沉淀溶解平衡課件上課

第四節(jié)沉淀溶解平衡1.什么叫飽和溶液？什么叫不飽和溶液？

一定溫度下,一定量的溶劑里不能再溶解溶質(zhì)的溶液叫飽和溶液。能繼續(xù)溶解溶質(zhì)的溶液叫不飽和溶液。2.溶解性是指:_______________________________;

溶解性是物質(zhì)的_____性質(zhì)。物質(zhì)溶解性的大小跟_______________有關(guān)。一種物質(zhì)溶解在另一種物質(zhì)中的能力。物理溶質(zhì)、溶劑的性質(zhì)3.固體物質(zhì)的溶解度：

物質(zhì)的溶解性只是粗略地表示物質(zhì)的溶解能力的強(qiáng)弱,為了精確表示物質(zhì)的溶解能力,化學(xué)上引入了“溶解度”的概念。A.定義：在一定溫度下,某固態(tài)物質(zhì)在100克溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量.叫做這種物質(zhì)在這種溶劑里的溶解度。20℃時(shí),溶解性與溶解度的大小關(guān)系溶解性

易溶

可溶

微溶

難溶溶解度>10g1g—10g0.01g—1g<0.01g物質(zhì)在水中“溶”與“不溶”是相對(duì)的，“不溶”是指難溶，沒有絕對(duì)不溶的物質(zhì)B.注意：

①條件：一定溫度②標(biāo)準(zhǔn)：100g溶劑③狀態(tài)：飽和狀態(tài)④單位：g當(dāng)V(溶解)=V(沉淀)時(shí),得飽和AgCl溶液,建立溶解平衡Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)(二).難溶電解質(zhì)的溶解平衡:1.概念：

在一定條件下,難溶電解質(zhì)溶解成離子的速率與溶液中離子重新結(jié)合成沉淀的速率相等,溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài),叫沉淀溶解平衡。(一).AgCl溶解平衡的建立：溶解AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)

沉淀[例1]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減少的是……………..............()A、Na2CO3溶液B、AlCl3溶液C、NaOH溶液D、CaCl2溶液AB2.特征：難、飽、逆、動(dòng)、等、定、變。3.影響平衡的因素(1)內(nèi)因：相同條件下，不同的電解質(zhì)溶解度不同；不同條件下，相同電解質(zhì)溶解度不同。(2)外因①濃度：加水稀釋，向溶解方向移動(dòng)②溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)，少數(shù)向生成沉淀方向移動(dòng)③同離子效應(yīng)：向平衡體系中加入相同的離子，平衡向生成沉淀的方向移動(dòng)。4.溶度積常數(shù)(簡稱溶度積)—[科學(xué)視野](p65):⑴.溶度積(Ksp):難溶電解質(zhì)的溶解平衡中,離子濃度冪的乘積。

MmAn(s)

mMn+(aq)＋

nAm-(aq)

⑵.表達(dá)式：平衡時(shí)：Ksp＝[c(Mn＋)]m.[c(Am-)]n設(shè)任意時(shí)刻有：Qc＝[c(Mn＋)]m.[c(Am-)]n

當(dāng):Qc>

Ksp

過飽和，析出沉淀

Qc＝Ksp

達(dá)飽和，平衡狀態(tài)

Qc<

Ksp

未飽和⑶.溶度積規(guī)則:25℃時(shí)，Ksp=c(Pb2+).c(I-)2=7.1×10-9注意：書寫溶度積表達(dá)式時(shí)不考慮固體的濃度一定溫度下，當(dāng)難溶電解質(zhì)的化學(xué)式所表示的組成中陰陽離子個(gè)數(shù)比相同時(shí)，Ksp越大的難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)Ag2CO3(s)2Ag++CO32-

