ksp化學式KspAgCl1.810-10CuS6.310-36AgBr5.410-13ZnS1.610-24AgI8.510-17PbS8.010-28Ag2S6.310-50FeS6.310-18Ag2SO41.210-5HgS1.610-52

9、常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)（25 ） 難溶微溶溶度積常數(shù)【想一想】查閱教科書122頁常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)（25 ），你發(fā)現(xiàn)了什么？能提出幾個關(guān)于溶度積的問題嗎？Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。Ksp越小，越難溶?；瘜W式Ksp化學式KspAgCl1.810-10CuS6.310-36AgBr5.410-13ZnS1.610-24AgI8.510-17PbS8.010-28Ag2S6.310-50FeS6.310-18Ag2SO41.210-5HgS1.610-52常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)（25 ） 溶度積常數(shù)【想一想】查閱教科書122頁常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)（25 ），你發(fā)現(xiàn)

10、了什么？能提出幾個關(guān)于溶度積的問題嗎？ Ksp與溫度有關(guān)。其它條件一定時，一般溫度越高，Ksp越大。 根據(jù)某溫度下溶度積Ksp與溶液中離子積Q 的相對大小，可以判斷難溶電解質(zhì)的沉淀或溶解情況。 溶度積常數(shù)cm(An)cn(Bm)KspQ Ksp，溶液中有沉淀析出；Q Ksp，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)；Q Ksp，溶液中無沉淀析出。1 mL 0.012 mol/L NaCl溶液與1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液充分反應后剩余Ag+的濃度為（忽略溶液體積變化）：c(Cl-) 1 mL0.012 mol/L-1 mL0.010 mol/L1 mL+1 mLc(Ag+) Kspc(Cl-

11、) 1.810-7 mol/L0.001 mol/L 0.0011.810-10根據(jù)：Ksp c(Ag+)c(Cl-) 1.810-10 溶度積常數(shù)AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)Ksp c(Ag+)c(Cl-)國家各行業(yè)污染物排放標準中，規(guī)定了不同的Ag+ 排放標準，例如有些行業(yè)規(guī)定不能超過約110-7 mol/L。一般情況，當溶液中剩余離子的濃度小于110-5 mol/L時，化學上通常認為生成沉淀的反應就進行完全了。 溶度積常數(shù)根據(jù)本節(jié)課所學內(nèi)容，請思考如何使沉淀反應完成后，溶液中的Ag+濃度能夠盡量?。磕隳芟氤鰩追N辦法？【分析】根據(jù) Ksp c(Ag+)c(Cl-)保持

12、Ksp不變，使c(Cl-)變大。可以降低反應溫度，使AgCl的Ksp數(shù)值變小。 保持c(Cl-)不變，使Ksp變小。可以增大加入的NaCl溶液的濃度。 化學式Ksp化學式KspAgCl1.810-10CuS6.310-36AgBr5.410-13ZnS1.610-24AgI8.510-17PbS8.010-28Ag2S6.310-50FeS6.310-18Ag2SO41.210-5HgS1.610-52常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)（25 ） 溶度積常數(shù)查閱教科書122頁常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)（25 ），能否給你一些啟示呢？選擇生成Ksp更小的物質(zhì)。可以用含硫化合物沉淀Ag+。（Ag2S的Ks

13、p為6.310-50）【算一算】用Na2S溶液沉淀AgNO3溶液中的Ag+，充分反應后，測得剩余溶液中的S2- 的濃度為1.010-4 mol/L，此時剩余溶液中Ag+的濃度為多少？（ 25 ）Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2-(aq)Ksp c2(Ag+)c(S2-)溶度積常數(shù)Kspc 2(Ag+) c(S2-)6.310-501.010-46.310-46c(Ag+)2.510-23 mol/L化學式Ksp化學式KspAgCl1.810-10CuS6.310-36AgBr5.410-13ZnS1.610-24AgI8.510-17PbS8.010-28Ag2S6.310-50Fe

14、S6.310-18Ag2SO41.210-5HgS1.610-52在工業(yè)廢水處理過程中，以Na2S作沉淀劑，使廢水中的某些金屬離子如Cu2+、Hg2+等，成極難溶的CuS、HgS等沉淀而除去，是分離、除去雜質(zhì)常用的方法。常見難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)（25 ） 溶度積常數(shù)實際處理廢水時，是根據(jù)廢水的成分、離子濃度、排放標準、工藝時長、能源消耗、成本等選擇合適的方法，或者聯(lián)合使用多種方法。已知25 時，Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2CrO4)2.01012，Ksp(AgI)8.51017。(1)25 時，氯化銀的飽和溶液中，c(Cl) ，向其中加入NaCl固體，溶解平衡 ，溶度積常

15、數(shù) 。1.3105molL1左移不變學以致用(2)25 時，氯化銀的飽和溶液和鉻酸銀的飽和溶液中，Ag濃度大小順序為 ，由此可得出 更難溶。Ag2CrO4AgClAgCl在Ag2CrO4的沉淀溶解平衡中學以致用已知25 時，Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2CrO4)2.01012，Ksp(AgI)8.51017。4.7107AgCl和AgI同時沉淀時，溶液中的c(Ag)一定是相同的，所以就有：已知25 時，Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2CrO4)2.01012，Ksp(AgI)8.51017。學以致用(4)將等體積的4103 molL1的AgNO3溶液和410

16、3 molL1的K2CrO4溶液混合 (填“有”或“沒有”)Ag2CrO4沉淀產(chǎn)生。有學以致用已知25 時，Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2CrO4)2.01012，Ksp(AgI)8.51017。(1)Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)、溫度有關(guān)，而與沉淀的量和溶液中離子濃度無關(guān)。(2)Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。在相同溫度時，對于同類型物質(zhì)，Ksp數(shù)值越大，難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強。如由Ksp數(shù)值可知，溶解能力：AgClAgBrAgI，Cu(OH)2中c(Ag)0.03 molL1，也抑制了AgCl(s)的溶解，且抑制程度與相同；中的c(Cl)0.04 molL1

17、，抑制溶解，且抑制程度大于和，AgCl(s)的溶解度更小。所以AgCl的溶解度由大到小的順序是。2.向含有MgCO3固體的溶液中滴加少許濃鹽酸(忽略體積變化)，下列數(shù)值變小的是（ ）A3.下列有關(guān)AgCl的沉淀溶解平衡說法正確的是( )A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解達平衡后不再進行B.AgCl難溶于水，溶液中沒有Ag和ClC.升高溫度，AgCl沉淀的溶解度增大D.向AgCl沉淀溶解平衡體系中加入NaCl固體，AgCl沉淀的溶解度不變C難溶物達到沉淀溶解平衡時沉淀的生成和溶解都不停止，但溶解速率和生成速率相等，A錯誤；沒有絕對不溶的物質(zhì)，B錯誤；溫度越高，一般物質(zhì)的溶解度越大，C正確；向AgCl沉淀溶解平衡體系中加入NaCl固體，使溶解平衡左移，AgCl的溶解度減小，D錯誤。4.在一定溫度下，當Mg(OH)2固體在水溶液中達到下列平衡時：Mg(OH)2(s) Mg2(aq)2OH(aq)，要使Mg(OH)2固體減