3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡 第1课时（教学课件）化学沪科版2020选择性必修1

该高中化学课件聚焦难溶电解质的沉淀溶解平衡及溶度积常数，通过AgNO₃与NaCl反应后是否存在离子的问题导入，衔接离子反应条件，搭建“溶解-沉淀动态平衡”的新旧知识支架，引导学生理解平衡建立及表达式书写。 其特色是结合溶解度表格对比、反应速率分析培养科学思维，通过Ksp计算示例（如求Mg²⁺浓度、pH范围）强化证据推理，融入能斯特溶度积理论史料渗透科学态度。学生可深化平衡观念与解题能力，教师能高效开展概念教学与探究活动。

第3章 水溶液中的离子反应与平衡 3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡 第1课时 难溶电解质的溶度积常数 沪科版 2020选择性必修1 溶度积和离子积的关系 2 难溶电解质的沉淀溶解平衡 1 知识导航 1.理解难溶电解质的沉淀溶解平衡概念，能正确书写沉淀溶解平衡表达式。 3.学会运用Ksp进行相关计算，如求某一离子的浓度、计算离子的浓度比、判断沉淀某离子时的 pH 范围。 2.掌握溶度积常数Ksp的含义、表达式及影响因素，能根据Ksp与离子积 Q 的关系判断沉淀的生成、溶解情况。 明·学习目标 例如，将AgNO3溶液与NaCl溶液混合，会生成白色的AgCl沉淀： 我们知道，溶液中有沉淀生成是离子反应发生的条件之一。 Ag+＋Cl-＝AgCl↓ 如果上述两种溶液中AgNO3和NaCl的物质的量相等且充分反应，此时溶液中还有 Ag+和Cl-吗? 引·新课导入 01 难溶电解质的 沉淀溶解平衡 结论 从表3-3可以看出：在 20 ℃时， AgCl 的溶解度为 1.5× 10-4 g，即溶液中存在着 Ag+和Cl-。 阅读教材77页资料卡片，表3-3 几种电解质的溶解度(20 ℃) 化学式 溶解度/ g Ba(OH)2 3.89 BaSO4 3.1×10-4 Ca(OH)2 0.160 CaSO4 0.202 Mg(OH)2 6.9×10-4 Fe(OH)3 3×10-9 化学式 溶解度/ g AgCl 1.5×10-4 AgNO3 211 AgBr 8.4×10-6 Ag2SO4 0.786 Ag2S 1.3×10-16 BaCl2 35.7 难溶电解质的沉淀溶解平衡 发现问图 探·知识奥秘 6 阅读教材77页资料卡片，表3-3 几种电解质的溶解度(20 ℃) 思考：从表3-3可知，不同的电解质在水中的溶解度差别 很大，如 AgCl 和 AgNO3，这是什么原因导致的呢? 化学式 溶解度/ g Ba(OH)2 3.89 BaSO4 3.1×10-4 Ca(OH)2 0.160 CaSO4 0.202 Mg(OH)2 6.9×10-4 Fe(OH)3 3×10-9 化学式 溶解度/ g AgCl 1.5×10-4 AgNO3 211 AgBr 8.4×10-6 Ag2SO4 0.786 Ag2S 1.3×10-16 BaCl2 35.7 难溶电解质的沉淀溶解平衡 发现问图 探·知识奥秘 7 AgNO3 BaCl2 Ba(OH)2 Ag2SO4 Ca(OH)2 CaSO4 溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶 溶解度 >10 g 1～10 g 0.01～1 g <0.01 g 人们习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解质 尽管难溶电解质的溶解度很小，但在水中并不是绝对不溶。 AgCl AgBr Ag2S BaSO4 Mg(OH)2 Fe(OH)3 难溶电解质的沉淀溶解平衡 理论分析 探·知识奥秘 AgCl Cl- Ag+ (s) (aq) (aq) AgCl沉淀 反应体系中三种粒子共存 即使过量的NaCl也无法完全沉淀溶液中的Ag+。 难溶电解质的沉淀溶解平衡 理论分析 探·知识奥秘 固体溶解 沉淀生成 一定温度下，当沉淀和溶解的速率相等时，得到 AgCl 的饱和溶液，即建立动态平衡。 难溶电解质的沉淀溶解平衡 沉淀溶解平衡 探·知识奥秘 固体溶解 沉淀生成 难溶电解质的沉淀溶解平衡 沉淀溶解平衡 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 溶解 沉淀 探·知识奥秘 AgCl(s) Ag+(aq)＋Cl-(aq) 反应起始 沉淀增多 υ(沉淀) ＞ υ(溶解) 充分反应后 υ(沉淀) ＝ υ(溶解) 沉淀不再增多 达到沉淀溶解平衡 当AgNO3溶液和NaCl溶液反应时： 难溶电解质用“s”标明状态，溶液中的离子用“aq”标明状态，并用“⇌”连接。 难溶电解质的沉淀溶解平衡 沉淀溶解平衡 探·知识奥秘 12 一般残留在溶液中的离子浓度小于1× 10-5 mol/L 时，即可认为沉淀反应达到完全了。 