3.4.1沉淀溶解平衡 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第三章 水溶液中的离子反应与平衡 4.1 难溶电解质的沉淀溶解平衡 1 【新课引入】 电子 感光材料 珠宝饰品 医用金属 银有关的用途 通过以上实验可以看出，沉淀(如AgCl)在水中并不是完全不溶的，只是溶解度很小。 【新课引入】 10-7 mol/L——相当于杭州西湖里混入一勺盐的浓度！ 通过以上实验可以看出，沉淀(如AgCl)在水中并不是完全不溶的，只是溶解度很小。 1mL 0.010 mol/L NaCl溶液 1mL 0.010 mol/L AgNO3溶液 Ag+已经除尽了吗？ 【问题1】 Ag+ + Cl- = AgCl↓ 现用1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液模拟工业废水，某同学提出可以加入 1 mL 0.010mol/L的NaCl溶液，充分反应，除去其中的Ag+。溶液中还有Ag+吗？说明理由。 4 阅读教材 溶解是绝对的， 难溶是相对的。 79页思考与讨论Q2：根据表3-3，计算20℃时，AgCl、Ag2S饱和溶液中溶质的物质的量浓度（溶液的密度近似看作 1 g/cm3）。 【分析】 10g 1g 0.01g 易溶 可溶 微溶 难溶 AgNO3 BaCl2 Ba(OH)2 Ag2SO4 Ca(OH)2 CaSO4 AgCl AgBr Ag2S BaSO4 Mg(OH)2 Fe(OH)3 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。 6 生成AgCI沉淀后，有三种粒子在反应体系中共存: AgCl(s)、 Ag+(aq)、Cl-(aq) Ag+(aq) + Cl-(aq) AgCl(s) 【分析】 一、沉淀溶解平衡的概念 以AgCl为例，分析沉淀溶解平衡的建立 两个过程： 一方面，在水分子作用下，少量Ag＋和 Cl-脱离AgCl的表面进入水中，这一过程就是溶解 另一方面，溶液中的Ag＋和 Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl的表面析出，这一过程就是沉淀 υ(沉淀) ＝ υ(溶解) 沉淀不再增多,达到沉淀溶解平衡 一定时间后： AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 溶解 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 溶解 沉淀 （1）概念：在一定温度下，当难溶电解质溶解和沉淀的速率相等时，形成 电解质的饱和溶液，达到平衡状态，溶液中各离子的浓度保持 不变，这种平衡称为沉淀溶解平衡。 （2）特征：逆、等、动、定、变 （3）沉淀溶解平衡方程式： AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 溶解 沉淀 书写时注意表明各物质的状态和可逆符号 特别提醒: 一、沉淀溶解平衡的概念 Q3：请根据氯化银的溶解平衡表达式，写出PbI2、Cu(OH)2的沉淀溶解平衡表达式，并把它们与各自的电离方程式对比，从物质类别和变化过程分析两者的区别？ PbI2(s) Pb2+(aq) + 2I-(aq) AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) Cu(OH)2(s) Cu2+(aq) + 2OH-(aq) 对比电离方程式： PbI2 Pb2++ 2I- AgCl Ag++ Cl- Cu(OH)2 Cu2+ + 2OH- PbI2: AgCl: Cu(OH)2: 要标明聚集状态(s)、(aq)!并用“ ”。 【练习】请写出BaSO4、Ag2S、Fe(OH)3、NaCl的沉淀溶解平衡方程式。 BaSO4(s) ⇌Ba2+(aq) + SO42-(aq) Fe(OH)3(s) ⇌Fe3+(aq) + 3OH-(aq) Ag2S(s) ⇌2Ag+(aq) + S2-(aq) 一、沉淀溶解平衡的概念 【问题4】 AgNO3溶液与NaCl溶液沉淀反应完成后，要使溶液中的Ag+浓度尽量小?你能想出哪些办法? 哪些因素会影响沉淀溶解平衡？ 二、沉淀溶解平衡的影响因素 (1)内因：难溶电解质本身的结构和性质。 