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溶洞的形成
第三章 水溶液中的離子反應與平衡
第四節 沉淀溶解平衡 課時1
1.知道難溶電解質的沉淀溶解平衡及其影響因素，能多角度、動態地分析難溶電解質的溶解平衡；
2.知道溶度積的意義，建立根據溶度積和離子積的大小關系判斷反應進行方向的思維模型。
白鰱 鯉魚 蝌蚪
48 小時 約3.0×10-7 mol/L 約1.7×10-7 mol/L 約1.0×10-7
mol/L
銀離子對幾種水生動物的半致死濃度
電鍍工業廢水中鍍銀是會產生高濃度的含銀廢水，廢水中的銀以離子的形式存在著且濃度非常高。如若不除去廢水中的銀并回收利用，一方面會極大的影響周圍的環境；另一方面，銀是貴重金屬直接廢棄過于浪費。
1 mL 0.012 mol/L
NaCl溶液
1 mL 0.010 mol/L
AgNO3溶液
Cl- + Ag+ AgCl↓
工業上對含銀廢水的處理有電解法、吸附法、離子交換法、沉淀法等。 以氯化銀沉淀法為例進行討論。
現用1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液模擬工業廢水，某同學提出可以加入1 mL 0.012 mol/L的NaCl溶液，充分反應，完全沉淀其中的Ag+。 這種方法是否合理？說明理由。
化學式 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
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
思考與討論
在初中化學中，我們曾根據物質溶解度的大小，將物質分為易溶物、可溶物、微溶物和難溶物。例如，AgCl、BaSO4、Fe(OH)3等都屬于難溶物。
根據表3-3所提供的溶解度數據，以及你對化學反應限度、化學平衡原理的認識，討論以下問題：
(1)通常我們所說的難溶物在水中是否完全不能溶解？
(2)生成AgCl沉淀的離子反應完成后，溶液中是否還有Ag+和Cl-
AgNO3
BaCl2
Ba(OH)2
Ag2SO4
Ca(OH)2
CaSO4
AgCl
AgBr
Ag2S
BaSO4
Mg(OH)2
Fe(OH)3
習慣上將溶解度小于0.01 g的電解質稱為難溶電解質。盡管難溶電解質的溶解度很小，但在水中并不是絕對不溶。
10g
1g
0.01g
易溶
可溶
微溶
難溶
化學式 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
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
AgNO3
BaCl2
Ba(OH)2
Ag2SO4
Ca(OH)2
CaSO4
AgCl
AgBr
Ag2S
BaSO4
Mg(OH)2
Fe(OH)3
10g
1g
0.01g
易溶
可溶
微溶
難溶
化學式 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
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
生成AgCl沉淀后，有三種粒子在反應體系中共存：
AgCl(s) 、Ag+(aq)、 Cl-(aq)
即使過量的NaCl也無法完全沉淀溶液中的Ag+。
Ag+
Cl-
AgCl在水中溶解平衡
盡管AgCl固體難溶于水，但仍有部分Ag＋和 Cl-離開固體表面進入溶液， 同時進入溶液的Ag＋和 Cl-又會在固體表面沉淀下來，當這兩個過程速率相等時，Ag＋和 Cl-的沉淀與AgCl固體的溶解達到平衡狀態即達到沉淀溶解平衡狀態. AgCl固體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：
AgCl(s) Ag＋(aq) + 2Cl-（aq)
溶解
沉淀
一、難溶電解質的溶解平衡
1.概念：一定溫度下，當沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時，形成電解質的飽和溶液，達到平衡狀態，我們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡 。
v(溶解)> v(結晶)　 固體溶解
v(溶解)= v(結晶)　 溶解平衡
v(溶解)< v(結晶)　 析出晶體
固體溶質
溶液中的溶質
溶解
結晶
2.溶解平衡的建立
溶解速率
沉淀速率
時間
速率
沉淀溶解平衡
3.表達方法
4.溶解平衡的特征
5.生成難溶電解質的離子反應的限度
離子濃度小于1×10-5mol/L時，認為反應完全。
AgCl(s) Ag＋(aq) + Cl－(aq)
注意：
①可逆號表示沉淀、溶解同時進行
②物質狀態：固體(s)、溶液(aq)
動：沉淀溶解平衡是一種動態平衡
變： 條件改變時，沉淀溶解平衡發生移動。
等：v沉淀 = v溶解≠0
逆：沉淀溶解平衡是可逆過程
定：條件不變,溶液中各離子的濃度不變
【練一練】
1.下列說法中正確的是（ ）
A.物質的溶解性為難溶，則該物質不溶于水
B.不溶于水的物質溶解度為0
C.絕對不溶解的物質是不存在的
D.某粒子被沉淀完全是指該粒子在溶液中的濃度為零
C
2.下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是（ ）
