沉淀溶解平衡課件高二化學(xué)人教版選擇性必修1

3.4沉淀溶解平衡【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.認(rèn)識(shí)難溶電解質(zhì)在水中存在沉淀溶解平衡,并能通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解沉淀的生成、溶解與轉(zhuǎn)化，并能應(yīng)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋。3.學(xué)會(huì)通過(guò)比較Q與Ksp的大小判斷難溶電解質(zhì)的沉淀與溶解，學(xué)會(huì)從定量的角度分析沉淀的生成與轉(zhuǎn)化。電子醫(yī)用金屬在電子、醫(yī)用金屬、珠寶等行業(yè)，都需要用到銀材料，生產(chǎn)廢水中含有的銀離子，屬于重金屬污染，這些生產(chǎn)廢水未經(jīng)處理如果排入了河流中會(huì)怎樣？珠寶【情景導(dǎo)入】【資料】

白鰱鯉魚(yú)蝌蚪48小時(shí)約3.0×10-7

mol/L約1.7×10-7mol/L約1.0×10-7mol/L銀離子對(duì)幾種水生動(dòng)物的半致死濃度資料顯示，濃度約10-7mol/L的銀離子，經(jīng)過(guò)48小時(shí)，就可以導(dǎo)致水體中,一半的白鰱、鯉魚(yú)、蝌蚪死亡，屬于劇毒。工業(yè)廢水中的銀離子需要除去后才能排放?；瘜W(xué)是如何解決這一問(wèn)題的呢？

【思考】現(xiàn)用1mL0.010mol/LAgNO3溶液模擬工業(yè)廢水，加入1mL0.012mol/L的NaCl溶液，充分反應(yīng)。

請(qǐng)問(wèn)溶液中還有Ag+和Cl-嗎？【實(shí)驗(yàn)證實(shí)

】向AgNO3與NaCl完全反應(yīng)后的溶液中加入Na2S溶液，觀察現(xiàn)象?！窘Y(jié)論

】不存在絕對(duì)不溶解的電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)也存在微量的溶解。AgCl(s)

?Ag+(aq)+Cl-(aq)

Ag++Cl-=AgCl↓即使Cl-過(guò)量，溶液中依然有Ag+?；瘜W(xué)式溶解度/gAgCl1.5×10-4AgNO3211AgBr8.4×10-6Ag2SO40.786Ag2S1.3×10-16BaCl235.7Ba(OH)23.89BaSO43.1×10-4Ca(OH)20.160CaSO40.202Mg(OH)26.9×10-4Fe(OH)33×10-9通過(guò)觀察表格中的數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)，表格中的物質(zhì)都可以在水中溶解，但是不同的電解質(zhì)在水中的溶解度差別很大。如AgCl的溶解度只有1.5×10-4克,而AgNO3的溶解度是211克。p79【思考與討論】10g1g0.01g易溶可溶微溶難溶0.1g一、難溶電解質(zhì)的溶解平衡

【思考】物質(zhì)中是否存在溶解與沉淀的可逆過(guò)程？

溶解

AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl－(aq)

沉淀【思考與交流】下圖是向10ml蒸餾水中加入1g碳酸鈣（溶解度5.3×10-4g）后溶液電導(dǎo)率變化，當(dāng)電導(dǎo)率不變時(shí)，再向其中加入10ml蒸餾水，再次觀察電導(dǎo)率的變化。（1）將CaCO3加入水中，溶液的電導(dǎo)率增大，說(shuō)明什么？（2）一段時(shí)間后，電導(dǎo)率為什么保持不變？（3）在e點(diǎn)加入10ml蒸餾水，電導(dǎo)率為什么先減小后增大？一段時(shí)間后為什么又保持不變？電導(dǎo)率不變時(shí)，CaCO3的溶解停止了嗎？（4）在每次加入10ml蒸餾水后，為什么重復(fù)出現(xiàn)上述現(xiàn)象？