决定因素 (2)外因： ——符合“勒夏特列原理” Ca(OH)2除外 温度： 浓度： 温度升高，多数溶解平衡向溶解方向移动。 稀释： 同离子效应： 向溶解方向移动 加入相同的离子， 向生成沉淀的方向移动 【讨论】对于平衡AgCl(s) ⇌Ag+(aq)+Cl-(aq) 吸热，改变下列条件，对其有何影响？ 改变条件 平衡移动方向 c(Ag+) c(Cl-) 升 温     加水(有固体剩余)     加AgCl(s)     加NaCl(s)     加AgNO3(s)     正向 增大 增大 正向 不变 不变 不移动 不变 不变 逆向 减小 增大 逆向 增大 减小 二、沉淀溶解平衡的影响因素 【学习评价】 1、将AgCl分别投入下列溶液中： ①40 mL 0.03 mol·L－1的HCl溶液　 ②50 mL 0.03 mol·L－1的AgNO3溶液 ③30 mL 0.02 mol·L－1的CaCl2溶液　 ④10 mL蒸馏水。 AgCl的溶解度由大到小的顺序是 。 ④>①＝②>③ 2、沉淀溶解平衡对于定量分离沉淀时如何选择洗涤剂具有指导作用。例如，现制得0.1g BaSO4沉淀，常温下如果用100mL蒸馏水洗涤该沉淀以除掉杂质，将损失2.4×10－4g BaSO4；如果改用100mL 0.01mol/L硫酸洗涤该沉淀，仅损失2.6×10－7g BaSO4，与用等体积的蒸馏水洗涤相比，BaSO4损失少得多。请解释原因。 BaSO4(s) Ba2＋(aq)＋SO42－(aq) 【提示】用硫酸洗涤沉淀时，增大了洗涤液中SO42－浓度，使平衡逆向移动，Ba2＋浓度减小，BaSO4损失少 上述1 mL 0.012 mol/L的 NaCI溶液与1 mL0.010 mol/L AgNO3溶液充分反应后，溶液中剩余Ag+的浓度是多少? 【问题5】 涉及化学平衡的计算常需要什么数据? 三、溶度积常数 Ksp = c( Ag+) · c(Cl -) 难溶电解质的沉淀溶解平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp 。 试模仿化学平衡常数写出该反应的AgCl溶解平衡常数的表达式？ AgCl(s) Ag＋(aq) + Cl—(aq) 固体纯物质不列入平衡常数 只与难溶电解质本身的性质和温度有关。 其它条件一定时，一般温度越高，K越大。 【练习】写出下列难溶物的沉淀溶解平衡方程式和溶度积表达式。 BaSO4 Fe(OH)3 Ag2S Ksp = c(Ba2+)·c(SO42-) BaSO4(s) ⇌Ba2+(aq) + SO42-(aq) Fe(OH)3(s) ⇌Fe3+(aq) + 3OH-(aq) Ag2S(s) ⇌2Ag+(aq) + S2-(aq) Ksp = c(Fe3+)·c3(OH-) Ksp = c2(Ag+)·c(S2-) 三、溶度积常数 【问题5】 上述1 mL 0.012 mol/L的 NaCI溶液与1 mL0.010 mol/L AgNO3溶液充分反应后，溶液中剩余Ag+的浓度是多少? 一般情况，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5 mol/L时,化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了。 国家各行业污染物排放标准中，规定了不同的Ag+排放标准，例如有些行业规定不能超过约1×10-7 mol/L。 CaCO3浊液的电导率实验探究 加入CaCO3固体 Q6-1：在a点加入CaCO3固体形成浊液，电导率增大，说明了什么？ Q6-2：一段时间后，电导率为什么保持不变？ 先测定100 mL蒸馏水的电导率， 然后加入1g CaCO3。(S=5.3×10-4g) 加入10 mL蒸馏水 b a c d e f Q6-3：在c点加入10 mL蒸馏水，电导率为什么先减小后增大？ Q6-4：一段时间后，d点的电导率为什么保持不变？此时CaCO3的溶解停止了吗？ Q6-5：在e点再加入10 mL蒸馏水，为什么 会重复出现上述现象？ 此时CaCO3浊液仍处于饱和状态，外加蒸馏水后，沉淀溶解平衡正向移动，达到新的平衡状态后(f点)，浊液中c(Ca2+)和c(CO32−)与此前基本保持一致(b点、d点)。 Q6-6：在a点加入2-3滴1 mol/L的HCl溶液，电导率为什么先增大后减小(b点)，最后增大并趋于稳定(c点)？ 