3.4 沉淀溶解平衡（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二化学选择性必修第一册（人教版2019）

第四节 沉淀溶解平衡 知识点 1 沉淀溶解平衡 必备知识 清单破 1.物质溶解性与溶解度的关系(20 ℃)   第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 2.沉淀溶解平衡 (1)概念:在一定温度下,当某种物质沉淀和溶解速率相等时,形成该物质的饱和溶液,达到平衡 状态,人们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。 (2)沉淀溶解平衡的建立(以AgCl溶液为例) 　　AgCl(s)  Ag+(aq)+Cl-(aq): ①v溶解>v沉淀,固体溶解; ②v溶解=v沉淀,沉淀溶解平衡; ③v溶解<v沉淀,析出沉淀。 (3)表示:难溶电解质AmBn的沉淀溶解平衡一般表达式为AmBn(s)  mAn+(aq)+nBm-(aq)。难溶 电解质用“s”标明状态,溶液中离子用“aq”标明状态,用“  ”连接。如Fe(OH)3(s)   Fe3+(aq)+3OH-(aq)。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 (4)特征   第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 3.影响沉淀溶解平衡的因素 (1)内因 难溶电解质本身的性质,这是决定因素。 (2)外因 ①浓度:加水稀释,平衡向沉淀溶解的方向移动。 ②温度:升高温度,多数平衡向沉淀溶解的方向移动;少数平衡向生成沉淀的方向移动,如Ca(OH)2的溶解平衡。 ③同离子效应:向平衡体系中加入含原体系中某离子的物质,平衡向生成沉淀的方向移动。 ④其他:向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶的物质或气体的离子时,平 衡向沉淀溶解的方向移动。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 知识点 2 溶度积常数 1.概念:难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时的平衡常数,称为溶度积常数,简称溶度 积,符号为Ksp。 2.表达式:AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)的Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)。 3.影响因素:Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。 特别提醒    一般温度升高,Ksp增大,但Ca(OH)2的Ksp减小。 4.Ksp的意义:反映了难溶电解质在水中的溶解能力。相同温度下,对于同类型物质(如AgCl、 AgBr、AgI等),Ksp数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强。 特别提醒    相同温度下,对于不同类型的物质,Ksp差距不大时不能直接作为溶解能力大小的 比较依据。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 5.应用:利用溶度积规则可判断给定条件下有无沉淀生成。 　　离子积(Q):对于AmBn(s)  mAn+(aq)+nBm-(aq),任意时刻Q=cm(An+)·cn(Bm-)。 (1)Q>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出; (2)Q=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态; (3)Q<Ksp,溶液未饱和,无沉淀析出。 6.溶度积常数的有关计算【详见定点1】 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 知识点 3 沉淀溶解平衡的应用 1.沉淀的生成 (1)原理:当Q>Ksp时,难溶电解质的沉淀溶解平衡向左移动,生成沉淀。 (2)应用:可利用生成沉淀分离或除去溶液中的杂质离子。 (3)方法 ①调节pH法:如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH,反应的离子方程式为Fe3++ 3NH3·H2O  Fe(OH)3↓+3N 。 ②加沉淀剂法:如用H2S沉淀Cu2+,反应的离子方程式为Cu2++H2S  CuS↓+2H+。 特别提醒　沉淀剂的选择 (1)既要除去溶液中的指定离子,又不影响其他离子的存在,引入溶液中的杂质离子要便于除去。 (2)形成的沉淀物的溶解度越小,离子沉淀越完全(通常,溶液中离子浓度小于1×10-5 mol/L时, 认为沉淀完全)。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 2.沉淀的溶解 (1)原理:当Q<Ksp时,难溶电解质的沉淀溶解平衡向右移动,沉淀溶解。 (2)方法 ①酸溶解法:如用盐酸溶解CaCO3,是盐酸中的H+与C 反应,使平衡CaCO3(s)  Ca2+(aq)+ C (aq)正向移动。 ②盐溶液溶解法:如Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液,是由于N 水解要消耗OH-,使平衡 Mg(OH)2(s)  Mg2+(aq)+2OH-(aq)正向移动,总反应的离子方程式为Mg(OH)2+2N  Mg2++ 2NH3·H2O。 ③氧化还原溶解法:如不溶于盐酸的Ag2S可溶于稀HNO3,是由于稀HNO3将S2-氧化,使平衡 Ag2S(s)  2Ag+(aq)+S2-(aq)正向移动。 ④生成配合物法:如AgCl可溶于浓氨水,是由于Ag+与NH3·H2O作用生成可溶的[Ag(NH3)2]+,使 平衡AgCl(s)  Ag+(aq)+Cl-(aq)正向移动。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 3.