3.4.1难溶电解质的沉淀溶解平衡 课件-2026-2027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 第四节 沉淀溶解平衡 第1课 难溶电解质的沉淀溶解平衡 1 1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，能描述沉淀溶解平衡，知道溶解平衡的特征； 2.掌握溶度积Ksp及意义。了解离子积与Ksp的相对大小跟沉淀溶解平衡的关系，能根据Ksp与离子积 Q 的关系判断沉淀的生成、溶解情况； 3.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。 4.根据化学平衡理论，分析影响沉淀溶解平衡的因素 教学目标 0.2mol/L AgNO3溶液 1mL 0.1mol/L NaCl溶液 2mL 滴加KI溶液 取上层清液 黄色沉淀AgI生成 思考：1、实验说明了什么？ 2、明明已经沉淀完全，为什么溶液中还有Ag+？那还有Cl- 吗？ 3、AgCl在水中的溶解能力大吗？用什么来衡量？ “沉淀完全”是相对的，没有真正沉淀完全的反应 上层清液有Ag+ 已知：Ag+ + I- = AgI (黄色沉淀) 白色沉淀AgCl生成 习惯上将溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质。 难溶 绝对不溶 AgCl固体在水中溶解和沉淀过程： AgCl固体 溶解：在水分子作用下，少量Ag＋和 Cl-脱离AgCl表面进入水中。 沉淀：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。 当v溶解=v沉淀时，得到AgCl饱和溶液，达到平衡状态。 1.定义： 在一定温度下，难溶电解质溶于水，沉淀的溶解和生成速率相等，溶液达到饱和状态时，即建立了沉淀溶解平衡（也叫溶解平衡） 难溶电解质的沉淀溶解平衡 ①逆——可逆过程 ②动——动态平衡 ③等——v溶解＝ v沉淀 ≠ 0 ④定——达到平衡时，溶液中的离子浓度不变 ⑤变——当外界条件改变时，平衡将发生移动，直至达到新的平衡状态 2.特征 思考：影响沉淀溶解平衡移动的因素？ ①内因：电解质本身的性质 （起决定作用） ②外因： 浓度、温度等（符合勒夏特列原理） 7 体系变化 外界条件 平衡移动方向 平衡后c(Ag＋) 平衡后c(Cl－) 升高温度 加水稀释 加入少量AgNO3 通入HCl 通入H2S 3、影响沉淀溶解平衡移动的因素： 向右 向右 向左 向左 向右 增大 增大 不变 不变 增大 减小 减小 增大 减小 增大 AgCl(s) ⇋ Ag＋ (aq) + Cl－(aq) ΔH＞0 1.内因(决定因素)：难溶电解质本身的性质。 升温，平衡向溶解方向移动(Ca(OH)2除外)。 温度： 加水，平衡向溶解方向移动。 浓度： 加与难溶电解质相同离子，平衡向沉淀方向移动。 同离子效应： 反应消耗难溶电解质的离子，平衡向溶解方向移动。 化学反应： 2.外因：温度、浓度等条件的影响符合勒夏特列原理。 向平衡体系中加入难溶物本身，平衡不移动 影响沉淀溶解平衡移动的因素： 把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡后： Ca(OH)2(s) ⇋ Ca2+ (aq) + 2OH—(aq) ΔH<0， 下列叙述正确的是（ ） A. 给溶液加热，溶液的 pH 升高 B. 向溶液中加入HCl，Ca(OH)2 固体增多 C. 向溶液中加入 Na2CO3 固体，Ca(OH)2 固体增多 D. 向溶液中加入少量的NaOH固体，Ca(OH)2 固体增多 D 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 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 3.在一定温度下，当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时： Mg(OH)2(s) ⇌ Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2＋)不变，可采取的措施是 A.加MgSO4固体 B.加HCl溶液 C.加NaOH固体 D.加少量水 D 1.定义：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，用Ksp 表示。 2.表达式： 溶度积常数 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 左写化学式，右写离子符号，注明状态，中间用“ ⇌”连接 AgCl Ag2S 固体物质一般不列入平衡常数 电离方程式 沉淀溶解平衡方程式 BaSO4 CaCO3 Mg(OH)2 (1) 电离方程式不需要注明聚集状态，沉淀溶解平衡需要注明。 (2) 沉淀溶解平衡是可逆过程，电离方程式，强电解质用“ = ”弱电解质用“”。 BaSO4=Ba2++SO42－ CaCO3=Ca2++CO32－ Mg(OH)2Mg2++2OH－ BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42－ (aq) CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32－ (aq) Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) +2OH－(aq) 练一练：请写出Ag2S、Ca(OH)2的溶解平衡方程式 常见难溶电解质的溶度积与溶解度（25℃） Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关。 