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第三章 水溶液中的離子反應與平衡
第四節 沉淀溶解平衡
第一課時 難溶性電解質的沉淀溶解平衡
課前導入
腎臟是非常重要的器官，負責過濾血液中的雜質，維持電解質平衡，如果飲食不規律，內分泌紊亂，就會引發腎結石。
腎結石的主要成分：CaC2O4
Ca2++C2O42- = CaC2O4↓
為什么多喝水能有效緩解腎結石？
難溶物在水中存在溶解現象和平衡？
溫馨提示：腎結石是小病，疼起來真要命！
難溶電解質
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
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-
有 溶解度：1.5×10-4 g
化學上通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于10-5mol/L時,沉淀達到完全。
難溶電解質的沉淀溶解平衡
10
易溶
可溶
1
微溶
0.01
難溶
S /g
溶解度與溶解性的關系：20℃
溶解度：在一定溫度下，某物質在100克溶劑(通常是水)里達到飽和狀態
時所溶解的質量。符號：S
習慣上將溶解度小于0.01g的電解質稱為難溶電解質。
如何定義難溶電解質？
難溶電解質的沉淀溶解平衡
【實驗探究】
1.向2 mL 0.1 mol·L-1的NaCl溶液中滴加幾滴0.1 mol·L-1的AgNO3溶液
2.向所得白色渾濁液中滴加幾滴0.1 mol·L-1的KI溶液
AgCl
AgI
NaCl
AgNO3
KI
實驗現象:
Ag+ + I- == AgI↓
Ag+ + Cl- == AgCl↓
離子方程式:
難溶電解質的沉淀溶解平衡
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
難溶電解質的沉淀溶解平衡
當v溶解＝ v沉淀時，得到飽和AgCl溶液，建立溶解平衡
溶解速率
沉淀速率
時間
速率
沉淀溶解平衡
以AgCl為例，分析沉淀溶解平衡的建立
溶解
沉淀
v(溶解)=v(沉淀)
兩個過程
一段時間后
難溶電解質的沉淀溶解平衡
1.沉淀溶解平衡狀態
在一定溫度下，固體溶質在水中形成______溶液時，溶液中__________保持不變的狀態，該狀態下，固體溶質_____的速率和溶液中溶質分子_____的速率達到相等，但溶解和結晶仍在進行。
飽和
溶質質量
溶解
結晶
在一定溫度下，當沉淀和______的速率相等時，即建立了動態平衡，叫做難溶電解質的溶解平衡。如AgCl溶于水的溶解平衡表示為_______________________________________
2.沉淀溶解平衡概念
溶解
AgCl(s)
溶解
Ag+(aq) + Cl-(aq)
沉淀
難溶電解質的沉淀溶解平衡
3.沉淀溶解平衡的特征
——可逆過程
逆
動
等
定
變
——達到平衡狀態時，溶液中的離子濃度保持不變
——當改變外界條件是，溶解平衡發生移動
——動態平衡，v溶解=v沉淀≠0
難溶電解質的沉淀溶解平衡
b. 書寫時注意表明各物質的狀態“s/aq”并用“ ”連接
a. 不等同于電離平衡
【注意】
AgCl(aq) Ag+(aq) + Cl-(aq)
4.沉淀溶解平衡的表達式
難溶電解質的沉淀溶解平衡
【練習】請寫出BaSO4、Fe(OH)3的沉淀溶解平衡方程式。
BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq)
Fe(OH)3(s) Fe3+(aq) + 3OH-(aq)
表示方法：
沉淀溶解平衡雖然也用電離方程式表示，但
①須標明狀態(s)、(aq)，②一律用“ ”。
Al(OH)3(s) Al3＋(aq)＋3OH－(aq)　(沉淀溶解平衡)
Al(OH)3 Al3＋＋3OH－　(電離平衡)
影響難溶電解質沉淀溶解平衡的因素
要使AgCl飽和溶液中析出AgCl固體，可采取什么措施？
加熱濃縮
降溫
加入濃鹽酸（同離子效應）
(1) 內因：電解質本身的性質
①絕對不溶的電解質是沒有的
②同是難溶電解質，溶解度差別也很大
③易溶電解質做溶質時只要是飽和溶液也可存在溶解平衡
影響難溶電解質溶解平衡的因素：
①加水：平衡向溶解方向移動。
溫度：升溫，多數平衡向溶解方向移動。
②同離子效應：加入含有相同離子電解質，平衡向沉淀的方向移動
濃度
(2) 外因:遵循平衡移動原理
影響難溶電解質沉淀溶解平衡的因素
對于平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)，改變下列條件，對其有何影響？
改變條件 平衡移動方向 溶解度(S) c(Ag+) c(Cl-)
升 溫
加水(有固體剩余)
加AgCl(s)
加NaCl(s)
加AgNO3(s)
加NaI(s)
正向
增大
增大
增大
正向
不變
不變
不變
不移動
不變
不變
不變
逆向
減小
減小
增大
正向
逆向
減小
增大
減小
增大
減小
增大
定量描述難溶電解質的溶解程度
Ksp = c( Ag+) · c(Cl —)
思考：AgCl溶解平衡的平衡常數如何表示？
AgCl(s) Ag＋(aq) + Cl—(aq)
溶解平衡的平衡常數（溶度積）：
PS：固體純物質不列入平衡常數
定義：Ksp 稱為難溶電解質的沉淀溶解平衡常數，簡稱溶度積。
AmBn(s) mAn+(aq) + nBm-(aq)