沉淀的转化 (1)实质:沉淀溶解平衡的移动。 (2)举例:①AgNO3溶液 AgCl(白色沉淀) AgBr(淡黄色沉淀) AgI (黄色沉淀) Ag2S(黑色沉淀)。 ②MgCl2溶液  Mg(OH)2(白色沉淀)  Fe(OH)3(红褐色沉淀)。 (3)规律:一般来说,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。 (4)应用 ①锅炉除水垢:将CaSO4转化为CaCO3,然后用盐酸清洗,转化反应的离子方程式为CaSO4+ C  CaCO3+S 。 ②矿物转化:ZnS遇CuSO4溶液转化为CuS,反应的离子方程式为ZnS+Cu2+ CuS+Zn2+。 4.沉淀溶解平衡图像分析【详见定点2】 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.向稀AgNO3溶液中加入过量的NaCl溶液,溶液中Ag+完全沉淀,溶液中不存在Ag+,这种说法 对吗? 2.只有AgCl等难溶电解质才存在沉淀溶解平衡,且AgCl(s)  Ag+(aq)+Cl-(aq)和AgCl  Ag++Cl-所表示的含义相同。这种说法对吗? 3.Ca(OH)2溶解放热,升温,Ca(OH)2(s)  Ca2+(aq)+2OH-(aq)平衡逆向移动,这种说法对吗? 4.相同温度下,Ksp数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强,这种说法对吗? 5.一般来说,溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质,这种说法对吗? 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.不对。难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡,即使NaCl溶液过量,溶液中也存在Ag+。 2.不对。并不是只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡,易溶电解质的饱和溶液中也存在沉淀 溶解平衡,如饱和食盐水中存在的沉淀溶解平衡为NaCl(s)  Na+(aq)+Cl-(aq);AgCl(s)  Ag+(aq)+Cl-(aq)是AgCl的沉淀溶解平衡,AgCl  Ag++Cl-表示溶于水的AgCl完全电离。 3.对。外界因素对沉淀溶解平衡的影响符合勒夏特列原理。 4.不对。相同温度下,对于同类型物质而言,Ksp数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强, 如由Ksp数值可知,溶解能力AgCl>AgBr>AgI;而对于不同类型的物质,Ksp差距不大时不能直接 比较,如25 ℃时Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,不能认为Mg(OH)2比AgCl更难溶。 5.对。沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动,溶解能力较强的物质容易转化为溶解能力 相对较弱的物质。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 关键能力 定点破 定点 1 溶度积常数的有关计算 1.已知溶度积,求溶液中的某种离子的浓度 ①某温度下,Ksp(AgCl)=a,在该温度下的饱和AgCl溶液中,c(Ag+)=  mol·L-1。②某温度下, Ksp(AgCl)=a,在该温度下向0.1 mol·L-1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后c(Ag+)= 10a mol·L-1。 2.沉淀完全的条件计算与判断 通常认为溶液中离子浓度小于1×10-5 mol/L时,该离子沉淀完全。如25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4× 10-38,当c(Fe3+)=1×10-5 mol/L时,溶液中c(OH-)= ×10-11mol/L≈1.59×10-11 mol/L,此时c(H+)≈6.29 ×10-4 mol/L,即pH≈3.2,当pH>3.2时Fe3+沉淀完全。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 3.计算沉淀转化反应的平衡常数 如:对于反应Cu2+(aq)+ZnS(s)  CuS(s)+Zn2+(aq),Ksp(ZnS)=c(Zn2+)·c(S2-),Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-), 该反应的平衡常数K= = 。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 4.溶度积、溶解度和溶质的物质的量浓度互相换算 以某温度下CaCO3的沉淀溶解平衡为例:CaCO3(s)  Ca2+(aq)+C (aq),Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)· c(C ),该温度下100 g水中所溶解的CaCO3的质量为S g。由于浓度很小,溶液的密度近似为 1 g·cm-3。 (1)已知Ksp(CaCO3),则c(Ca2+)=c(C )=  mol·L-1,S= ×100=  ×100≈10 (可认为100 g溶液中水的质量近似为100 g)。 (2)已知S,即已知某温度下100 g水中溶解S g CaCO3(可认为溶液体积为0.1 L),则c(Ca2+)=  =  mol·L-1,Ksp(CaCO3)= 。 (3)已知c(Ca2+)=a mol·L-1,则Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)·c(C )=a2,0.1 L溶液中含有0.1a mol Ca2+、 0.1a mol C ,S= ×100=10a。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 定点 2 沉淀溶解平衡图像分析 1.