4.1 沉淀溶解平衡 第1课时 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课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡 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↓ 思考：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 结论 从表中可以看出：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79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 探·知识奥秘 3 阅读教材77页资料卡片，表3-3 几种电解质的溶解度(20 ℃) 结论：从表中知，不同的电解质在水中的溶解度差别很大，如 AgCl 和 AgNO3 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 探·知识奥秘 4 AgNO3 BaCl2 Ba(OH)2 Ag2SO4 Ca(OH)2 CaSO4 溶解性（20℃） 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的。 AgCl AgBr Ag2S BaSO4 Mg(OH)2 Fe(OH)3 难溶电解质的沉淀溶解平衡 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 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 探·知识奥秘 当υ(沉淀) ＝ υ(溶解)时，得到饱和AgCl溶液，建立沉淀溶解平衡。 在水分子作用下，少量Ag＋与Cl－脱离AgCl的表面进入水中。 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。 溶解： 沉淀： 沉淀溶解平衡的建立 AgCl固体在水中溶解和沉淀过程 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) 【归纳小结】 难溶电解质的沉淀溶解平衡 探·知识奥秘 9 沉淀溶解平衡： v 0 t v(溶解) v(沉淀) v（溶解）＝v(沉淀） 溶解 沉淀 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 沉淀、溶解之间这种动态平衡的存在，决定了 Ag+与Cl -的反应不能进行完全。 注：当溶液中剩余离子的浓度小于1 ×10-5mol/L 时，认为生成沉淀的反应就进行完全了。 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。 在一定温度下，当沉淀和溶解的速率相等时，得到AgCl的饱和溶液，即建立下列动态平衡： v溶解＝v沉淀 动态平衡， v溶解和v沉淀均不为零 可逆过程 达到平衡时，溶液中的离子浓度不变。 当外界条件改变时，沉淀溶解平衡将发生移动，直至达到新的平衡状态。 2.特征 (1)逆 (2)等 (3)动 (4)定 (5)变 沉淀溶解平衡 11 书写注意： ① 可逆符号：“ ” ② 物质状态 ：固体(s)、溶液(aq) ③遵守元素守恒、电荷守恒 【例题】写出BaSO4、Ag2S、Mg(OH)2的沉淀溶解平衡表达式。 BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq) Ag2S(s) 2Ag+(aq) +S2-(aq) Mg(OH)2(s) Mg 2+(aq) + 2OH-(aq) 【课堂巩固】 析·典型范例 12 改变条件 平衡移动方向 溶解度(S) c(Ag+) c(Cl-) 升 温       加水(有固体剩余)       加AgCl(s)       加NaCl(s)       加AgNO3(s)       加NaI(s)       正向 增大 增大 增大 正向 不变 不变 不变 不移动 不变 不变 不变 逆向 减小 减小 增大 正向 逆向 减小 增大 减小 增大 减小 增大 AgCl固体的饱和溶液中存在：AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) 沉淀溶解平衡的影响因素 1）内因： 2）外因： ①浓度： 升温，多数平衡向溶解方向移动（原因：溶解吸热）； 加入难溶电解质的离子，平衡向沉淀方向移动 ②温度： ③同离子效应： 加水，平衡向溶解方向移动 难溶电解质本身的性质（主要） 但少数向沉淀方向移动 （例：Ca(OH)2溶解放热） ④离子反应效应： 加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质， 平衡向溶解方向移动 沉淀溶解平衡的影响因素 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 随堂巩固 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．溶解度增大 C．沉淀溶解平衡向右移动 D．溶液中Pb2＋浓度减小 D 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 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) 固体纯物质一般不列入平衡常数 溶度积常数 探·知识奥秘 17 2.不同类型（阴、阳离子个数比不同）的难溶电解质： 应通过计算溶液中 才能进行比较。 溶度积常数与溶解度 难溶物 Ksp 溶解度 难溶物 Ksp 溶解度 AgCl AgBr AgI 1.8×10-10 5.4×10-13 8.5×10-17 1.1×10-10 2.6×10-39 5.6×10-12 1.5×10-4 8.4×10-6 2.1×10-7 2.4×10-4 3.0×10-9 9.0×10-4 Mg(OH)2 BaSO4 Fe(OH)3 1.