高三溶解平衡溶度積及計算

高三溶解平衡溶度積及計算第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日2、溶度積常數(shù)或溶度積(Ksp)：難溶固體在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)時，離子濃度保持不變（或一定）。其離子濃度的方次的乘積為一個常數(shù)這個常數(shù)稱之為溶度積常數(shù)簡稱為溶度積，用Ksp表示。

PbI2(s)Pb2++2I-

25℃時，Ksp=[Pb2+][I-]2=7.1×10-9mol3L-31、沉淀溶解平衡：盡管PbI2固體難溶于水，但仍有部分Pb2+和I-離開固體表面進(jìn)入溶液，同時進(jìn)入溶液的Pb2+和I-又會在固體表面沉淀下來，當(dāng)這兩個過程速率相等時，Pb2+和I-的沉淀與PbI2固體的溶解達(dá)到平衡狀態(tài)即達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài).PbI2固體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：PbI2(s)Pb2++2I-

第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日3、溶度積(Ksp)的性質(zhì)溶度積(Ksp)的大小與難溶電解質(zhì)性質(zhì)和溫度有關(guān)，與沉淀的量無關(guān).離子濃度的改變可使平衡發(fā)生移動,而不能改變?nèi)芏确e.不同的難溶電解質(zhì)在相同溫度下Ksp不同。幾種難熔電解質(zhì)在25℃時的溶解平衡和溶度積：AgCl(s)Ag++Cl-

Ksp=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10mol2L-2AgBr(s)Ag++Br-

Ksp=[Ag+][Br-]=5.0×10-13mol2L-2AgI(s)Ag++I-Ksp=[Ag+][Br-]=8.3×10-17mol2L-2Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-

Ksp=[Mg2+][OH-]

2=5.6×10-12mol3L-3相同類型的難溶電解質(zhì)的Ksp越小，溶解度越小，越難溶。如:Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)溶解度:AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日4.有關(guān)計算(1).利用溶度積計算某種離子的濃度例1:25℃時，Ksp(PbI2)=7.1×10-9mol3L-3求PbI2的飽和溶液中的[Pb2+]和[I-].練1:25℃時，Ksp(AgBr)=5.0×10-10mol2L-2求AgBr的飽和溶液中的[Ag+]和[Br-].練2:25℃時，Ksp(Mg(OH)2)=5.6×10-12mol3L-3求Mg(OH)2的飽和溶液中的[Mg2+]和[OH-].第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日(2).溶度積Ksp與難溶電解質(zhì)的溶解度的有關(guān)換算例3:25℃時Ksp(AgIO3)=3.1×10-8mol2L-2、Ksp(Ag2CrO3)=1.1×10-12mol3L-3,比較AgIO3、Ag2CrO3的飽和溶液中溶解度的大小.例2:25℃時Ksp(PbI2)=7.1×10-9mol3L-3求PbI2的飽和溶液中PbI2的溶解度.（溶解度s指100g水中溶解溶質(zhì)的克數(shù)或g/L）。練習(xí)1:25℃時，Ksp(Mg(OH)2)=5.6×10-12mol3L-3求Mg(OH)2的飽和溶液中的溶解度..練習(xí)2:25℃時Ksp(Mg(OH)2)=5.6×10-12mol3L-3

、Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2L-2,通過計算比較Mg(OH)2、AgCl的飽和溶液中溶解度的大小.第五頁，共二十五頁，2022年，8月28日例4:已知常溫下，Mg(OH)2在水中的溶解度為6.38×10-3g/L,求Mg(OH)2飽和溶液中的溶度積Ksp。(2)求Mg(OH)2飽和溶液中的pH和[OH-](3)求Mg(OH)2在0.001mol/L的NaOH溶液中的溶解度。(4)求Mg(OH)2在0.001mol/L的MgCl2溶液中的溶解度。第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日作業(yè)1.25℃時，Ksp(Mg(OH)2)=5.6×10-12mol3L-3求Mg(OH)2的飽和溶液中的[Mg2+]和[OH-]和溶解度.2.25℃時Ksp(Fe(OH)2)=4.9×10-17mol3L-3，

