5.第三章 第四节 沉淀溶解平衡（课件PPT）-【满分思维·一本通】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（人教版）

第三章 水溶液中的离子 反应与平衡 第四节 沉淀溶解平衡 知识点（一） 难溶电解质的沉淀溶解平衡 1. 沉淀溶解平衡 （1）概念：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即达到沉淀 溶解平衡状态。 （2）特征 （3）表达式 MmAn（s） mMn＋（aq）＋nAm－（aq） 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。如Ag2S（s） 2Ag＋（aq）＋S2－（aq）。 2. 影响沉淀溶解平衡的因素 （1）内因 难溶电解质本身的性质，这是决定性因素。 （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：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向沉淀溶解 的方向移动。 ③同离子效应：向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子，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或更难电 离物质或气体的离子时，平衡向沉淀溶解的方向移动。 以AgCl（s） Ag＋（aq）＋Cl－（aq）　ΔH＞0为例 外界条件 移动方向 平衡后c（Ag＋） 平衡后c（Cl－） Ksp 升高温度 正向 增大 增大 增大 加水稀释 正向 不变 不变 不变 加入少量AgNO3 逆向 增大 减小 不变 通入HCl 逆向 减小 增大 不变 通入H2S 正向 减小 增大 不变 3. 溶度积（Ksp） （1）定义：在一定温度下，难溶电解质AmBn达到沉淀溶解平衡时，离子 浓度幂的乘积为一个常数，称为溶度积常数，简称溶度积，用Ksp表示。 （2）表达式：对于AmBn（s） mAn＋（aq）＋nBm－（aq），Ksp＝cm （An＋）·cn（Bm－）。 （3）意义：Ksp反映难溶电解质在水中的溶解能力，与难溶电解质的性质 和温度有关。对同类型的难溶电解质，如AgCl、AgBr、AgI等，在相同温度 下，Ksp越大，溶解度就越大；Ksp越小，溶解度就越小。 （4）应用 通过比较溶度积常数（Ksp）与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积 （Q）的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解， 这就是溶度积规则。 难溶电解质AmBn的水溶液中，离子积为Q＝cm（An＋）·cn（Bm－）。 若Q＜Ksp，溶液为不饱和溶液，体系中无沉淀生成，若加入过量难溶电解 质，难溶电解质会溶解直至溶液饱和。 若Q＝Ksp，溶液为饱和溶液，沉淀与溶解处于平衡状态。 若Q＞Ksp，溶液为过饱和溶液，体系中有沉淀生成，直至溶液饱和，达到 新的平衡。 　　｜特别提醒｜ 溶度积与溶解度都可用于表示物质的溶解能力，利用Ksp大小判断难溶电解 质在溶液中溶解能力的大小时需注意： （1）对于同类型的物质（难溶电解质化学式所表示的组成中阴、阳离子个 数比相同），Ksp越小，则难溶电解质在水中的溶解能力就越弱。 （2）对于不同类型的物质，Ksp不能直接用于判断溶解能力的强弱， 而应通过计算将Ksp转化为饱和溶液中溶质的物质的量浓度进而确定溶解能 力的强弱。 “三步法”解沉淀溶解平衡图像题 第一步：识图像。认识图像横坐标、纵坐标表示什么，如表示离子浓度、 pM等；曲线上的点表示达到平衡状态，曲线上方的点代表“过饱和溶液”，曲 线下方的点代表“不饱和溶液”。 第二步：想原理。涉及的原理主要有溶度积表达式的书写、影响沉淀溶解 平衡的因素以及溶度积常数的影响因素。如浓度不会改变溶度积，溶度积只与 温度有关，多数情况下，温度越高，溶度积越大。 第三步：找联系。将图像与溶度积原理联系起来，分析题目设置的问题， 如求离子浓度、判断沉淀溶解平衡状态等。 　　[应用体验] （2026·山东烟台高二检测）t ℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图 所示，该温度下AgCl的Ksp＝4×10－10。下列说法错误的是（　　） A. 图中a点、c点均有AgBr晶体析出 B. 只改变温度，可使溶液由b点到c点 C. AgCl（s）＋Br－（aq） AgBr（s）＋Cl－（aq）的平衡常数K≈816 D. 用0.01 mol·L－1AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L－1的KCl和0.01 mol·L－ 1KBr的混合液，先产生AgBr沉淀 √ 解析　根据题图中b点的c（Ag＋）和c（Br－）可得该温度下AgBr的Ksp为 4.9×10－13。在a点、c点时Q＞Ksp，均为AgBr的过饱和溶液，均有AgBr晶体 析出，A正确；由b点到c点的变化是c（Ag＋）不变而c（Br－）增大，改变温 度，c（Ag＋）和c（Br－）均改变，所以只改变温度，不能使溶液由b点到c 点，B错误；K＝ ＝ ＝ ＝ ≈816，C正确；AgBr的Ksp小于AgCl的Ksp，Cl－和Br－浓度相同时，Ksp小的首 先达到沉淀条件，即先生成AgBr沉淀，D正确。 知识点（二）　沉淀溶解平衡的应用　 1. 沉淀的生成 （1）应用：在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来 达到分离或除去某些离子的目的。 （2）方法 ①调节pH法。