难溶电解质的沉淀溶解平衡 沉淀溶解平衡 AgCl(s) Ag+(aq)＋Cl-(aq) 当AgNO3溶液和NaCl溶液反应时： 反应起始 沉淀增多 υ(沉淀) ＞ υ(溶解) 充分反应后 υ(沉淀) ＝ υ(溶解) 沉淀不再增多 达到沉淀溶解平衡 探·知识奥秘 13 一些常见金属离子沉淀物的颜色 难溶电解质的沉淀溶解平衡 沉淀溶解平衡 探·知识奥秘 固体物质的溶解是可逆过程： 固体 物质 溶液中 的溶质 固体溶解 溶解平衡 析出晶体 υ(沉淀) ＞ υ(溶解) υ(沉淀) ＝υ(溶解) υ(沉淀) < υ(溶解) 归纳总结 难溶电解质的沉淀溶解平衡 沉淀溶解平衡 探·知识奥秘 15 书写时，要注意： 元素守恒、电荷守恒 【例1】写出BaSO4、CaCO3、Ag2S、CuS、Mg(OH)2的沉淀溶解平衡表达式。 BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq) CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32-(aq) Ag2S(s) 2Ag+(aq) +S2-(aq) CuS(s) Cu2+(aq) + S2-(aq) Mg(OH)2(s) Mg 2+(aq) + 2OH-(aq) 析·典型范例 16 02 溶度积和离子 积的关系 与电离平衡、水解平衡一样，难溶电解质的沉淀溶解平衡也存在平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp。 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) Ksp ＝ c(Ag+)·c(Cl-) Ksp ＝ c2(Ag+)·c(S2- ) Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2-(aq) 固体纯物质不列入溶度积常数表达式 溶度积和离子积的关系 沉淀溶解平衡 探·知识奥秘 18 分析：25 ℃时，常见难溶电解质的溶度积常数，你能得到哪些规律? 微溶 难溶 化学式 Ksp 化学式 Ksp AgCl 1.8×10-10 CuS 6.3×10-36 AgBr 5.4×10-13 ZnS 1.6×10-24 AgI 8.5×10-17 PbS 8.0×10-28 Ag2S 6.3×10-50 FeS 6.3×10-18 Ag2SO4 1.2×10-5 HgS 1.6×10-52 规律：不同物质的溶度积各不相同，有大有小。 沉淀溶解平衡 溶度积和离子积的关系 探·知识奥秘 19 Q ＜ Ksp Q ＝ Ksp Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，Ksp越小，越难溶。 关于溶度积(Ksp)几点说明 特点一 特点二 Ksp与温度有关，其它条件一定时，一般温度越高，Ksp越大。 特点三 根据某温度下溶度积Ksp与溶液中离子积Q的相对大小，可以判断难溶电解质的沉淀或溶解情况。 Q ＞ Ksp 溶液中有沉淀析出 沉淀与溶解处于平衡状态 溶液中无沉淀析出 沉淀溶解平衡 溶度积和离子积的关系 探·知识奥秘 20 Q ＞ Ksp 溶液中原先有沉淀 溶液中原先无沉淀 Q ＝ Ksp 溶液中原先有沉淀 溶液中原先无沉淀 Q ＜ Ksp 溶液中原先有沉淀 溶液中原先无沉淀 归纳总结：浓度熵(Q)与溶度积(Ksp)的关系 沉淀质量增加 形成沉淀(过饱和现象) 沉淀质量不变 临界值(饱和状态，上层清夜) 沉淀质量减少 不出沉淀 沉淀溶解平衡 溶度积和离子积的关系 探·知识奥秘 【例1】某温度下，向含有AgCl固体的饱和溶液中加入少量稀盐酸，请判断： AgCl的溶解度____________________，Ksp_____________________。 减小 不变 析·典型范例 根据本节课所学内容，思考：如何使沉淀反应完成后，溶液中的Ag+浓度能够尽量小呢? 探·知识奥秘 理论分析 根据 Ksp＝c(Ag+)·c(Cl-) (Ag2S的Ksp小于AgCl的Ksp) 保持Ksp不变，使c(Cl-)变大 增大加入的NaCl溶液的浓度 保持c(Cl-)不变，使Ksp变小 选择生成Ksp更小的物质 降低反应温度，使AgCl的Ksp数值变小 用含硫化合物沉淀Ag+ 难溶电解质的沉淀溶解平衡 沉淀溶解平衡 探·知识奥秘 24 类型一 求某一离子的浓度 【示例】25 ℃，Mg(OH)2的Ksp＝1.8×10-11，若溶液中c(OH-)=3.0×10-6 mol/L，求：溶液中Mg2+的浓度？ Ksp＝c(Mg2+)·c2(OH-) c(Mg2+)＝2.0 mol/L ＝ c(Mg2+) Ksp c2(OH-) ＝ c(Mg2+) 1.8×10-11 (3.0×10-6)2 Mg(OH)2(s) Mg 2+(aq) + 2OH-(aq) 【解】  答：此时溶液中Mg2+的浓度为2.0 mol/L。 难溶电解质的沉淀溶解平衡 Ksp计算类型 探·知识奥秘 25 【示例】25 ℃，反应CaSO4(s)＋CO32-(aq) CaCO3(s)＋SO42-(aq)达到平衡时，求：溶液中c(CO32-)：c(SO42-)的比值?