Ksp(Al(OH)3)=1.3×10-33mol4L-4,比較Fe(OH)2、Al(OH)3飽和溶液中溶解度的大小.3.(1)已知常溫下，AgI在水中的溶解度為2.1×10-6g/L,求AgI飽和溶液中的溶度積Ksp。(2)求AgI在0.001mol/L的KI溶液中的溶解度。(3)求AgI在0.001mol/L的AgNO3溶液中的溶解度。第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用1、沉淀的溶解與生成離子的濃度商Qc和離子積Ksp的關(guān)系：(1).當(dāng)Qc>Ksp時是過飽和溶液，離子生成沉淀即反應(yīng)向生成沉淀方向進(jìn)行，直到平衡狀態(tài)（飽和為止）。(2).當(dāng)Qc=Ksp時是飽和溶液，已達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)。(3).當(dāng)Qc<Ksp時是不飽和溶液，沉淀溶解即反應(yīng)向沉淀溶解的方向進(jìn)行，直到平衡狀態(tài)（飽和為止）。以上規(guī)則稱為溶度積規(guī)則。沉淀的生成和溶解這兩個相反的過程它們相互轉(zhuǎn)化的條件是離子濃度的大小，控制離子濃度的大小，可以使反應(yīng)向所需要的方向轉(zhuǎn)化。（1）沉淀的溶解第2課時第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日思考：為什么醫(yī)學(xué)上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”，而不用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”?BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為：BaSO4Ba2++SO42-Ksp=1.1×10-10mol2L-2BaCO3Ba2++CO32-Ksp=5.1×10-9mol2L-2由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(qiáng)(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃酸會與CO32-反應(yīng)生成CO2和水，使CO32-離子濃度降低，使Qc<Ksp，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動，使體內(nèi)的Ba2+濃度增大而引起人體中毒。BaCO3Ba2++CO32-+H+CO2+H2O所以，不能用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”。而SO42-不與H+結(jié)合生成硫酸，胃酸中的H+對BaSO4的溶解平衡沒有影響，Ba2+濃度保持在安全濃度標(biāo)準(zhǔn)下，所以用BaSO4作“鋇餐”。第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日（1）沉淀的溶解BaCO3(s)

等難溶鹽溶解在強(qiáng)酸溶液中:BaCO3(s)

+2H+=CO2+H2O+Ba2+CaCO3(s)+2H+=CO2+H2O+Ca2+ZnS(s)+2H+=Zn2++H2S難溶于水的氫氧化物溶解在酸中：Mg(OH)2(s)+2H+=Mg2++2H2OFe(OH)3(s)

+3H+=Fe3++3H2OMg(OH)2(s)溶解在氯化銨等酸性的鹽溶液中:Mg(OH)2(s)+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日(2)沉淀的生成例1：將4×10-3molL-1的AgNO3溶液與4×10-3molL-1的NaCl溶液等體積混合能否有沉淀析出？Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2L-2解：只有當(dāng)Qc>Ksp時，離子才能生成沉淀?；旌虾螅篬Ag+]=2×10-3molL-1,[Cl-]=2×10-3molL-1Qc=[Ag+][Cl-]=2×10-3molL-1

×

2×10-3molL-1

=4.0×10-6mol2L-2>1.8×10-10mol2L-2Qc>Ksp,所以有AgCl沉淀析出。練習(xí)：將4×10-3molL-1的Pb(NO3)2溶液與4×10-3molL-1的KI溶液等體積混合能否有沉淀析出？Ksp(PbI2)=7.1×10-9mol3L-3解：Qc=[pb2+][I-]2=2×10-3molL-1