Ksp=[Ag+]2[CO32-]=8.1×10-12幾種難溶電解質(zhì)在25℃時(shí)的沉淀溶解平衡和溶度積：AgCl(s)Ag++Cl-

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

Ksp=[Ag+][Br-]=5.0×10-13AgI(s)Ag++I-Ksp=[Ag+][I-]=8.3×10-17（4）Ksp的意義：反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力AgCl、AgBr、AgI三種飽和溶液中[Ag+]由大到小的順序?yàn)椋篈gCl>AgBr>AgI如何計(jì)算？溶解能力:AgCl>AgBr>AgIKsp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)（5）Ksp的影響因素難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)和溫度(三)沉淀反應(yīng)的應(yīng)用1.沉淀的生成方法(1)調(diào)節(jié)pH值法NH4Cl(FeCl3)(2)加入沉淀劑：金屬越不活潑，金屬硫化物越難溶SAgCl>SAg2S如果誤將可溶性鋇鹽（如BaCl2、Ba(NO3)2等）當(dāng)作食鹽或純堿食用，會(huì)造成鋇中毒。中毒患者應(yīng)盡快用5%的Na2SO4溶液洗胃，隨后導(dǎo)瀉使鋇鹽盡快排出，即可化險(xiǎn)為夷。請(qǐng)用沉淀溶解平衡原理解釋其中的原因。SO42-濃度增大，Q﹥Ksp平衡向沉淀方向移動(dòng)Ba2+濃度降低到安全濃度標(biāo)準(zhǔn)以下，從而解毒(3)同離子效應(yīng)BaSO4(s)Ba2++SO42-Ba2+濃度增大平衡向溶解方向移動(dòng)

+2H+

CO2+H2OCO32-濃度減小Q<Ksp2.沉淀的溶解BaCO3(s)

Ba2++CO32-

(1)酸溶解法：(2)堿溶解法

Al3+(aq)+3OH-(aq)Al(OH)3(s)H+(aq)+AlO2-(aq)+H2O(aq)+OH-+H+(3)鹽溶解法Mg(OH)2(S)Mg2+(aq)+2OH-(aq)+NH4ClNH3?H2O向盛有2mL0.1mol/LZnSO4溶液的試管中加入幾滴Na2S(1mol/L)溶液，再向其中滴加0.1mol/L

CuSO4溶液，觀察沉淀顏色的變化。物質(zhì)ZnSCuSKsp1.6×10-241.3×10-36沉淀顏色白色黑色

ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)

+Cu2+(aq)CuS(s)

平衡向溶解方向移動(dòng)總反應(yīng)：ZnS(s)+Cu2+(aq)=

CuS(s)+Zn2+(aq)3.沉淀的轉(zhuǎn)化Q(CuS）>Ksp(CuS)，S2-與Cu2+結(jié)合產(chǎn)生CuS沉淀平衡向沉淀移動(dòng)Q(ZnS）<Ksp(ZnS),ZnS溶解沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)，一般來說，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)；對(duì)于組成類型相同的電解質(zhì)，Ksp大的沉淀容易轉(zhuǎn)化為Ksp小的沉淀。沉淀轉(zhuǎn)化的條件：難溶電解質(zhì)生成更難溶的電解質(zhì)

利用沉淀轉(zhuǎn)化原理，在工業(yè)廢水的處理過程中，常用FeS(s)、MnS(s)等難溶物作為沉淀劑除去廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。Ksp(FeS)=6.3×10-18Ksp(CuS)=1.3×10-36Ksp(HgS)=6.4×10-53Ksp(PbS)=3.4×10-28練習(xí)：寫出FeS(s)與廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反應(yīng)離子方程式。

FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+(aq)齲齒的形成Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)Ksp=6.8×10-37mol9?L-9

牙齒表面覆蓋的牙釉質(zhì)是人體中最堅(jiān)硬的部分，起著保護(hù)牙齒的作用，其主要成分是羥基磷酸鈣[Ca5(PO4)3OH]，它在唾液中存在下列平衡：

殘留在牙齒上的糖發(fā)酵產(chǎn)生有機(jī)酸，牙齒就會(huì)受到腐蝕，為什么?生成的有機(jī)酸能中和OH-，使OH-濃度降低，上述平衡向右移動(dòng)，羥基磷酸鈣溶解，即牙釉質(zhì)被破壞，引起齲齒。牙齒的保護(hù)

已知Ca5(PO4)3F（s）比Ca5(PO4)3OH(s)質(zhì)地更堅(jiān)固、更耐酸腐蝕。請(qǐng)用沉淀溶解平衡知識(shí)解釋使用含氟牙膏能防止齲齒的原因。由于Ksp[Ca5(PO4)3F]﹤Ksp[Ca5(PO4)3OH],即前者更難溶，使用含氟牙膏能生成更堅(jiān)固的氟磷酸鈣[Ca5(PO4)3F]覆蓋在牙齒表面，抵抗Ｈ+的侵襲，從而防止齲齒。Ksp=2.8×10-61mol9?L-9Ca5(PO4)3F(s)

5Ca2+(aq)