分析方法 　　第一步:明确图像中纵、横坐标的含义。纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子 浓度。 　　第二步:理解图像中线上的点、线外点的含义。 (1)以氯化银为例,在其沉淀溶解平衡图像中,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此 时Q=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度都只能在曲线上变化, 不会出现在曲线以外。 (2)曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时Q>Ksp。 (3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Q<Ksp。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念   　　第三步:抓住Ksp的特点,结合选项分析判断。 (1)溶液在蒸发时,溶质离子浓度的变化有两种情况:①原溶液不饱和时,离子浓度都增大;②原 溶液饱和时,离子浓度都不变。 (2)对于同一难溶电解质来说,溶度积常数只与温度有关,与溶液中溶质的离子浓度无关。 (3)实现曲线上的点之间的转化需保持温度不变,改变相关微粒的浓度。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 2.典型图像 (1)沉淀溶解平衡曲线分析[以BaSO4(s) Ba2+(aq)+S (aq)为例]   　　分析图像可知: ①a→c:增大c(S ); 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 ②b→c:加入1×10-5 mol·L-1Na2SO4溶液(加水不可以); ③d→c:加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化); ④c→a:增大c(Ba2+); ⑤曲线上方的点表示过饱和溶液;曲线下方的点表示不饱和溶液。 (2)沉淀溶解平衡的对数图像(以MnCO3、CaCO3、MgCO3为例)   第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 已知:pM=-lg c(M)(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+),p(C )=-lg c(C )。 　　由对数图像分析,可得以下信息: ①横坐标数值越大,c(C )越小; ②纵坐标数值越大,c(M)越小; ③线上方的点为不饱和溶液; ④线上的点为饱和溶液; ⑤线下方的点表示过饱和溶液(有沉淀生成)。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 典例 25 ℃时,CuS和ZnS悬浊液中对应离子浓度的对数值lg c(S2-)与lg c(M2+)(M为Cu或Zn)的 关系如图所示。下列说法不正确的是 (　    )   A.25 ℃时,ZnS的溶解度更大 B.25 ℃时,Ksp(CuS)为1×10-35 C.在ZnS悬浊液中加入Cu2+,可以发生反应ZnS(s)+Cu2+(aq)  CuS(s)+Zn2+(aq) D.已知温度升高,CuS的溶解度增大,则图中对应线段上的点向下平移 D 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨    首先根据图像中信息计算CuS和ZnS的溶度积常数Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-10× 10-25=10-35,Ksp(ZnS)=c(Zn2+)·c(S2-)=10-7×10-20=10-27,然后结合选项分析判断。 解析    CuS和ZnS类型相同,相同条件下Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),则ZnS的溶解度更大,A正确; Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-10×10-25=10-35,B正确;Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),CuS更难溶,ZnS(s)+Cu2+(aq)  CuS(s)+Zn2+(aq)能发生,C正确;温度升高,CuS的溶解度增大,Ksp(CuS)增大,则图中对应线段上 的点向上平移,D错误。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 学科素养 情境破 情境探究 素养 变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知——突破水溶液中的离子反应与平衡 　　工业上以SrSO4(s)为原料生产SrCO3(s),对其工艺条件进行研究。该工艺中涉及的反应 为SrSO4(s)+C (aq)  SrCO3(s)+S (aq)。现有含SrCO3(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1 Na2 CO3溶液,含SrSO4(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1 Na2SO4溶液。结合具体问题研究水溶液中的离 子反应与平衡。(情境选自2022年山东卷14题) 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 问题1 Na2CO3对水的电离有什么影响?对水的KW是否产生影响?能否设计实验证明Na2CO3溶 液中存在水解平衡。 提示    C 水解促进水的电离。盐类水解虽然是吸热反应,但水解程度很弱,可忽略溶液的 温度变化,由于KW只受温度影响,故Na2CO3对水的KW没有影响。Na2CO3溶液中存在C +H2O   HC +OH-,滴入酚酞溶液变成红色,而再加入少量BaCl2固体后,溶液红色变浅,可证明溶 液中存在水解平衡。