相同类型（阴、阳离子个数比相同）的难溶电解质： 一定温度下， Ksp越小，溶解度越小，越难溶。 溶解度S(AB型):AgCl > AgBr > AgI 【分析】25 ℃时，常见难溶电解质的溶度积常数，你能发现哪些规律？ 【例】试比较AgCl、Mg(OH)2溶解度的大小？ Ksp( Mg(OH)2)= c(Mg2+)c2(OH-) =4 c3(Mg2+)= 5.6×10-12mol3·L-3 c(Mg2+)=1.12×10-4mol·L-1 即Mg(OH)2的溶解浓度为：1.12×10-4mol·L-1 溶解度：1.12×10-4mol·L-1 ×58g/mol=6.50×10-3g/L 可以看到： AgCl的溶解度更小！ (1)比较难溶电解质溶解能力的大小 解： Ksp(AgCl)= c(Ag+) c(Cl-) =c2(Ag+)= 1.8×10-10mol2·L-2 c(Ag+)=1.34×10-5mol·L-1 即AgCl的溶解浓度为： 1.34×10-5mol·L-1 溶解度：1.34×10-5mol·L-1 ×143.5g/mol=1.92×10-3g/L AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) Ksp= c(Ag+) c(Cl-) = 1.8×10-10 Mg(OH)2(s) Mg2++2OH- Ksp= c(Mg2+)c2(OH-) = 5.6×10-12 Q ＜ Ksp Q ＝ Ksp 1、Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，一般Ksp越小，溶解度越小，越难溶。 关于溶度积(Ksp)几点说明： 2、Ksp与难溶电解质的性质和温度有关，其它条件一定时，一般温度越高，Ksp越大。 3、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 过饱和溶液，溶液中有沉淀析出 饱和溶液， 沉淀与溶解处于平衡状态 不饱和溶液， 溶液中无沉淀析出 溶度积常数 Ca(OH)2 相反 20 【例题】将4×10-3mol/L的AgNO3溶液与4×10-3mol/L的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出？［Ksp(AgCl)= 1.8×10-10］ = (2×10-3)×(2×10-3 ) = 4.0×10-6 Q = c(Ag+)·c(Cl-) Q> Ksp，有AgCl沉淀析出 1、求某一离子的浓度 【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。 溶度积常数及其应用 探·知识奥秘 22 2、判断溶液中离子能否沉淀完全 【例】在1 L含 0.001 mol/L SO42-的溶液中，注入等体积0.01mol/L BaCl2，能否使SO42-沉淀完全？ [Ksp(BaSO4) = 1.1×10-10] Ksp(BaSO4)= c(Ba2+) · c(SO42-)= 1.1×10-10 沉淀完全 0.01mol 0.001mol 剩余的n(Ba2+) = 0.009 mol c(Ba2+)= 4.5×10-3mol/L Ba2+ + SO42- === BaSO4↓ c(SO42-) = 2.44×10-8 mol/L< 1.0×10-5 mol/L 溶度积常数及其应用 【例】已知Ksp(AgCl)= 1.8×10-10，Ksp(Ag2CrO4)= 3.5×10－11，向浓度均为0.01mol/L的Cl－和CrO42－的混合液中滴加AgNO3溶液，Cl－和CrO42－谁优先沉淀？ 3、判断沉淀析出的顺序 Ksp(AgCl) = c(Ag+)·c(Cl-) = 1.8×10-10 Ksp(Ag2CrO4) = c2(Ag+)·c(CrO42-) = 3.5×10－11 AgCl沉淀时需要的离子浓度小，AgCl先沉淀。 溶解度小的先沉淀 c(Ag+) =1.8×10-8 mol/L c(Ag+) = ≈5.9×10-5 mol/L 溶度积常数及其应用 4、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) =4.9×10-5，Ksp (CaCO3) =3.4×10-9) 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) = 3.4×10-9 4.9×10-5 6.9×10-5 = 溶度积常数及其应用 5、计算某离子开始沉淀的pH值 【例】实验测得某水样中的Fe3+的浓度为2.8×10-6 mol/L 若要使水中的Fe3+转化为沉淀，则溶液的pH值至少要控制在多少以上？[已知Ksp[Fe(OH)3]= 2.8×10-39] Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+) ·c3(OH－)=2.8×10-39 c3(OH－) = 1×10-33 mol/L c(OH－) = 1×10-11 mol/L c(H+) = 1×10-3mol/L pH = 3 pH要控制在3以上才能使水中的Fe3+转化为沉淀。 注意：若要计算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。 溶度积常数及其应用 【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】  溶度积常数及其应用 5、计算某离子开始沉淀的pH值 探·知识奥秘 27 难容电解质的沉淀溶解平衡 沉淀溶解平衡的建立 v(溶解)> v(结晶)　 固体溶解 v(溶解)= v(结晶)　 溶解平衡 v(溶解)< v(结晶)　 析出晶体 沉淀溶解平衡的影响因素 内因：电解质本身的性质 外因 （1）温度 （2）浓度 （3）同离子效应 （4）化学反应 溶度积常数 AmBn(s)⇌mAn+(aq)＋nBm-(aq) Ksp＝cm(An+)·cn(Bm-) 课堂小结 $