CaCO3(s)?Ca2+(aq)+CO32-(aq)

解釋?zhuān)好看渭铀?，碳酸鈣又會(huì)溶解，溶液經(jīng)過(guò)了飽和→不飽和→飽和的過(guò)程，相同溫度下，同種物質(zhì)的飽和溶液，濃度相等。一、難溶電解質(zhì)的溶解平衡

在一定條件下，難溶電解質(zhì)溶于水，當(dāng)沉淀溶解速率與沉淀生成速率相等時(shí)，形成溶質(zhì)的飽和溶液，達(dá)到平衡狀態(tài)，這種平衡稱(chēng)為沉淀溶解平衡逆、動(dòng)、等、定、變1.定義：2.溶解平衡方程式：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)4.特征：3.建立：v溶解〉v沉淀，固體溶解；v溶解

=v沉淀，溶解平衡；v溶解くv沉淀，析出晶體。氯化銀濁液中存在平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)（吸熱），若改變下列條件，對(duì)其平衡有何影響？移動(dòng)方向C(Ag+)C(Cl-)

升溫

加水加AgCl(s)

加NaCl(s)加NaI(s)右右左不移動(dòng)增大增大

不變?cè)龃鬁p小5.影響溶解平衡的因素遵循勒夏特列原理

不變

不變右減小增大

不變5.影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的因素：a.絕對(duì)不溶的電解質(zhì)是沒(méi)有的。b.同是難溶電解質(zhì)，溶解度差別也很大。①內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)②外因：b.濃度：加水，平衡向溶解方向移動(dòng)。a.溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)。d.離子發(fā)生反應(yīng)，平衡向溶解的方向移動(dòng)。c.同離子效應(yīng)，平衡向生成沉淀的方向移動(dòng)。1.書(shū)寫(xiě)CaCO3、Mg(OH)2溶解平衡的表達(dá)式。練習(xí)2.已知溫度越高,AgI在水中的溶解度越大?，F(xiàn)向含有AgI固體的AgI飽和溶液中分別進(jìn)行如下操作,有關(guān)離子濃度的變化情況如下:(1)若加熱,則c(I-)

(填“增大”“減小”或“不變”,下同)。(2)若加少量水,則c(I-)

。(3)若加入AgNO3固體,則c(I-)

。(4)若加更多的AgI固體,則c(Ag+)

。

增大不變減小不變【練習(xí)3】下列說(shuō)法中,正確的是（）

A.飽和石灰水中加入一定量生石灰,溫度明顯升高,所得溶液的pH會(huì)增大

B.AgCl懸濁液中存在平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),往其中加入少量NaCl粉末,平衡會(huì)向左移動(dòng),AgCl的溶解度變小

C.AgCl懸濁液中加水,平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)向溶解方向移動(dòng)，離子濃度增大D.硬水含有較多Ca2+、Mg2+、HCO3-

、SO42-,加熱煮沸可以完全除去其中的Ca2+、Mg2+B

1mL

0.012mol/L的NaCl溶液與1mL

0.010mol/LAgNO3溶液充分反應(yīng)后，溶液中剩余Ag+的濃度是多少？【思考】二、溶度積常數(shù)1.定義在一定溫度下，在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，各離

子濃度冪之積為一常數(shù)，叫做溶度積常數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)溶度積，

用Ksp表示。2.表達(dá)式Ksp＝[c(Mn＋)]m·[c(Am—)]n練習(xí)：寫(xiě)出Mg(OH)2、Ag2CrO4的溶解平衡方程式的溶度積常數(shù)表達(dá)式。MmAn(s)mMn+(aq)+nAm－(aq)