A.開始時，溶液中各離子濃度相等
B.平衡時，沉淀的速率和溶解的速率相等
C.平衡時，溶液中溶質的離子濃度相等，且保持不變
D.平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進溶解
B
3.將足量AgCl各放入:
(1)5ml水;
(2)10ml 0.2 mol l-1的 MgCl2溶液;
(3)20ml 0.5mol l-1NaCl溶液;
(4)40ml 0.1 mol l-1鹽酸中溶解至飽和,
各溶液中c(Ag+)由大到小的順序為：
各溶液中c(Cl-)越大,c(Ag+)越小(1)>(4)>(2)>(3)
二、沉淀溶解平衡的影響因素
1.內因：電解質本身的性質。
只要是飽和溶液都存在溶解平衡
絕對不溶的物質是沒有的
不同難溶物其溶解度差別也很大
0.01g
10g
難溶
微溶
易溶
可溶
1g
難溶的電解質更易建立溶解平衡
2.外因
加與難溶電解質相同離子，平衡向沉淀方向移動。
（1）溫度：
（2）濃度：
加水，平衡向溶解方向移動。
（3）同離子效應：
(氣體，Ca(OH)2除外)
升溫，多數平衡向溶解方向移動。
（4）化學反應：
反應消耗難溶電解質的離子，平衡向溶解方向移動。
已知沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)? ?Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，請分析當改變下列條件時，對該沉淀溶解平衡的影響，填寫下表(濃度變化均指平衡后和原平衡比較)：
條件改變 移動方向 c(Mg2＋) c(OH－)
加少量水 ________ ____ ____
升溫 ________ ____ ____
加MgCl2(s) ________ ____ ____
加鹽酸 ________ ____ ____
加NaOH(s) ________ ____ ____
正向移動
正向移動
逆向移動
正向移動
逆向移動
不變
增大
增大
增大
減小
不變
增大
減小
減小
增大
【練一練】
當氫氧化鈣固體在水中達到溶解平衡Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)時，為使氫氧化鈣固體的量減少，需加入少量的（雙選）（　　）
A、NH4NO3 B、NaOH C、CaCl2 D、NaHSO4
AD
三、溶度積常數
1. 概念
在一定溫度下，沉淀達溶解平衡后的溶液為飽和溶液，其離子濃度不再發生變化，溶液中各離子濃度冪之積為常數，叫做溶度積常數(簡稱溶度積)，用Ksp表示。
AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq)
固體濃度視為定值
思考：寫出難溶物Ag2CrO4、 Fe(OH)3的溶度積表達式
Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)
2. 表達式：
3. 影響Ksp的因素
Ksp的大小只與難溶電解質本身的性質和溫度有關 T↑，Ksp↑
[ Ca(OH)2 相反]
4. Ksp的意義
相同類型的難溶電解質，溶度積小的電解質，其溶解能力小；不同類型的難溶電解質，應通過計算才能進行比較。
Ksp反映了難溶電解質在水中的溶解能力.
討論：溶度積和溶解度都可以表示難溶電解質在水中的溶解能力，
分析下表，你將如何看待溶度積和溶解度的關系？
類型 化學式 溶度積Ksp 溶解度/g
AB AgBr 5.0×10-13 8.4×10-6
AB AgCl 1.8×10-10 1.5×10-4
A2B Ag2CrO4 1.1×10-12 2.2×10-3
A2B Ag2S 6.3×10-50 1.3×10-16
結論：相同類型的難溶電解質的Ksp越小溶解度越小
一定條件下：
注意：只有在同種類型的電解質之間才能通過Ksp的大小來直接比較溶解度的大小。
1.下列敘述正確的是（ ）
A.由于AgCl水溶液導電性很弱，所以它是弱電解質
B.難溶電解質離子濃度的乘積就是該物質的溶度積常數
C.溶度積常數大者，溶解度也大
D.用水稀釋含有AgCl固體的溶液時， AgCl的溶度積常數不變。
D
【練一練】
2.下列有關溶度積常數Ksp的說法正確的是( )
A. 常溫下，向BaCO3飽和溶液中加入Na2CO3固體，BaCO3的Ksp減小
B. 溶度積常數Ksp只受溫度影響，溫度升高Ksp一定減小
C. 溶度積常數Ksp只受溫度影響，溫度升高Ksp一定增大
D. 常溫下，向Mg(OH)2飽和溶液中加入NaOH固體，Mg(OH)2的Ksp不變
D
3.已知：Ksp(AgCl)=1.8×10—10，
Ksp(AgI)=1.5×10—16 ，Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10—12，
則下列難溶鹽的飽和溶液中，Ag+濃度大小順序正確的是（ ）
A．AgCl>AgI> Ag2CrO4 B．AgCl> Ag2CrO4>AgI
C．Ag2CrO4>AgCl>AgI 　 D．Ag2CrO4>AgI>AgCl
C
5.溶度積規則
AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq)
Qc>Ksp時，溶液過飽和，有沉淀析出,直至達到平衡.