(已知：Ksp(CaSO4)＝4.8×10-5，Ksp(CaCO3)＝3×10-9) c(CO32-) c(SO42-) CaSO4(s) Ca2+(aq)＋SO42-(aq) CaCO3(s) Ca2+(aq)＋CO32-(aq) Ksp＝c(Ca2+)·c(SO42-) Ksp＝c(Ca2+)·c(CO32-) ＝ c(CO32-) × c(SO42-) × c(Ca2+) c(Ca2+) ＝ Ksp(CaCO3) Ksp(CaSO4) ＝ 3×10-9 4.8×10-5 1.6×104 ＝ 【解】  类型二 计算离子的浓度比 难溶电解质的沉淀溶解平衡 Ksp计算类型 探·知识奥秘 26 类型三 根据Ksp判断沉淀某离子时的pH范围 【示例】已知：Ksp[Al(OH)3]＝1×10-33，Ksp[Fe(OH)3]＝3×10-39，pH＝7.1 时 Mn(OH)2开始沉淀。25 ℃时，除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度小于1×10-6mol/L)，需调节溶液 pH 范围为多少。 Ksp＝c(Al3+ )·c3(OH-) c(Al3+ )＝1 × 10-6mol/L c(OH-)＝1 × 10-9 mol/L c(H+)＝1 × 10-5mol/L c(H＋)＝ KW c(OH-) c(OH-) ＝ c(Al3+ ) 3 pH＝5 同理：氢氧化铁沉淀完全时 c(OH-)＝1 × 10-11mol/L c(H+)＝1 × 10-4mol/L pH约为4 故需调节pH 范围为5.0~7.1 Al(OH)3(s) Al3+ aq)＋3OH-(aq) 【解】  难溶电解质的沉淀溶解平衡 Ksp计算类型 探·知识奥秘 27 1889年他提出溶解压理论，从热力学理论导出了电极电位公式，即“能斯特公式”，同年还提出溶度积理论以解释沉淀反应。 1906年创立了热力学第三定律，即“能斯特热定理”，他在物理化学上作出了重要的贡献，此外，曾研究过氮与氧直接化合成氮的氧化物的工业生产问题。 获诺贝尔化学奖提名76次，于1920年获诺贝尔化学奖。 德国物理化学家 瓦尔特·能斯特 溶度积的提出者 迁·拓展延伸 1．下列关于沉淀溶解平衡的说法正确的是(　　) A．只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程 B．沉淀溶解平衡过程是可逆的 C．在平衡状态时，v溶解＝v沉淀＝0 D．达到沉淀溶解平衡的溶液不一定是饱和溶液 B 练·技能实战 2．下列有关AgCl的沉淀溶解平衡说法正确的是(　　) A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解达到平衡后不再进行 B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－ C．升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大 D．向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变 C 练·技能实战 3．25 ℃时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s) Pb2＋(aq)＋2I－(aq)，加入KI溶液，下列说法正确的是(　　) A．溶液中Pb2＋和I－浓度都增大 B．溶度积常数Ksp增大 C．沉淀溶解平衡向右移动 D．溶液中Pb2＋浓度减小 D 练·技能实战 4．一定温度下，将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的顺序是(　　) ①20 mL 0.01 mol·L－1 KCl溶液　②30 mL 0.02 mol·L－1 CaCl2溶液　 ③40 mL 0.03 mol·L－1 HCl溶液　④10 mL 蒸馏水　 ⑤50 mL 0.05 mol·L－1 AgNO3溶液 A．①>②>③>④>⑤ B．④>①>③>②>⑤ C．⑤>④>②>①>③ D．④>③>⑤>②>① B 练·技能实战 5．已知：pAg＝－lg c(Ag＋)，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。如图是向10 mL AgNO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1的NaCl溶液时，溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积变化的图像(实线)。根据图像所得下列结论正确的是(　　)  A．原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L－1 B．图中x点的坐标为(100,6) C．图中x点表示溶液中Ag＋被恰好完全沉淀(浓度为0) D．若把0.1 mol·L－1 NaCl溶液换成0.1 mol·L－1 NaI溶液， 则图像在终点后变为虚线部分 B 练·技能实战 概念 表达式 影响因素 Ksp的意义 应用 难溶电解质的 沉淀溶解平衡 溶度积常数 25 ℃，溶解性与溶解度的关系 难溶电解质的沉淀溶解平衡 影响因素 3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡 课时1 难溶电解质的溶度积常数 理·核心要点 感谢 您的聆听 THANKS 沪科版 2020选择性必修1 $