【例1】氯化銀在25℃時(shí)溶解度為0.000192g，求它的溶度積常數(shù)。解：因?yàn)锳gCl飽和溶液極稀，可以認(rèn)為1gH2O的體積和質(zhì)量與1mLAgCl溶液體積和質(zhì)量相同，所以在lLAgCl飽和溶液中含有AgCl0.00192g，溶解的AgCl完全電離，故：c(Ag+)=c(Cl-)＝0.00192g/143.4g·mol-1

＝1.34×10-5mol·L-1

KSP(AgCl)＝c(Ag+)·c(Cl-)=(1.34×l0-5)2＝1.8×10-10

結(jié)論：容度積和溶解度都可以表示物質(zhì)的溶解性，兩者可以互相換算。換算時(shí)都需要先求出物質(zhì)的量濃度。【例2】已知Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5,Ksp(Ag2S)=6.3×10-50,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=5.4×10-13。在上述各銀鹽飽和溶液中,c(Ag+)由大到小的順序?yàn)?

)。A.Ag2SO4>AgCl>Ag2S>AgBrB.Ag2SO4>Ag2S>AgCl>AgBrC.Ag2SO4>AgCl>AgBr>Ag2S

D.Ag2SO4>Ag2S>AgBr>AgClC化學(xué)式溶解度/gAgCl1.5×10-4Ag2SO40.786Ag2S1.3×10-16AgBr8.4×10-6BaSO43.1×10-4CaSO40.202

(1)溶度積Ksp僅僅是溫度的函數(shù)。

(2)溶度積與溶解度均可表示物質(zhì)的溶解性。

(3)在一定溫度下，相同類(lèi)型的物質(zhì)，溶度積越大，

其溶解度越大,且飽和溶液濃度越大，離子濃度越大。3.影響因素及意義4.溶度積的應(yīng)用AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)Q>Ksp時(shí)，溶液過(guò)飽和，有沉淀析出，直至達(dá)到平衡。Q=Ksp時(shí)，溶液飽和，處于沉淀溶解平衡狀態(tài)。Q<Ksp時(shí)，溶液不飽和，不產(chǎn)生沉淀，還能繼續(xù)溶解。

Q稱(chēng)為離子積，其表達(dá)式中離子濃度是任意的，

為此瞬間溶液中的實(shí)際濃度。②溶度積規(guī)則：用Q和Ksp判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)①離子積Q=c(Am+)n·c(Bn-)m【例題3】1mL

0.012mol/L的NaCl溶液與1mL

0.010mol/LAgNO3溶液充分反應(yīng)后。（1）溶液中剩余Ag+的濃度是多少？（2）根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷，Ag+被完全沉淀了嗎（＜10-5mol/L）？（3）若要使c（Ag+）＜10-7mol/L，求所需c（Cl-）最小值？（1）計(jì)算離子濃度（2）判斷沉淀能否生成（利用Q和Ksp的關(guān)系）【例4】將濃度均為4×10-3mol/L的AgNO3溶液與K2CrO4溶液等體積混合，是否能析出Ag2CrO4沉淀？[已知：Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12]【練習(xí)4】某溶液中c(Mg2+)=0.02mol/L，加入雙氧水和磷酸（設(shè)溶液體積增加1倍），使Fe3+轉(zhuǎn)化為FePO4沉淀，恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5mol/L，列式計(jì)算并判斷：此時(shí)是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？已知：Mg3(PO4)2和FePO4的Ksp分別為1.0×10-24、1.3×10-22。（3）判斷沉淀先后順序【例5】大量碘富集在海藻中，用水浸取后濃縮，濃縮液中主要含I-、Cl-等離子，某濃縮液中含有等濃度0.001mol/L的I-、Cl-。取一定量該濃縮液，向其中滴加AgNO3溶液。[已知：Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgI)=8.5×10-17]（1）當(dāng)AgI開(kāi)始沉淀時(shí)，溶液中c(Ag+)=