×(

2×10-3molL-1)2=8×10-9>Ksp(PbI2)所以有PbI2沉淀析出。第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日例2.在1L含1.0×10-3molL-1的SO42-溶液中，注入0.01molBaCl2溶液（假設(shè)溶液體積不變）能否有效除去SO42-?已知:Ksp(BaSO4)=4×10-10

mol2L-2解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉淀后，Ba2+過量，剩余的即[Ba2+]=0.01-0.001=0.009mol/L.[SO42-]=Ksp/[Ba2+]=1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8(mol/L)因?yàn)椋Ｓ嗟募碵SO42-]=1.2×10-8mol/L<1.0×10-5mol/L所以，SO42-已沉淀完全，即有效除去了SO42-。注意：當(dāng)剩余離子即平衡離子濃度≤10-5mol/L時，認(rèn)為離子已沉淀完全或離子已有效除去。第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日例.用5%的Na2SO4溶液能否有效除去誤食的Ba2+?已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2L-2解：5%的Na2SO4溶液中的[SO42-]≈0.352mol/L,[Ba2+]=(1.1×10-10mol2L-2)/(0.352mol/L)=2.9×10-10molL-1

因?yàn)槭Ｓ嗟腫Ba2+]<10-5mol/L所以有效除去了誤食的Ba2+。第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日作業(yè)：1.(1)已知常溫下，AgI在水中的溶解度為2.1×10-6g/L,求AgI飽和溶液中的溶度積Ksp。(Ksp=8.1×10-17mol2L-2)(2)求AgI在0.001mol/L的KI溶液中的溶解度。(8.1×10-14molL-1)(3)求AgI在0.001mol/L的AgNO3溶液中的溶解度。8.1×10-14molL-1

2.將4×10-3molL-1的AgNO3溶液與2×10-4molL-1的NaCl溶液等體積混合能否有AgCl沉淀析出？

Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2L-2

(Qc=2×10-7mol2L-2>Ksp有沉淀析出)3.將10ml4×10-4molL-1的MgSO4溶液與10ml2×10-4molL-1的NaOH溶液混合能否有Mg(OH)2沉淀析出？Ksp(Mg(OH)2)=5.6×10-12mol3L-3

（Qc=2×10-12mol3L-3

<Ksp)4.在0.5L2.0×10-4molL-1的BaCl2mol/LH2SO4溶液,能否將Ba2+沉淀完全?[H+]的濃度多少？

已知:Ksp(BaSO4)=4×10-10

mol2L-2第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日第三課時1.在10mL1.0×10-3mol/L的MgSO4溶液中，加入10mL0.04mol/L的NaOH溶液，是否有沉淀析出？若有沉淀析出，Mg2+是否沉淀完全？Ksp(Mg(OH)2)=5.6×10-12mol3L-32.在10mL1.0×10-3mol/L的MgSO4溶液中，加入10mL0.4mol/L的氨水溶液，是否有沉淀析出？Ksp(Mg(OH)2)=5.6×10-12mol3L-3

Kb=1.8×10-5molL-1例1：在10mL1.0×10-3mol/L的MgSO4溶液中，有沉淀析出和沉淀析出完全時氫氧根離子濃度分別是多少？設(shè)體積不變。

已知Ksp(Mg(OH)2)=5.6×10-12mol3L-3例2：在100mL溶液中，其中含有0.001mol的NaCl和0.001mol的K2CrO4,逐滴加入AgNO3溶液時，設(shè)溶液的體積不變，通過計算說明誰先沉淀？Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2L-2

Ksp(Ag2CrO3)=1.1×10-12mol3L-3第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日

交流?研討

1.溶洞里美麗的石筍、鐘乳是如何形成的？2.海洋中的多彩珊瑚又是怎樣生長形成的？2.沉淀的轉(zhuǎn)化ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀(1).在1試管中加入ZnSO4溶液，再滴入Na2S溶液，觀察現(xiàn)象。(2).靜置后傾去上層清液，蒸餾水洗滌沉淀2-3次。(3).向沉淀中滴加適量的CuSO4溶液，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有白色沉淀出現(xiàn)，白色沉淀轉(zhuǎn)化成為黑色沉淀。為什么白色的ZnS沉淀會轉(zhuǎn)化成為黑色的CuS沉淀？觀察思考第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日ZnS在水中存在沉淀溶解平衡：CuS在水中存在沉淀溶解平衡：ZnS與CuS是同類難溶物，Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),CuS的溶解度遠(yuǎn)小于ZnS的溶解度。當(dāng)向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液時，ZnS溶解產(chǎn)生的S2-與CuSO4溶液中的Cu2+足以滿足Qc>Ksp(CuS)的條件，S2-與Cu2+結(jié)合產(chǎn)生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。CuS沉淀的生成，使得S2-的濃度降低，導(dǎo)致S2-與Zn2+的Qc<Ksp(ZnS),使得ZnS不斷的溶解，結(jié)果是ZnS沉淀逐漸轉(zhuǎn)化成為CuS沉淀。ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)Ksp=1.6×10-24mol2?L-2CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)Ksp=1.3×10-36mol2?L-2(1)ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀的定性解釋第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日ZnS(s)

