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(共35張PPT)
第三章 水溶液中的離子反應與平衡
第四節 沉淀溶解平衡
學習目標
1.通過實驗探究，認識難溶電解質在水溶液中存在沉淀溶解平衡并會分析其影響因素。(變化觀念與平衡思想)
2.能夠利用離子積與溶度積常數的關系判斷溶液中難溶電解質的沉淀和溶解情況。(證據推理與模型認知)
3.通過實驗探究，了解沉淀的生成、溶解與轉化，并能運用沉淀溶解平衡原理分析和解決生產、生活中有關的實際問題。(科學態度與社會責任)
新課導入
溶洞的形成
課內探究
難溶電解質的含義是什么？
向NaCl溶液中加入AgNO3，描述反應現象并寫出其反應的離子方程式。
生產白色沉淀；Ag＋＋Cl－ AgCl↓
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-
表3-3 幾種電解質的溶解度（20℃）
思考與討論
(1)通常所說的難溶物是指在常溫下，其溶解度小于0.01g，并不是在水中完全不能溶解。
(2)生成AgCl沉淀的離子反應是指進行到一定限度，并不能完全進行到底，此時溶液中還有Ag+和Cl-。
難溶電解質：溶解度小于0.01g的電解質稱為難溶電解質。
如AgCl的溶解度為1.5×10-4
溶解
AgCl(s) Ag＋(aq) + Cl-(aq)
沉淀
Ag+
Cl-
AgCl在水中
的溶解平衡
課內探究
歸納總結
一、難溶電解質的沉淀溶解平衡
1.定義：在一定溫度下，當沉淀和溶解的速率相等時，形成溶質的飽和溶液，各離子的濃度保持不變，達到平衡狀態，這種平衡稱為沉淀溶解平衡。
2.表示：
AgCl(s)
Ag+(aq) + Cl-(aq)
沉淀
溶解
歸納總結
3.特征：
等
動
定
變
動態平衡，溶解速率和沉淀速率不等于零
溶解速率和沉淀速率相等
平衡狀態時，溶液中的離子濃度保持不變
當改變外界條件時，溶解平衡發生移動
思考與討論
常溫下，分別將AgCl溶于水和0.1 mol·L－1的NaCl
溶液中，其溶解度相同嗎？為什么？
不同。在NaCl溶液中，Cl－的存在會導致溶解平衡AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)向左移動，使AgCl溶解度更小。
歸納總結
4. 影響難溶電解質溶解平衡的因素：
(1)內因：難溶電解質的性質，不同物質，溶解度有差別。
(2)外因：溫度、 濃度、其他物質：
外界條件 移動方向 平衡后c(Ba2+) 平衡后c(CO32-)
升高溫度
加水稀釋
加入少量BaCl2
加入少量Na2CO3
加入少量Na2SO4
以BaCO3 Ba2+ (aq)+ CO32- (aq) ΔH＞0為例
正向
正向
正向
逆向
逆向
增大
增大
增大
增大
增大
減小
減小
減小
不變
不變
思考與討論
如果要除去某溶液中的SO42-，選擇加入可溶性的鈣鹽還是鋇鹽？
S2-與Ag+反應生成Ag2S沉淀，是否能真正進行到底？
選擇加入可溶性的鋇鹽，因生成的BaSO4更難溶。
不能，難溶電解質的溶解度盡管很?。ㄐ∮?.01g），但是不會等于0。
課內探究
二、溶度積常數（簡稱溶度積）Ksp
2.表達式：AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq)
1.定義：在一定溫度下，難溶電解質在溶液中達到沉淀溶解平衡時，離子濃度保持不變。其離子濃度的化學計量數次方的乘積為一個常數，稱之為溶度積常數，簡稱溶度積，用 Ksp 表示。
Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)
寫出下列沉淀溶解平衡的溶度積常數的表達式(1)AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)Ksp＝____________________。(2)Fe(OH)3(s) Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)Ksp＝____________________。(3)AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)Ksp＝____________________。思考與討論cm(An＋)·cn(Bm－)根據下表進行分析，溶度積與溶解度有什么關系？
難溶物 Ksp 溶解度（g）
AgCl 1.8×10-10 1.8×10-4
AgBr 5.4×10-13 8.4×10-6
AgI 8.5×10-17 2.1×10-7
Ag2CrO4 1.1×10-12 2.2×10-3
3.影響Ksp的因素:
Ksp只與難溶電解質本身的性質和溫度有關！
4.Ksp的意義:
相同類型的難溶電解質，在同溫度下， Ksp越大，溶解度越大；
不同類型的難溶電解質，應通過計算才能進行比較。
思考與討論
若用Q表示電解質溶液某一時刻的離子積：
Q =[c(Mn+)]m · [c(Am-)]n
以上規則稱為溶度積規則
總結感悟
5.Ksp的應用：
Q > Ksp，平衡向生成沉淀方向移動，溶液中有沉淀析出；
Q ＝Ksp，沉淀與溶解處于平衡狀態，溶液是飽和溶液；
Q < Ksp，溶液未達飽和，無沉淀析出。
化學與生活
1.誤食可溶性鋇鹽，造成鋇中毒，應盡快用5%的Na2SO4溶液給患者洗胃。
2.精制食鹽時，可加入適量的NaOH溶液除去氯化鈉中的Mg2+
請運用沉淀溶解平衡的原理解釋上述事實
為什么不用Na2CO3除去Mg2+
課內探究
BaSO4(s) Ba2+(aq)＋SO4 2－(aq) Ksp =1.07×10-10