。（2）當(dāng)AgCl開(kāi)始沉淀時(shí)，溶液中c(Ag+)=

。（3）滴加AgNO3溶液的過(guò)程中，先沉淀的是哪一種離子？（4）當(dāng)AgCl開(kāi)始沉淀時(shí)，溶液中c(I-)/c(Cl-)為

。【練習(xí)5】當(dāng)向c(Cl-)和c(CrO42-)都是0.100mol·L-1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液(忽略體積改變)時(shí),AgCl和Ag2CrO4中先沉淀的是

,當(dāng)Ag2CrO4開(kāi)始沉淀時(shí),溶液中Cl-的濃度為

。[已知:Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12，3=9.5]分步沉淀：溶液中含有幾種離子，加入某沉淀劑均可生成沉淀，沉淀生成的先后順序按離子積大于溶度積的先后順序沉淀，叫作分步沉淀。對(duì)同一類(lèi)型的沉淀，Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀越完全，對(duì)不同類(lèi)型的沉淀，其沉淀先后順序要通過(guò)計(jì)算才能確定。1.沉淀的生成(1)應(yīng)用：生成難溶電解質(zhì)的沉淀，是工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保工程和科學(xué)研究中除雜或提純物質(zhì)的重要方法之一。三、沉淀溶解平衡的應(yīng)用(2)方法a.加沉淀劑:如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀劑Cu2＋+S2－=CuS↓Hg2＋+S2－＝HgS↓b.調(diào)pH如:工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵，加氨水增大pH使Fe3+轉(zhuǎn)化Fe(OH)3為除去。Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+

2.判斷完全分離或除去某些離子的標(biāo)準(zhǔn)是什么？

這種物質(zhì)的離子濃度小于10-5mol/L時(shí)，沉淀完全。【思考與交流】1.利用沉淀生成的方法來(lái)除去或者分離某種離子的理論依據(jù)是什么？

難溶電解質(zhì)的溶解平衡及其移動(dòng)。3.如果要除去某溶液中的SO42-，你選擇加入鋇鹽還是鈣鹽？為什么？如何使剩余SO42-濃度盡可能小？【例6】已知Ksp【Fe(OH)3】=1×10-38，Ksp【Cu(OH)2】=2×10-20，298K時(shí)，2mol/L氯化銅溶液中含有0.010mol/L的FeCl3雜質(zhì)。（1）計(jì)算Fe3+開(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)溶液的pH。（2）計(jì)算Cu2+開(kāi)始沉淀的pH。（3）若要除去上述溶液中的Fe3+，該如何操作？【難點(diǎn)突破】金屬氫氧化物沉淀的生成和溶解計(jì)算【歸納】①氫氧化物沉淀不一定在堿性環(huán)境；②不同氫氧化物的Ksp不同，金屬離子沉淀的pH也不同，因此可通過(guò)控制pH分離金屬離子。③調(diào)節(jié)pH可選擇氨水、氫氧化鈉或者金屬氧化物、氫氧化物、碳酸鹽等?！舅伎肌咳粢?.1mol/LMnCl2溶液中的Fe3+，該如何操作？【練習(xí)6】腐蝕銅板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的濃度均為0.10mol·L-1，請(qǐng)參照下表給出的數(shù)據(jù)和藥品，簡(jiǎn)述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的實(shí)驗(yàn)步驟______：①通入足量氯氣將Fe2+氧化成Fe3+;②加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.2≦PH<4.7③過(guò)濾［除去Fe（OH）3］①某些難溶于水的鹽能溶于酸中如：CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于鹽酸。原理：設(shè)法不斷移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使Q<Ksp，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)2.沉淀的溶解滴加試劑蒸餾水鹽酸氯化氨溶液現(xiàn)象固體無(wú)明顯