+3PO43-(aq)

+F-(aq)Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)Ksp=6.8×10-37mol9?L-9小結(jié)沉淀溶解平衡溶度積沉淀溶解平衡的應(yīng)用1.沉淀的溶解與生成2.沉淀的轉(zhuǎn)化有關(guān)Ksp的計(jì)算化學(xué)資料共享群：279428871CaCO3(S)Ca2+(aq)+CO32-(aq)1.已知Ksp，求S2.已知S,求Ksp3.已知C(Ca2+),求S例:(1)已知25℃，硫酸鋇的Ksp=1.1×10-10,求溶解度(2)已知某溫度時(shí)，Ag2CrO4的S=0.00445g，求Ksp。（1）離子濃度的計(jì)算例1、已知某溫度下KspMg(OH)2=1.8×10-11,求其飽和溶液的pH。例2、已知某溫度下Ksp(CaF2)=5.3×10-9(

mol/L)3,在F-的濃度為3.0mol/L的溶液中Ca2+可能的最高濃度是多少？（2）沉淀的判斷例4、已知某溫度下，Ksp(CaF2)=1.46×10-10,Ka(HF)=3.6×10-4,現(xiàn)向1L0.2mol/LHF溶液中加入1L0.2mol/LCaCl2溶液，問是否有沉淀產(chǎn)生。注意：當(dāng)有弱電解質(zhì)存在時(shí)，兩溶液混合電離平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)，離子濃度計(jì)算時(shí)應(yīng)按稀釋后溶液濃度。（3）混合溶液沉淀順序的判斷例5、某溫度下在0.1mol/LKCl和0.1mol/LK2CrO4混合溶液中，逐滴滴加AgNO3溶液，問AgCl和Ag2CrO4兩種難溶電解質(zhì)，哪個(gè)最先沉淀？Ksp(AgCl)=1.8×10-10Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12（4）混合溶液離子沉淀分離的判斷例6、試通過計(jì)算分析，常溫下能否通過加堿的方法將濃度為0.10mol/L的Fe3+和Mg2+完全分離。Ksp(Mg(OH)2)=1.8×10-11Ksp(Fe(OH)3)=4.0×10-38注意：離子完全沉淀的濃度為1×10-5mol/L討論總結(jié)：對(duì)于平衡AgCl（S）Ag+(aq)+Cl-(aq)

若改變條件，對(duì)其有何影響改變條件平衡移動(dòng)方向C（Ag+）C（Cl-）升溫加水加AgCl（s）加NaCl（s）加NaI（s）加AgNO3(s)→↑

↑→

不變不變不移動(dòng)不變不變←↓↑→

↓

↑←

↑

↓溶洞中美麗的石筍、鐘乳石和石柱是大自然創(chuàng)造的奇跡。石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣與水及二氧化碳反應(yīng)能轉(zhuǎn)化為微溶性的碳酸氫鈣。溶有碳酸氫鈣的水從溶洞頂向溶洞底滴落時(shí)，水分蒸發(fā)，二氧化碳?jí)簭?qiáng)減小以及溫度的變化都會(huì)使二氧化碳溶解度減小而析出碳酸鈣沉淀。這些沉淀經(jīng)過千百萬年的積聚，漸漸形成了鐘乳石、石筍等?；瘜W(xué)與自然珊瑚蟲是海洋中的一種腔腸動(dòng)物，可從周圍的海水中獲取Ca2＋和HCO3-，經(jīng)反應(yīng)形成石灰石外殼。珊瑚周圍的藻類植物的生長會(huì)促進(jìn)碳酸鈣的產(chǎn)生，對(duì)珊瑚的形成貢獻(xiàn)巨大。人口增長、人類大規(guī)?？撤ド帧⑷紵汉推渌瘜W(xué)燃料等因素導(dǎo)致空氣中二氧化碳增多，使海水中二氧化碳濃度增大，干擾珊瑚的生長，甚至造成珊瑚蟲的死亡。美麗的珊瑚礁

牙齒表面由一層硬的、組成為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在下列平衡：

Ca5(PO4)3OH（s）5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)進(jìn)食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，這時(shí)牙齒就會(huì)受到腐蝕，其原因是

。

已知牙齒表面有一層堅(jiān)硬的牙釉質(zhì)羥基磷酸鈣[Ca5(PO4)3(OH)]，它對(duì)牙齒起到保護(hù)作用。使用含氟牙膏能生成更難溶且耐酸的氟磷酸鈣[Ca5(PO4)3F]覆蓋在牙齒表面，抵抗Ｈ+的侵襲