Ksp與沉淀的溶解和生成關系
Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)＋2OH－(aq) Ksp =5.61×10-12
MgCO3 (s) Mg2+(aq)＋CO32－(aq) Ksp =6.82×10-6
思考討論
化學沉淀法廢水處理工藝流程示意圖
三、沉淀溶解平衡的應用
思考與討論
(1)加入鋇鹽。因為Ksp(BaSO4)(2)可以增大所用沉淀劑的濃度。
利用生成沉淀分離或除去某種離子，首先要使生成沉淀的反應能夠發生；其次希望沉淀反應完成后，溶液中剩余離子的濃度能夠盡量小。
(1)如果要除去某溶液中的SO42-，你選擇加入鈣鹽還是鋇鹽 為什么
(2)如何使沉淀反應完成后，溶液中剩余離子的濃度能夠盡量小
歸納總結
1. 沉淀的生成
(1)調節pH法。
Fe3＋＋3NH3·H2O==Fe(OH)3↓＋3N
加入氨水調節pH至7～8，可除去氯化銨中的雜質氯化鐵。
反應離子方程式：
以Na2S、H2S等作沉淀劑，使Cu2＋、Hg2＋等生成極難溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。反應的離子方程式如下：
Cu2＋＋S2－ 、Cu2＋＋H2S 、
Hg2＋＋S2－ 、Hg2＋＋H2S 。
歸納總結
(2)加沉淀劑法
HgS↓
CuS↓
HgS↓＋2H＋
CuS↓＋2H＋
思考與討論
水垢中含有CaCO3和Mg(OH)2為什么不是MgCO3和Ca(OH)2
CaCO3和Mg(OH)2都是難溶物，它們的溶解度都很小，而MgCO3和Ca(OH)2都是微溶物質，它們的溶解度比CaCO3和Mg(OH)2大。
滴加的試劑 蒸餾水 鹽酸
現象
活動與探究
沉淀不溶解
沉淀溶解
向兩支盛有少量Mg(OH)2固體的試管中分別滴加適量的蒸餾水和鹽酸，觀察并記錄現象。
實驗3-3
思考與討論
(1)Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O
(2)Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)，向其中加入鹽酸，中和了
OH-，使沉淀溶解平衡向正反應方向移動，促進Mg(OH)2(s)的溶解。
(1)寫出實驗3-3中有關反應的化學方程式。
(2)應用平衡移動原理分析、解釋實驗3-3中發生的反應。
歸納總結
2. 沉淀的溶解
(1)原理：根據平衡移動原理，對于在水中難溶的電解質，如果能設法不斷地移去平衡體系中的相應離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動，就可以使沉淀溶解。
(2)沉淀溶解的方法
①酸堿溶解法：如溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2 等難
溶電解質。
②鹽溶液法：如Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液
化學與生活
溶洞水滴石穿
CaCO3 Ca2+ + CO32-
+
2HCO3-
H2O+CO2
CaCO3 +H2O+CO2 Ca2++2HCO3-
步驟 （1） （2） （3）
現象
活動與探究
產生白色沉淀
白色沉淀轉化
為黃色沉淀
黃色沉淀轉化
為黑色沉淀
(1)向盛有2mL0.1mol/L NaCl溶液的試管中滴加2滴0.1 mol/L AgNO3溶液，觀察并記錄現象；
(2)振蕩試管，然后向其中滴加4滴0.1mol/L KI溶液，觀察并記錄現象；
(3)振蕩試管，然后再向其中滴加8滴0.1 mol/L Na2S溶液，觀察并記錄現象。
實驗3-4
步驟 （1） （2）
現象
活動與探究
產生白色沉淀
白色沉淀轉化
為紅褐色沉淀
(1)向盛有2mL0.1mol/LMgCl2溶液的試管中滴加2~4滴2 mol/L NaOH溶液，觀察并記錄現象。
(2)向上述試管中滴加4滴0.1 mol/L FeCl3溶液，靜置，觀察并記錄現象。
實驗3-5
歸納總結
3. 沉淀的轉化
(1)實質：沉淀溶解平衡的移動。
(2)原則：
①一般來說，溶解度小的沉淀轉化為溶解度更小的沉淀容易實現。兩者的溶解度差別越大，轉化越容易。
②當一種試劑能沉淀溶液中的幾種離子時，生成沉淀時所需試劑離子濃度越小的越先沉淀。
③如果生成各種沉淀所需試劑離子的濃度相差較大，就能實現分步沉淀，從而達到提純、分離的目的。
(3)沉淀轉化的應用
①鍋爐除水垢
CaSO4 SO42- + Ca2+
鍋爐的水垢中含有CaSO4 ，可先用Na2CO3溶液處理，使之轉化為疏松、易溶于酸的CaCO3。
歸納總結
②礦物轉化
CuSO4溶液遇PbS轉化為CuS
Cu2＋(aq)＋PbS(s) == CuS(s)＋Pb2＋(aq)
CaCO3
Ca2++CO32-
牙釉質：主要成分為Ca5(PO4)3OH（羥基磷灰石），是一種難溶性電解質。殘留在牙齒上的糖發酵會產生H+。
歸納總結
③預防齲齒
Ca5(PO4)3OH 5Ca2++ 3PO43- + OH-
+
+
3H+
H+
3HPO42-
H2O
歸納總結
Ca5(PO4)3OH+F- Ca5(PO4)3F + OH-
齲齒的預防
氟離子會與 Ca5(PO4)3OH (羥基磷灰石)反應生成Ca5(PO4)3F (氟磷灰石) 。
課堂小結
沉淀的生成、溶解及轉化
沉淀溶
解平衡
建立
特點：動、等、定、變
溶度積Ksp
影響因素
沉淀的溶解平衡
應用
內因
外因
謝 謝

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