溶解現(xiàn)象迅速溶解逐漸溶解②加入某些鹽促進(jìn)沉淀溶解【實(shí)驗(yàn)3-3】【思考2】P87，5題。Mg(OH)2(s)?Mg2＋(aq)+2OH－(aq)NH4＋結(jié)合OH－，使c(OH－)減小，平衡右移，使Mg(OH)2溶解?！舅伎?】用平衡移動(dòng)的原理分析Mg(OH)2溶于鹽酸和NH4Cl溶液的原因。步驟向2mL0.1mol/LNaCl溶液加2滴0.1mol/LAgNO3溶液。再滴加4滴0.1mol/LKI溶液再滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液現(xiàn)象有白色沉淀析出白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色實(shí)驗(yàn)3-4KINa2S3.沉淀的轉(zhuǎn)化【思考】1.寫(xiě)出上述反應(yīng)的離子方程式，并利用平衡移動(dòng)原理解釋。2.已知：AgCl、AgI、Ag2S的Ksp分別為：1.8×10-10、8.5×10-17、6.3×10-50，試從定量角度解釋上述轉(zhuǎn)化發(fā)生的可能性?！舅伎?】結(jié)合下表和相關(guān)實(shí)驗(yàn)，可以得到什么結(jié)論？物質(zhì)溶解度/gAgCl1.5×10-4AgI

9.6×10-9Ag2S1.3×10-16【思考4】若向2mL0.1mol/LAgNO3溶液中滴加2滴0.1mol/LNaCl溶液，再滴加4滴0.1mol/LKI溶液，得到黃色沉淀，能否證明發(fā)生了沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)AgCl+I-=AgI+Cl-？沉淀轉(zhuǎn)化規(guī)律：沉淀可以從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化，兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。反之則很難進(jìn)行。向2ml0.1mol/L氯化鎂溶液中加入2-4滴2mol/LNaOH溶液；再滴加4滴0.1mol/L氯化鐵溶液觀察現(xiàn)象，試寫(xiě)出相關(guān)方程式，并用平衡移動(dòng)原理解釋。FeCl3靜置【實(shí)驗(yàn)3-5】【練習(xí)7】將AgCl與AgBr的飽和溶液等體積混合，再加入足量濃AgNO3溶液，發(fā)生的反應(yīng)為（）

A.只有AgBr沉淀生成B.AgCl和AgBr沉淀等量生成

C.AgCl沉淀少于AgBr沉淀D.AgCl沉淀多于AgBr沉淀【練習(xí)8】向等濃度的NaCl與NaBr液等體積混合，再加入足量AgNO3溶液，發(fā)生的反應(yīng)為（）

A.只有AgBr沉淀生成B.AgCl和AgBr沉淀等量生成

C.AgCl沉淀少于AgBr沉淀D.AgCl沉淀多于AgBr沉淀【練習(xí)9】已知Ksp(ZnS)=1.6×10-24,Ksp(CuS)=6.3×10-36。計(jì)算反應(yīng)ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)的平衡常數(shù)K值大小?！揪毩?xí)10】已知Ksp(AgI)=8.5×10-17,Ksp(AgCl)=1.8×10-10。碘化銀可以轉(zhuǎn)化為氯化銀沉淀嗎?若可以,計(jì)算將碘化銀飽和溶液轉(zhuǎn)化為氯化銀沉淀,溶液中氯離子的最低濃度(保留計(jì)算過(guò)程)。若不可以,則不用計(jì)算?！揪毩?xí)11】已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，Ksp(BaCO3)=2.6×10-9，請(qǐng)問(wèn)BaSO4能否轉(zhuǎn)化為BaCO3？【歸納】計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)Ksp比較接近或者離子濃度滿(mǎn)足一定要求時(shí)，較難溶的電解質(zhì)也能轉(zhuǎn)化為較易溶電解質(zhì)。CaSO4

SO42－+

Ca2＋

+CO32－CaCO3應(yīng)用1：鍋爐除水垢：P—85鍋爐中水垢中含有CaSO4

，可先用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3。沉淀的轉(zhuǎn)化的應(yīng)用應(yīng)用2：原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用變成硫酸