沉淀溶解平衡（教學(xué)課件） 高二化學(xué)同步備課系列（人教版2019選擇性必修1）

第1講

沉淀溶解平衡新人教版化學(xué)選擇性必修一第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第四節(jié)電解池想一想新課導(dǎo)入常溫下，物質(zhì)溶解性與溶解度的關(guān)系溶解性易溶可溶微溶難溶溶解度>10g1-10g0.01-1g<0.01gAgNO3BaCl2Ba(OH)2Ag2SO4Ca(OH)2CaSO4AgClAgBrAg2SBaSO4Mg(OH)2Fe(OH)3新課導(dǎo)入

(1)通常所說的難溶物是指在常溫下，其溶解度小于0.01g,并不是在水中完全不能溶解。

(2)生成AgCl沉淀的離子反應(yīng)是指進(jìn)行到一定限度，并不能完全進(jìn)行到底，此時溶液中還有Ag+和Cl-。思考解答Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)新課導(dǎo)入新課導(dǎo)入

一方面，在水分子作用下，少量Ag＋和Cl-脫離AgCl的表面進(jìn)入水中，這一過程就是溶解；

另一方面，溶液中的Ag＋和Cl-受AgCl表面陰、陽離子的吸引，回到AgCl的表面析出，這一過程就是沉淀。水合Ag+水合Cl-AgCl在溶液中存在兩個過程：新課導(dǎo)入

模塊一難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡一、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡

在一定溫度下，當(dāng)沉淀和溶解的速率相等時，得到AgCl的飽和溶液，即建立下列動態(tài)平衡：1.沉淀溶解平衡

速率0時間v(沉淀)v(溶解)v(溶解)=v(沉淀)得到飽和AgCl溶液，建立沉淀溶解平衡tAgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)溶解沉淀人們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡。一、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡1.沉淀溶解平衡

在一般情況下，當(dāng)溶液中剩余離子的濃度小于1×10-5mol/L時，化學(xué)上通常認(rèn)為生成沉淀的反應(yīng)就進(jìn)行完全了

一、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡（1）內(nèi)因：難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)2.沉淀溶解平衡影響因素

（2）外因：①濃度：加水，平衡向溶解方向移動②溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動（原因：溶解吸熱）；但少數(shù)向沉淀方向移動（例：Ca(OH)2）一、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡（2）外因：加入相同的離子，平衡向沉淀方向移動加入與體系中某些離子反應(yīng)的物質(zhì)，產(chǎn)生氣體或更難溶的物質(zhì)，導(dǎo)致平衡向溶解的方向移動2.沉淀溶解平衡影響因素

③同離子效應(yīng)：④發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：一、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡3.溶度積

與電離平衡、水解平衡一樣，難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡也存在平衡常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，簡稱溶度積，符號為Ksp。一、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡3.溶度積

對于溶解平衡：MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)反應(yīng)，

Ksp=[c(Mn+)]m·[c(Am-)]n

例：Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)

例：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)Ksp=c2(Ag+)·c(S2-)Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)固體純物質(zhì)一般不列入平衡常數(shù)一、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡

Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力，例：Ksp（AgCl）=1.8×10-10Ksp（AgBr）=6.3×10-15

說明S(AgCl)>S(AgBr)3.溶度積

意義對于同類型（陰、陽離子個數(shù)相同）的難溶電解質(zhì)在相同溫度下，Ksp越大→S(溶解度)越大一、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡

Ksp與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動，Ksp

增大。特例：Ca(OH)2升溫Ksp

減小。3.溶度積

影響因素一、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡判斷有無沉淀——溶度積規(guī)則Q(離子積)=[c(Mn+)]m·[c(Am-)]nQ>Ksp時，溶液中有沉淀析出Q=Ksp時，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)Q<Ksp時，溶液中無沉淀析出3.溶度積

溶度積的應(yīng)用一、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡判斷有無沉淀——溶度積規(guī)則Q(離子積)=[c(Mn+)]m·[c(Am-)]nQ>Ksp時，溶液中有沉淀析出Q=Ksp時，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)Q<Ksp時，溶液中無沉淀析出3.溶度積

溶度積的應(yīng)用

模塊二溶度積的相關(guān)計(jì)算二、沉淀溶解平衡圖像1.圖像分析

明確圖像中縱、橫坐標(biāo)的含義縱、橫坐標(biāo)通常是難溶物溶解后電離出的離子濃度。二、沉淀溶解平衡圖像①以氯化銀為例，在該沉淀溶解平衡圖像上，曲線上任意一點(diǎn)都達(dá)到了沉淀溶解平衡狀態(tài)，此時Qc＝Ksp。在溫度不變時，無論改變哪種離子的濃度，另一種離子的濃度只能在曲線上變化，不會出現(xiàn)在曲線以外。1.圖像分析

理解圖像中線上點(diǎn)、線外點(diǎn)的含義二、沉淀溶解平衡圖像1.圖像分析

理解圖像中線上點(diǎn)、線外點(diǎn)的含義②曲線上方區(qū)域的點(diǎn)均為過飽和溶液，此時Qc>Ksp。③曲線下方區(qū)域的點(diǎn)均為不飽和溶液，此時Qc<Ksp。二、沉淀溶解平衡圖像1.圖像分析