Zn2+(aq)+

S2-(aq)

+Cu2+(aq)CuS(s)

平衡向右移動ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀的總反應(yīng)：ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動。一種沉淀可轉(zhuǎn)化為更難溶的沉淀，難溶物的溶解度相差越大，這種轉(zhuǎn)化的趨勢越大。如：在AgCl(s)中加入NaI溶液可轉(zhuǎn)化為AgI(s)沉淀。在CaSO4(s)加入Na2CO3溶液可轉(zhuǎn)化為CaCO3(s)沉淀。第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日作業(yè)1.在含有0.1mol/l的NaCl和NaI的混合溶液中加入AgNO3溶液，計算說明。何者先產(chǎn)生沉淀？AgCl和AgIKsp分別為1.8×10-10和8.3×10-172.在10mL1.0×10-3mol/L的MnSO4溶液中，有沉淀析出和沉淀析出完全時，Mn2+沉淀完全的氫氧根離子濃度分別是多少？

已知Ksp(Mn(OH)2)=4.0×10-14mol3L-33.在10mL1.0×10-3mol/L的MnSO4溶液中，加入10mL0.4mol/L的氨水溶液，是否有沉淀析出？Ksp(Mn(OH)2)=5.6×10-12mol3L-3

Kb=1.8×10-5molL-14.在10mL1.0×10-3mol/L的MnSO4溶液中，加入10mL某濃度的氨水溶液，要有Mn(OH)2沉淀析出，氨水的物質(zhì)的量濃度至少要有多大？Ksp(Mn(OH)2)=5.6×10-12mol3L-3

Kb=1.8×10-5molL-1第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日例：在ZnS沉淀加入10mL0.001mol/L的CuSO4溶液是否有CuS沉淀生成？已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24

Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2?L-2解：ZnS沉淀中的硫離子濃度為：[S2-]=[Zn2+]=(Ksp)1/2=(1.6×10-24)1/2=1.26×10-12(mol/L)Qc=[Cu2+][S2-]=1.0×10-3mol/L×1.26×10-12mol/L=1.26×10-15mol2?L-2因?yàn)椋篞c(CuS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀會轉(zhuǎn)化為CuS沉淀練習(xí):已知Ksp(MnS)=2.5×10-13Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2?L-2通過計算說明MnS沉淀中滴加0.01mol/L的Pb(NO3)2溶液是否有PbS沉淀析出。(2).ZnS沉淀為什么轉(zhuǎn)化為CuS沉淀的定量計算第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日利用沉淀轉(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)=6.3×10-18mol2?L-2Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2?L-2Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2?L-2Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2?L-2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+FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日

Cu2++MnS(s)=CuS(s)+Mn2+Cu2++H2S=CuS+2H+Cu2++S2-=CuSCu2++HS-=CuS+H+用MnS、H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S作沉淀劑都能除去工業(yè)廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日水垢中的Mg(OH)2是怎樣生成的?硬水:是含有較多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和SO42-的水.加熱時：

Ca2++2HCO3-=CaCO3+CO2+H2OMg2++2HCO3-=MgCO3+CO2+H2OMgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2為什么在水垢中鎂主要以Mg(OH)2沉淀形式存在，而不是以MgCO3沉淀的形式存在？比較它們飽和時[Mg2+]的大小。第二十三頁，共二十五頁，2022年，8