加入2-3滴1 mol/L的HCl溶液 b c CaCO3(s) ⇌ Ca2+(aq) + CO32−(aq) 滴入HCl溶液后，HCl完全电离，浊液中离子浓度瞬间增大， 导致电导率瞬间增大。 加入的H+与浊液中CO32−快速反应，使浊液中离子浓度减小， 电导率减小。 随着c(CO32−)减小，沉淀溶解平衡正向移动，浊液中离子浓度 逐渐增大，电导率增大。 最后，沉淀溶解平衡重新建立，达到新的平衡状态， 电导率保持稳定。 加入2-3滴1mol/L的Na2CO3溶液 Q6-7：在a点加入2-3滴1 mol/L的Na2CO3溶液，电导率为什么先增大后减小并趋于稳定(b点)？ CaCO3(s) ⇌ Ca2+(aq) + CO32−(aq) 滴入Na2CO3溶液后，Na2CO3完全电离，浊液中离子浓度瞬间增大，导致电导率瞬间增大。 由于c(CO32−)增大，沉淀溶解平衡逆向移动，浊液中离子浓度逐渐减小，电导率减小。 最后，沉淀溶解平衡重新建立，达到新的平衡状态，电导率保持稳定。 教材126页 有人说Ksp越小，其物质 的溶解度就越小，你认为正确吗？ 难溶物 Ksp 溶解度/mol·L－1 AgCl 1.8×10－10 ? Ag2CrO4 1.9×10－12 ? Ksp的意义： 反映了难溶电解质在水中的溶解能力 化学式 AgCl AgBr AgI Ag2S Ksp 1.8×10-10 5.4×10-13 8.1×10-17 6.3×10-50 溶解度(S) 1.5×10-4 8.4×10-6 2.1×10-7 1.3×10-16 (1)对于同类型(阴、阳离子个数比相同)的难溶电解质来说， Ksp越小，其溶解度越小。 溶度积：Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI) 溶解度：S(AgCl)>S(AgBr)>S(AgI) 三、溶度积常数 （2）判断沉淀是否生成 达到平衡状态时：溶度积 Ksp = c2( Ag+) · c(S2-) 任意某一时刻：离子积 Q = c2( Ag+) · c(S2-) 若Q > Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出； 若Q = Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态； 若Q < Ksp，溶液不饱和，无沉淀析出； 【例】将4×10-3mol·L-1的AgNO3溶液与4×10-3mol·L-1的Na2S溶液等体积混合能否有沉淀析出？［Ksp(Ag2S)= 6.3×10-50］ 解：Q =c2( Ag+) · c(S2-) 所以有Ag2S沉淀析出 > Ksp = (2 ×10-3)2× 2 ×10-3 = 8×10-9 Ag2S(s) ⇌2Ag+(aq) + S2-(aq) 三、溶度积常数 2. 25℃时， Ksp (PbI2)= 7.1×10-9 ，求PbI2的饱和溶液 中的c(Pb2+)和c(I-). 　 已知常温下碳酸钙的溶解度为S,问其Ksp 例：若某溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 mol／L, 使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么? ( Ksp (Fe(OH)3)= 4×10-39 Ksp (Mg(OH)2)= 1.8×10-11) 例.在20mL 0.0020mol·L-1Na2SO4溶液中加入 20 mL 0.020mol·L-1 BaCl2溶液，有无BaSO4沉淀生成？并判断 SO42- 离子是否沉淀完全？ （已知BaSO4的Ksp= 1.07×10-10 .） 【例】某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是（ ） A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点 B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点 C．d点无BaSO4沉淀生成 D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp ①a ,c点： ②b点： ③d点： Qc＝Ksp，饱和 Qc＞Ksp，过饱和 Qc＜Ksp，不饱和 C 课堂小结 $