。已知Ca5(PO4)3F（s）的溶解度比上面的礦化產(chǎn)物更小、質(zhì)地更堅(jiān)固。用離子方程表示當(dāng)牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原因：難溶物Ksp表達(dá)式AgClAgBrAgIMg(OH)2Cu(OH)2Ksp=[Ag+][Cl-]Ksp=[Ag+][Br-]Ksp=[Ag+][I-]Ksp=[Mg2+][OH-]2Ksp=[Cu2+][OH-]2Ksp值（25℃）溶解度（g）1.8×10-10mol2L-21.8×10-45.0×10-13

mol2L-28.4×10-68.3×10-17

mol2L-22.1×10-75.6×10-12

mol3L-36.5×10-32.2×10-20

mol3L-3

1.7×10-5試一試

寫出下列難溶物的溶度積表達(dá)式

Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力.一定的溫度下，相同類型的難溶電解質(zhì)的Ksp越小，溶解度越小，越難溶

ZnS(s)Zn2+(aq)+

S2-(aq)

+2H+(aq)H2S↑

平衡向溶解方向移動(dòng)S2-濃度減小Q<Ksp練習(xí)：BaSO4、Fe(OH)3的溶度積表達(dá)式。

Ksp[BaSO4]=c(Ba2+).c(SO42-)單位：mol2L-2

Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+).c(OH-)3

單位：mol4L-4例.25℃下，在1.00L、0.030mol/LAgNO3溶液中加入0.50L、0.060mol/L的BaCl2溶液，能否生成AgCl沉淀？[Ksp(AgCl)=1.80×10-10]解析：兩溶液混合后離子被稀釋c(Ag+)=0.030mol/L×1.00L1.00L+0.50L=0.020mol/Lc(Cl-)=0.060mol/L×0.50L×21.00L+0.50L=0.040mol/L離子積Qc=c(Ag+)·c(Cl-)=0.020mol/L×0.040mol/L=8.0×10-4(mol/L)2所以有：Qc＞Ksp，則有AgCl沉淀生成。Ksp的求算：[例].25℃時(shí),Ksp(PbI2)=7.1×10-9mol3l-3求PbI2的飽和溶液中的c(Pb2+)和c(I-).[解析]：PbI2Pb2++2I-濃度關(guān)系：X2X溶解的PbI2

的濃度為：1.2×10-3moll-1

Ksp=c(Pb2+).c(I-)2=c(Pb2+)×22.c(Pb2+)2

4X3=7.1×10-9mol3l-3c(Pb2+)=1.2×10-3moll-1;c(I-)=2c(Pb2+)=2.4×10-3moll-1Ka或KbKsp

影響因素物質(zhì)本身性質(zhì)和溫度意義弱電解質(zhì)的電離能力注：①一般情況,溫度越高,Ksp越大。

②對(duì)于陰陽離子個(gè)數(shù)比相同

(即:相同類型)的難溶電解質(zhì),Ksp越小,溶解度越小,越難溶。

與弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)做對(duì)比Ksp的意義和影響因素物質(zhì)本身性質(zhì)和溫度等難溶物在水中的溶解能力

幾種難溶電解質(zhì)在25℃時(shí)的溶解平衡和溶度積：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-

(aq)

Ksp=c(Ag+)c(Cl-)=1.8×10-10mol2L-2

AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)

Ksp=c(Ag+)c(Br-)=5.0×10-13mol2L-2

AgI(s)Ag+(aq)+I-

(aq)

Ksp=c(Ag+)c(Br-)=8.3×10-17mol2L-2

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)

+2OH-

(aq)

Ksp=c(Mg2+)c(OH-)2=5.6×10-12mol3L-3溶解能力大小有：AgCl>AgBr>AgI問:AgCl、Mg(OH)2哪個(gè)更難溶?能由Ksp直接判斷嗎?

常溫下AgCl、Mg(OH)2哪個(gè)更難溶？[解析]：對(duì)AgCl有：

Ksp(AgCl)=c(Ag+).c(Cl-)=c(Ag+)2=1.8×10-10mol2l-2

c(Ag+)=1.34×10-5moll-1

即AgCl的溶解濃度為：1.34×10-5moll-1

對(duì)Mg(OH)2有：Ksp[Mg(OH)2]=