Qc稱為離子積，其表達式中離子濃度是任意的，為此瞬間溶液中的實際濃度.
②溶度積規則
①離子積
Qc= c(Am+)n · c(Bn-)m
Qc=Ksp時，沉淀與飽和溶液的平衡.
Qc【練一練】
在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中，加入1mL0.01mol/LAgNO3溶液，下列說法正確的是(AgCl 的Ksp=1.8×10-10)（ ）
A.有AgCl沉淀析出 B.無AgCl沉淀
C.無法確定 D.有沉淀但不是AgCl
A
c(Cl-)=(0.01×0.1) ÷0.101 = 9.9×10-3mol/L
c(Ag+)=(0.01×0.001) ÷0.101 = 9.9×10-5mol/L
Qc =9.9×10-3×9.9×10-5 = 9.8×10-7 > Ksp
【例1】25℃時，Ksp (AgBr)= 5.0×10-10，求AgBr的飽和溶液中的c(Ag+)和c(Br-)。
6.利用溶度積計算某種離子的濃度
【例2】25℃時，Ksp [Mg(OH)2]= 1.8×10-11，求Mg(OH)2的飽和溶液中的c(Mg2+)和c(OH-)
c(Mg2+)=1.65×10-4，c(OH-)=3.3×10-4
c(Ag+)=c(Br- )=2.2×10-5
室溫下,AgCl的溶解度是1.93×10-3g/L,求AgCl的溶度積。已知AgCl的摩爾質量為143.3g/mol。
解：①把AgCl溶解度單位(g/L)換算成mol·L-1
　　s=1.93×10-3g/L÷143.3g/mol
　　 =1.35×10-5mol·L-1
7.溶度積與溶解度的相互換算
　　②求Ksp AgCl(s) Ag+ (aq) + Cl-(aq)
　　
飽和、平衡 1.35×10-5 1.35×10-5
　　
Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-) =(1.35×10-5)2=1.82×10-10
8.判斷能否生成沉淀
25℃時，在1.00 L 0.03 mol/L AgNO3溶液中加入0.50 L 0.06 mol/L的CaCl2溶液，能否生成AgCl沉淀？
已知：AgCl的Ksp＝1.8×10－10
c(Ag＋)＝(0.03 mol/L×1.00 L)÷(1.00 L＋0.50 L)
＝0.020 mol/L
由于Qc>Ksp，所以有AgCl沉淀生成。
c(Cl－)＝(0.06 mol/L×2×0.50 L)÷(1.00 L＋0.50 L)
＝0.040 mol/L
Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.020 mol/L×0.040 mol/L＝8.0×10－4
實驗測得某水樣中的鐵離子的濃度為6×10-6mol·L-1若要使水中的鐵離子轉化為沉淀，則溶液的pH值至少要控制在多少以上？[已知Fe(OH)3的Ksp為2.6×10-39]
9.計算某離子開始沉淀的pH值
Ksp=c(Fe3+) ·c3(OH-)=2.6×10-39 =6×10-6×X3
求得X=7.57×10-12mol·L-1=c(OH-)
c(H+)=1.32×10-3mol·L-1
pH=2.88
答：pH至少要控制在2.88以上。
解：設溶液中的OH-的濃度最少為X才能使水中的鐵離子轉化為沉淀。
已知25 ℃時，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，Ksp(AgI)＝8.5×10－17。
(1)25 ℃時，氯化銀的飽和溶液中，c(Cl－)＝ ，向其中加入NaCl固體，溶解平衡 ，溶度積常數 。
(2)25 ℃時，氯化銀的飽和溶液和鉻酸銀的飽和溶液中，Ag＋濃度大小順序為 ，由此可得出 更難溶。
(3)25 ℃時，取一定量含有I－、Cl－的溶液，向其中滴加AgNO3溶液，當AgCl和AgI同時沉淀時，溶液中 ＝ 。
1.3×10－5mol·L－1
左移
不變
【練一練】
Ag2CrO4>AgCl
AgCl
4.7×10－7
已知25 ℃時，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，Ksp(AgI)＝8.5×10－17。
(4)將等體積的4×10－3 mol·L－1的AgNO3溶液和4×10－3 mol·L－1的K2CrO4溶液混合 (填“有”或“沒有”)Ag2CrO4沉淀產生。
有
難容電解質的沉淀溶解平衡
沉淀溶解平衡的建立
v(溶解)> v(結晶)　 固體溶解
v(溶解)= v(結晶)　 溶解平衡
v(溶解)< v(結晶)　 析出晶體
沉淀溶解平衡的影響因素
內因：電解質本身的性質
外因
（1）溫度：
（2）濃度：
（3）同離子效應：
（4）化學反應：
溶度積常數
AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq)
Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)

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