②溶度積常數(shù)只是溫度的函數(shù)，與溶液中溶質(zhì)的離子濃度無關(guān)，在同一曲線上的點(diǎn)，溶度積常數(shù)相同。抓住Ksp的特點(diǎn)，結(jié)合選項(xiàng)分析判斷①溶液在蒸發(fā)時，離子濃度的變化分兩種情況：A．原溶液不飽和時，離子濃度都增大；B．原溶液飽和時，離子濃度都不變。二、沉淀溶解平衡圖像2.沉淀溶解平衡圖像題的解題策略

①沉淀溶解平衡曲線類似于溶解度曲線，曲線上任一點(diǎn)都表示飽和溶液，曲線上方的任一點(diǎn)均表示過飽和溶液，此時有沉淀析出，曲線下方的任一點(diǎn)均表示不飽和溶液。②從圖像中找到數(shù)據(jù)，根據(jù)Ksp公式計(jì)算得出Ksp的值。③比較溶液的Qc與Ksp的大小，判斷溶液中有無沉淀析出。④涉及Qc的計(jì)算時，所代入的離子濃度一定是混合溶液中的離子濃度，因此計(jì)算離子濃度時，所代入的溶液體積也必須是混合溶液的體積。二、溶度積的相關(guān)計(jì)算A.圖中a點(diǎn)對應(yīng)的是T2溫度下HgS的不飽和溶液B.圖中p、q點(diǎn)對應(yīng)的Ksp的關(guān)系為Ksp(p)<Ksp(q)C.向m點(diǎn)對應(yīng)的溶液中加入少量Hg(NO3)2固體,HgS的Ksp減小D.升高溫度,可實(shí)現(xiàn)由p點(diǎn)向q點(diǎn)的移動C

硫化汞(HgS)是一種難溶于水的紅色顏料,其在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示(已知:T1<T2),下列說法錯誤的是(

)例題1二、溶度積的相關(guān)計(jì)算[解析]T2溫度下,a點(diǎn)對應(yīng)的溶液中Q<Ksp,則a點(diǎn)對應(yīng)的是T2溫度下HgS的不飽和溶液,故A正確;由題圖可知,p點(diǎn)對應(yīng)溶液中c(S2-)、c(Hg2+)均分別小于q點(diǎn)對應(yīng)溶液中c(S2-)、c(Hg2+),則Ksp(p)<Ksp(q),故B正確;溫度不變,溶度積不變,向m點(diǎn)對應(yīng)的溶液中加入少量Hg(NO3)2固體,HgS的Ksp不變,故C錯誤;由T1<T2,Ksp(p)<Ksp(q)可知,升高溫度,溶度積增大,c(S2-)、c(Hg2+)均增大,可實(shí)現(xiàn)由p點(diǎn)向q點(diǎn)的移動,D正確。二、溶度積的相關(guān)計(jì)算常溫下,難溶物Y2X與ZX在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示,若定義其坐標(biāo)圖示:p(A)=-lgc(A),Mn+表示Y+或Z2+。下列說法錯誤的是(

)BA.M表示Y2X的溶解平衡曲線B.常溫下,Y2X的分散系在c點(diǎn)時為懸濁液C.向b點(diǎn)溶液中加入Na2X飽和溶液,析出ZX固體D.ZX(s)+2Y+(aq)?Y2X(s)+Z2+(aq)的平衡常數(shù)K=1014例題2二、溶度積的相關(guān)計(jì)算[解析]由Ksp(Y2X)=c2(Y+)·c(X2-),可得p(X2-)=-2p(Y+)-lgKsp(Y2X),由Ksp(ZX)=c(Z2+)·c(X2-),可得p(X2-)=-p(Z2+)-lgKsp(ZX),橫坐標(biāo)表示陽離子濃度的負(fù)對數(shù),縱坐標(biāo)表示陰離子濃度的負(fù)對數(shù),根據(jù)兩物質(zhì)的陰陽離子個數(shù)比推知,M表示Y2X的溶解平衡曲線,N表示ZX的溶解平衡曲線,A正確;c點(diǎn)在M斜線上方,在金屬陽離子濃度不變時,縱坐標(biāo)越大,表示相應(yīng)的陰離子濃度越小,因此c點(diǎn)Q=c2(Y+)·c(X2-)<Ksp(Y2X),因此c點(diǎn)形成的是Y2X的不飽和溶液,B錯誤;二、溶度積的相關(guān)計(jì)算

課堂檢測答案A1.在100mL0.01mol/LKCl溶液中，加入1mL0.01mol/LAgNO3溶液，下列說法正確的是（）(AgClKsp=1.8×10-10)

A.有AgCl沉淀析出B.無AgCl沉淀

C.無法確定D.有沉淀但不是AgClc(Cl-)=(0.01×0.1)÷0.101=9.9×10-3mol/Lc(Ag+)=(0.01×0.001)÷0.101=9.9×10-5mol/LQC=9.9×10-3×9.9×10-5=9.8×10-7>KSP課堂檢測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)=1.1×10-10

解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉淀后，Ba2+過量，剩余的c(Ba2+)=0.01-0.001=0.009mol/L.c(SO42-)=Ksp/c(Ba2+)=1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8(mol/L)因?yàn)?，剩余的c(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。課堂檢測3.若某溶液中Fe3+和Mg2+的濃度均為0.10mol／L,使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH條件是什么?已知：Ksp[Fe(OH)3]=4×10-39