如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，将含杂质的氯化铵溶解 于水，再加入氨水调节pH，可使Fe3＋转变为 Fe（OH）3沉淀而除去。离子方程 式分别为Fe3＋＋3NH3·H2O Fe（OH）3↓＋3N 。 ②加沉淀剂法。如在工业废水处理过程中，以Na2S作沉淀剂，使废水中的 某些金属离子如Cu2＋、Hg2＋等，生成极难溶的CuS、HgS等沉淀而除去。离子 方程式分别为Cu2＋＋S2－ CuS↓、Hg2＋＋S2－ HgS↓。 （3）原则：生成沉淀的反应能够发生；溶液中剩余离子的浓度尽量小。 2. 沉淀的溶解 （1）原理：根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不 断地移去平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉 淀溶解。 （2）方法 ①酸溶解法。如溶解CaCO3、FeS、Cu（OH）2 等难溶电解质。 ②盐溶液溶解法。如Mg（OH）2 沉淀可溶于NH4Cl溶液，化学方程式为 Mg（OH）2＋2NH4Cl MgCl2＋2NH3·H2O。 ③氧化还原法：如不溶于盐酸的硫化物溶于稀硝酸。 3. 沉淀的转化 （1）实质：沉淀溶解平衡的移动。 （2）规律 ①两种沉淀的溶解度不同，一般来说溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更 小的沉淀，沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。 ②当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀所需要试剂离子浓度 越小的越先沉淀。 ③如果生成各种沉淀所需要试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从 而达到分离的目的。 （3）沉淀转化的应用 ①锅炉除水垢：将水垢中含有的难溶于酸的CaSO4转化为易溶于酸的 CaCO3，离子方程式：CaSO4（s）＋C （aq） CaCO3（s）＋S （aq）。 ②自然界中矿物的转化：如ZnS遇CuSO4溶液转化为CuS，离子方程式： Cu2＋（aq）＋ZnS（s） CuS（s）＋Zn2＋（aq）。 ③防治龋齿：食物、饮用水和牙膏中添加氟化物，氟离子会跟牙齿表面釉 质层的主要成分——羟基磷灰石发生沉淀的转化生成更能抵抗酸侵蚀的氟磷灰 石：Ca5（PO4）3OH（s）＋F－（aq） Ca5（PO4）3F（s）＋OH－（aq）， 氟磷灰石的溶解度比羟基磷灰石的小。 Ksp的有关计算在工艺流程中的应用 （1）已知Ksp求溶液中的某种离子的浓度。如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c （Ag＋）＝ mol·L－1 。 （2）已知Ksp、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度。如 某温度下AgCl的Ksp＝a，在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。 （3）计算反应的平衡常数。如对于反应Cu2＋（aq）＋MnS（s） CuS （s）＋Mn2＋（aq），Ksp（MnS）＝c（Mn2＋）·c（S2－），Ksp（CuS）＝c （Cu2＋）·c（S2－），而平衡常数K＝ ＝ 。 　　 　　[应用体验] （2026·河南洛阳高二检测）氟化钠是一种用途广泛的氟化试剂，一种 制备氟化钠的工艺流程如图所示。研磨反应的转化率为78％，水浸分离 NaF 的产率仅为8％。20℃时，NaF 的溶解度为4.06 g/100 g水，温度对其 溶解度影响不大。 下列说法错误的是（　　） A. 研磨引发的固相反应化学方程式：CaF2＋2NaOH Ca（OH）2＋2NaF B. 分析以上产率变化，推测CaF2的溶解度小于Ca（OH）2的溶解度 C. 从滤液中获取NaF晶体的操作为蒸发至有少量晶体出现后冷却结晶，过滤 D. 20℃时，CaF2饱和溶液的浓度为c mol·L－1 ，用c表示 CaF2的溶度积 Ksp＝ 4c3 √ 解析　研磨反应的转化率为78％，说明固相反应主要向生成Ca（OH）2和 NaF的方向进行，研磨引发的固相反应化学方程式为CaF2＋2NaOH Ca （OH）2＋2NaF，水浸分离NaF的产率仅为8％，说明大部分NaF未进入溶液， 则水浸过程中存在Ca（OH）2向CaF2的转化过程：2NaF＋Ca（OH）2 CaF2↓ ＋2NaOH，过滤后的滤液含氢氧化钠（主要）和氟化钠，经系列操作得到NaF 固体。由分析可知，研磨引发的固相反应化学方程式为CaF2＋2NaOH Ca （OH）2＋2NaF，A正确；研磨后主要得到NaF、Ca（OH）2，水浸分离NaF 的产率仅为8％，说明大部分NaF未进入溶液，则溶液中存在Ca（OH）2向CaF2 的转化过程，根据沉淀转化的规律可推测CaF2的溶解度小于 Ca（OH）2的溶解 度，B正确； 过滤后的滤液含氢氧化钠和氟化钠等，NaOH的溶解度受温度影响较大，NaF的 溶解度受温度影响不大，不能冷却结晶，则从滤液中获得纯净的NaF晶体的操 作为蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥，C错误；CaF2的沉淀溶解平衡为CaF2 （s） Ca2＋（aq）＋2F－（aq），20℃时，CaF2饱和溶液的浓度为 c mol·L－1 ，即c（Ca2＋）＝c mol·L－1，则c（F－）＝2c mol·L－1，所以CaF2的溶度积 Ksp＝c（Ca2＋）·c2（F－）＝4c3，D正确。 $