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 问题2 已知25 ℃时,Ksp(SrSO4)=1.0×10-7,Ksp(SrCO3)=9.0×10-12,请计算SrSO4(s)+C (aq)  SrCO3(s)+S (aq)的平衡常数。若将0.01 mol·L-1的SrCl2溶液滴入Na2CO3和Na2SO4均为0.01 mol·L-1的溶液中,当刚出现SrSO4沉淀时,请计算溶液中c(C )。 提示    SrSO4(s)+C (aq)  SrCO3(s)+S (aq)的平衡常数K= = ≈1.1× 104。当刚出现SrSO4沉淀时,溶液中c(Sr2+)=  mol·L-1=1.0×10-5 mol·L-1,此时溶液中c(C ) =  mol·L-1=9.0×10-7 mol·L-1。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 问题3 在一定pH范围内,四种溶液中lg c(Sr2+)随pH的变化关系如图所示。   请分析该图像,①、②、③、④各代表哪种溶液?a为多少? 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 表含SrSO4(s)的1 mol·L-1 Na2SO4溶液中lg c(Sr2+)随pH的变化曲线。碳酸是弱酸,随溶液pH减 小,溶液中c(C )减小,c(Sr2+)增大;pH相同时,1 mol·L-1 Na2CO3溶液中c(C )大于0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,则③表示含SrCO3(s)的0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中lg c(Sr2+)随pH的变化曲线,④表 示含SrCO3(s)的1 mol·L-1 Na2CO3溶液中lg c(Sr2+)随pH的变化曲线。由①可知Ksp(SrSO4)=10-5.5 ×0.1=10-6.5,温度不变,Ksp(SrSO4)不变,则溶液pH为7.7时,c(Sr2+)=  mol·L-1=10-6.5 mol·L-1,则a 为-6.5。 提示    含SrSO4(s)的Na2SO4溶液中c(Sr2+)随pH变化几乎不变,pH相同时,溶液中c(S )越大, c(Sr2+)越小,所以①代表含SrSO4(s)的0.1 mol·L-1 Na2SO4溶液中lg c(Sr2+)随pH的变化曲线,②代 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 特别提醒    水溶液中的离子反应与平衡图像题,要从图中提取有用信息,将提取的有用信息 与所学理论知识相结合来解决有关问题。突破此类试题的整体思路是运用微粒观、变化 观、守恒观等思维方法,重视模型的迁移应用。巧妙解读图像的关键是明确图像纵、横坐标 的含义,从图像中找出特殊点,并对特殊点所蕴含的信息从定性与定量两个维度进行解读。 结合习题情境多关注pH-T、pM[-lg c(M)]-pH、lg c(M)-V(M为某粒子)等表征形式的图像考 查,在实际做题中注意归纳总结。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 例题 高铁酸盐是一种绿色净水剂,溶于水后,Fe 与水分子结合发生质子化,并存在平衡H3 Fe   H2FeO4  HFe   Fe 。常温下,0.1 mol/L高铁酸盐溶液中,含铁粒子的分 布分数δ(X)随pOH的变化如图所示[δ(X)= ]。下列说法错误的是 (　    ) A.pH=4时,c(HFe )>4c(H2FeO4) B.B点pH=-  C.HFe   Fe +H+的平衡常数为10-6.5 D.溶液中水的电离程度:E点>A点 典例呈现 C 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 素养解读    本题以Fe 与水分子结合发生质子化(H3Fe   H2FeO4  HFe   Fe )和δ(X)-pOH图像为载体综合考查水溶液中的平衡,体现了变化观念与平衡思想、证据推 理与模型认知的化学学科核心素养。 信息提取    解答本题的关键是结合图像能正确分析不同pOH时对应的平衡,并能抓住特殊 点。结合图像中各含铁粒子的分布分数δ(X)能判断溶液的组成和粒子的电离、水解程度等。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 解题思路    pH=4即pOH=10时,溶液中存在H2FeO4、HFe 和微量的H3Fe 、Fe ,由C点δ (HFe )=0.8,即c(HFe )=4[c(H2FeO4)+c(H3Fe )+c(Fe )],则c(HFe )>4c(H2FeO4),A项正 确;溶液中存在H3Fe   H2FeO4+H+,即K1= ,同理,由H2FeO4  H++HFe  得K2= ,B点时c(H3Fe )=c(HFe ),即K1×K2=c2(H+),则pH=- ,B项正 确;HFe   Fe +H+的平衡常数K3= ,E点c(Fe )=c(HFe )且pOH=6.5,即 pH=7.5,则K3=c(H+)=10-7.5,C项错误;A点溶液pOH>12,即pH<2,抑制水的电离,E点pOH=6.5,即 pH=7.5,溶液呈弱碱性,溶液中水的电离程度:E点>A点,D项正确。 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 　　水溶液中的离子反应与平衡在高考中占有重要地位,主要考查内容:弱电解质的电离平 衡,水的电离与溶液的pH计算,盐类的水解与溶液中粒子浓度大小的比较,难溶电解质的沉淀 溶解平衡及相关计算。题目综合性强,要求学生能够抓住问题本质,应用变化观念与平衡思 想从不同视角对复杂的水溶液体系进行分析研究;要综合运用电离平衡、水解平衡、沉淀溶 解平衡等知识分析所涉及的平衡体系,培养变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知的化 学学科核心素养。 思维升华 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 $$