Ksp = cm(An+)· cn(Bm-)
影響因素：Ksp只受溫度影響
T↑，Ksp↑ (Ca(OH)2 相反)
表達式：
溶度積常數
常見難溶電解質的溶度積（25°C）
比較AgCl AgBr AgI在水中的溶解能力:____________
比較BaSO4、CaCO3在水中的溶解能力:__________
比較AgCl、 Ag2CrO4在水中的溶解能力:_____ ____ __
AgCl ＞ AgBr ＞ AgI
CaCO3＞ BaSO4
Ag2CrO4＞AgCl
溶度積常數
【例】已知Ksp(AgCl)= 1.8×10-10，Ksp[Mg(OH)2]= 5.6×10-12， 則溶解度AgCl ___Mg(OH)2。
<
Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH-(aq)
解：AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
x
x
Ksp(AgCl) = c(Ag+)·c(Cl-)
= x2
x
2x
Ksp[Mg(OH)2] = c(Mg2+)·c2(OH-)
= 4x3
溶度積常數
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溶度積常數
基于溶度積Ksp認識沉淀過程
例：25時，Ksp(AgCl) ＝ ，向0.1mol/L的AgNO3溶液中逐步加入NaCl固體，試分析整個過程中溶液c(Ag+) 的變化圖示（沉淀模型）
A點：Qc=Ksp，無沉淀的飽和溶液
B點：Qc=Ksp，有沉淀的飽和溶液
C點：Qc>Ksp，析出沉淀趨于平衡
D點：Qc溶度積常數
【例】在1L含 0.001mol/L SO42-的溶液中，注入等體積0.01mol/L BaCl2，能否使SO42-沉淀完全？ [Ksp(BaSO4) = 1.08×10-10]
c(SO42-) = 2.4×10-8 mol/L
Ksp(BaSO4)= c(Ba2+) · c(SO42-)= 1.08×10-10
∴ 沉淀完全
0.01mol
0.001mol
剩余的n(Ba2+) = 0.009 mol
c(Ba2+)=4.5×10-3mol/L
< 1.0×10-5 mol/L
解： Ba2+ + SO42- = BaSO4↓
判斷溶液中離子能否沉淀完全
溶度積常數
【例】已知Ksp(AgCl)= 1.8×10-10，Ksp(Ag2CrO4)= 1.1×10-12，向濃度均為0.01mol/L的Cl-和CrO42-的混合液中滴加AgNO3溶液，Cl-和CrO42-誰優先沉淀？
判斷沉淀析出的順序
解：Ksp(AgCl) = c(Ag+)·c(Cl-) = 1.8×10-10
c(Ag+) =1.8×10-8 mol/L
Ksp(Ag2CrO4) = c2(Ag+)·c(CrO42-) = 1.1×10-12
AgCl沉淀時需要的離子濃度小，AgCl先沉淀。
溶解度小的先沉淀
溶度積常數
計算某離子開始沉淀的pH和完全沉淀的pH
【例】實驗測得某水樣中的鐵離子的濃度為2.6×10-3mol/L 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]
解：Ksp=c(Fe3+) ·c3(OH-)=2.6×10-39
c(OH-)3 = 1×10-36 mol/L
c(OH-) = 1×10-12 mol/L
c(H+) = 1×10-2mol·L-1
pH = 2
pH要控制在2以上才能使水中的鐵離子轉化為沉淀。
注意：若要計算使某個離子沉淀完全時的pH值，則該離子濃度要取1×10-5mol/L帶入Ksp計算。
氫氧化物沉淀不一定在堿性環境
隨堂訓練
1.關于CaCO3沉淀溶解平衡的說法正確的是(　　)
A．CaCO3沉淀生成和沉淀溶解不斷進行，但速率相等
B．CaCO3難溶于水，溶液中沒有Ca2＋和CO32-
C．升高溫度，CaCO3沉淀的溶解度無影響
D．向CaCO3懸濁液中加入Na2CO3固體，CaCO3沉淀的溶解度不變
A
隨堂訓練
2.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
隨堂訓練
3.下列說法中正確的是（ ）
A.不溶于水的物質溶解度為0
B.絕對不溶解的物質是不存在的
C.某離子被沉淀完全是指該離子在溶液中的濃度為0
D.物質的溶解性為難溶，則該物質不溶于水
B
隨堂訓練
4.某溫度下向含AgCl固體的AgCl飽和溶液中加少量稀鹽酸，下列說法正確的是( )
A. AgCl的溶解度、Ksp均減小
B. AgCl的溶解度、Ksp均不變
C. AgCl的溶解度減小、Ksp不變
D. AgCl的溶解度不變、Ksp減小
C
隨堂訓練
5.25 ℃時，在含有大量PbI2的飽和溶液中存在著平衡PbI2(s)??Pb2＋(aq)＋2I－(aq)，加入KI溶液，下列說法正確的是(　　)
A．溶液中Pb2＋和I－的濃度都增大
B．溶度積常數Ksp增大
C．沉淀溶解平衡向右移動
D．溶液中Pb2＋的濃度減小
D
隨堂訓練
6.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
Ag2CrO4>AgCl
AgCl
4.7×10－7
非常感謝您的觀看

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