T↑，Ksp↑ [ Ca(OH)2 相反] 3.影响因素： 4.Ksp的意义： 反映了难溶电解质在水中的溶解能力 一般而言：对于阴阳离子个数比相同的电解质，Ksp越小，溶解度越小。 对于阴阳离子个数比不同的电解质，不能用Ksp的大小来确定溶解度大小，应根据Ksp计算后得出。 16 Q < Ksp ，溶液未饱和，无沉淀析出。 AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm －(aq) 离子积(Q)——取任意时刻浓度 Q＝cm(An＋)·cn(Bm－) ①定量判断给定条件下有无沉淀生成 Q > Ksp ，溶液过饱和，有沉淀析出。 Q ＝ Ksp ，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。 5.Ksp的应用 若将等体积的4.0的AgNO3溶液和4.0的K2CrO4溶液混合，是否能析出Ag2CrO4沉淀？ 已知Ksp(Ag2CrO4)= 9.0 18 【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？ ②根据Ksp求某一离子的浓度 已知：当人体中钡离子浓度达到2×10-3mol/L，会对健康产生危害。 1. 进行钡盐解毒，所需SO42－的最低浓度溶液是多少？ c(SO42－)＝ Ksp c(Ba2+) ＝ 5.5×10-8 mol/L ＝ 2×10-3mol/L 1.1×10-10 2. 实际生活中，中毒者采用5%的Na2SO4溶液洗胃，是否有效解毒？ 已知：5%的Na2SO4溶液中的c(SO42-) ≈ 0.35 mol/L ≫ 5.5×10-8 mol/L 可有效解毒！ 用Na2S溶液沉淀AgNO3溶液中的Ag+，充分反应后，测得剩余溶液中的S2- 的浓度为1.0×10-4 mol/L，此时剩余溶液中Ag+的浓度为多少？（ 25 ℃ ） Ksp(Na2S) = 6.3×10—50 21 ③计算离子的浓度比 【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) 25 ℃时，取一定量含有I－、Cl－的溶液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl和AgI同时沉淀时，计算溶液中 化学式 AgCl AgI Ksp 1.8×10－10 8.5×10－17 AgCl和AgI同时沉淀时，溶液中的c(Ag＋)是相同的 ④计算某离子开始沉淀的pH值 实验测得某水样中的铁离子的浓度为2.6×10-6mol/L ,若要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的pH值至少要控制在多少以上？[已知Fe(OH)3的Ksp为2.6×10-39] 注意：若要使某个离子沉淀完全时的pH值，则该离子浓度要取1×10-5mol/L带入Ksp计算。 pH ≥ 3，才能使水中的铁离子转化为沉淀 ⑤根据Ksp判断沉淀某离子时的pH范围 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 ＝1 × 10-9 mol/L ＝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 【解】Al(OH)3(s) ⇋ Al3+ aq)＋3OH-(aq) 已知Fe(OH)3的Ksp = 1×10－38：现在向0.01 mol/L 的FeCl3溶液中加入NaOH溶液，求Fe3+开始沉淀以及完全沉淀时的pH。 Fe(OH)3(s) Fe3+(aq) +3OH－(aq) 开始沉淀时：Q＞Ksp，设此时c(OH－)=x Q = 0.01×x3 ＞Ksp =1×10－38 x＞1×10－12 mol/L 所以 pH＞2 时开始沉淀 完全沉淀时：c(Fe3+) ＜1 ×10－5 mol/L 所以 pH＞3 时完全沉淀 ⑥沉淀溶解平衡图像 曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态，此时Qc＝ Ksp，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。 曲线上方区域：均为过饱和溶液，Qc > Ksp 曲线下方区域：均为不饱和溶液，Qc < Ksp 已知25 ℃时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100 mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400 mL 0.01 mol·L－1 Na2SO4溶液，下列叙述正确的是( ) A.溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中 c(SO42－)比原来的大 B.溶液中无沉淀析出，溶液中c(Ca2＋)、c(SO42－)都变小 C.溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中c(Ca2＋)、c(SO42－)都变小 D.溶液中无沉淀析出，但最终溶液中 c(SO42－)比原来的大 D 某温度时，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)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AgNO3可以使溶液由c点变到d点 B.加入固体NaCl，则AgCl的溶解度减小，Ksp也减小 C.d点有AgCl沉淀生成 D.a点对应的Ksp小于b点对应的Ksp C ＝____________。 $