第三章 第四节

三、溶度积的有关计算
1、已知溶度积求离子浓度 例1、已知室温下PbI2的溶度积为7.1×10-9，求 饱和溶液中Pb2+和I- 的浓度;在c(I)=0.1mol·L-1的溶液中, Pb2+的浓度最大可达 到多少? 7.1×10-7mol·L-1 2、已知溶度积求溶解度： 例2、已知298K时Mg(OH)2的Ksp = 5.61×10-12， 求其溶解度S。(设溶液的密度为1g/cm3) 6.5×10-4g
任何化学反应都有一定的可逆性，可逆反应达到 平衡状态时，反应物和生成物的浓度不在发生变化。 因而生成沉淀的离子反应是不能真正进行到底的。
生成沉淀的离子反应能发生的原因：
是因为生成物的溶解度较小，使溶液中的离子 浓度减小。
离子的浓度小于1×10-5mol/L,沉淀就完全。
思考题 下列说法中正确的是( C ) A．硫酸钡放入水中不导电，则硫 酸钡是非电解质 B．物质溶于水达到饱和时，溶解 过程就停止了 C．绝对不溶解的物质是不存在的 D．某离子被沉淀完全是指该离子 在溶液中的浓度为0
在饱和NaCl溶液中，再加入一块不 规则的NaCl固体，其质量和形状会 发生变化吗？为什么？ 溶解 固体溶质 溶液中的溶质 结晶 溶解速率 = 析出速率 NaCl(s) 溶解平衡 Na+(aq) + Cl-(aq)
可溶电解质既然存在溶解平衡，那么难 溶电解质是否也存在溶解平衡？
第三章
Leabharlann Baidu
水溶液中的离子平衡
原生铜的硫化物
氧化、淋滤
CuSO4溶液
渗透、遇闪锌矿（ZnS） 和方铅矿（PbS）
铜蓝(CuS)
例 如果想要用沉淀法测定AgNO3溶液的 浓度，下列沉淀剂中，效果最好的是 ( D ) A．NaCl溶液 C．Na2SO4溶液 B．NaBr溶液 D．Na2S溶液
解析
不同物质的溶解度是不相同的，溶解
度最小的溶解平衡进行的程度最大，沉淀
+ 一、Ag 和Cl 的反应真能进行到底吗？
2、沉淀溶解平衡
在一定条件下，难溶电解质溶解成离子的 速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶 液中各离子的浓度保持不变的状态
3、沉淀溶解平衡的表示方法
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl— (aq)
［随堂练习］书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡 的表达式
4、沉淀溶解平衡的特点
如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂 Cu2＋+S2－=CuS↓ Hg2＋+S2－＝HgS↓
C、氧化还原法
通过氧化还原反应等方式改变某离子的 存在形式，促使其转变为溶解度更小的难 电解质以便分离出去。如除去溶液中的 Fe2+通常先将其氧化成Fe3+后再除去。
D、同离子效应法
例：现将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶 解度由大到小的顺序是( B )
[SO42-]=Ksp/[Ba2+]= 1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8(mol/L) 因为，剩余的即[SO42-]=1.2×10-8mol/L<1.0×10-5mol/L 所以， SO42-已沉淀完全，即有效除去了SO42-。
注意：当剩余离子即平衡离子浓度≤10-5mol/L 时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。
任意时刻有： Qc ＝ [ c (Mn+) ]m·[c(Am- )]n 则有：Qc > Ksp 过饱和，析出沉淀， Qc ＝ Ksp
Qc < Ksp
饱和，平衡状态
未饱和，沉淀溶解
例 将4×10－3 mol·L－1的AgNO3溶液与 4×10－3 mol·L－1的NaCl溶液等体积混 合能否有沉淀析出？(已知Ksp(AgCl)＝ 1.8×10－10 mol2·L－2)
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
C．⑤＞④＞②＞①＞③
B．④＞①＞③＞②＞⑤
效果最好，由溶解度表可知Ag2S的溶解度
最小，故选D。
练习.以BaS为原料制备Ba(OH)2·8H2O 的新方法流程图如下：
请回答下列问题： (1)BaS与CuO反应的化学方程式为_________________。 (2)该反应的反应物CuO是不溶物，但反应还能进行的原 因是_______________________________________________。 (3)制备流程中能重复利用，从而降低生产成本的物质是 ____________。 答案 (1)BaS＋CuO＋H2O＝Ba(OH)2＋CuS (2)CuS 的溶度积比 CuO 小得多 ( 更难溶 ) ，有利于该反应 正向进行 (3)CuO
中的CO32- 浓度不断减小，平衡向沉淀溶解的方向移动。
B. 盐溶解法
实验3-3
滴加试剂 现象 蒸馏水
固体无明显溶 解现象
盐酸
氯化铵溶液 逐渐溶解
迅速溶解
［思考与交流］
1、有关反应的化学方程式： 2、应用平衡移动原理分析、解释上述发 生的反应。并试从中找出使沉淀溶解的 规律
C. 生成配合物使沉淀溶解 例如，AgCl可溶于NH3·H2O，银氨溶液的 配制过程其实质都是生成配合物沉淀溶解 D. 发生氧化还原反应使沉淀溶解 (3) 溶度积规则 MmAn (s) mMn+（aq）＋ nAm-（aq）
B、Na2CO3
D、MgO
2、沉淀的溶解 （1）原理
设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡 向沉淀溶解的方向移动
（2）方法
A. 酸碱溶解法
如CaCO3的溶解
CaCO3(s)
CO32-(aq) + Ca2+(aq)
+H+
HCO3
+ +H -
H2CO3
H2O+CO2↑
在上述反应中，有CO2气体逸出，使CaCO3溶解平衡体系
Fe(OH)3 比 Mg(OH)2 难溶
沉淀转化的特点 1．一般来说，溶解度小的沉淀容易转化为溶 解度更小的沉淀。 2．沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。
（3）.沉淀转化的应用 对于一些用酸或其他方法不能溶解 的沉淀，可以将其转化为另一种用酸 或其他方法能溶解的沉淀。 A.锅炉除垢 B.自然界中矿物的转化
D．④＞③＞⑤＞②＞①
思考与交流
1、如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加 入钡盐还是钙盐？为什么？ 加入钡盐，因为BaSO4比CaSO4更难溶， 使用钡盐可使SO42-沉淀更完全 2、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否 生成可从哪方面考虑？是否可能使要除去的 离子通过沉淀反应全部除去？说明原因。
答案 如果将实验中沉淀生成和转化的操作 步骤的顺序颠倒，只能观察到黑色沉淀.
（2）．Mg(OH)2 与Fe(OH)3的转化
实验步骤
实验现象 化学方程式 实验结论
产生白色沉淀 MgCl2＋2NaOH＝ Mg(OH)2↓＋2NaCl
产生红褐色沉淀 3Mg(OH)2＋2FeCl3＝ 2Fe(OH)3＋3MgCl2
在一定温度下，Ksp 是一个常数，称为溶 度积常数，简称溶度积。
6、溶度积（平衡常数）——Ksp (2) 溶度积常数的意义：
①对于相同类型的电解质，Ksp越大，其在水中的 溶解能力越大。 ②Ksp 和S均可衡量物质在水中的溶解能力，只 有相同类型的物质，才有Ksp 越大S越大的结论。 ③同一物质的Ksp与温度有关，与溶液中的溶 质离子浓度无关。
练习 已知25 ℃时CaCO3、CaSO4的溶度积分 别为2.8×10－9、9×10－6。 (1)饱和CaSO4溶液中的c(Ca2＋) ＝ 3×10－3 mol·L－1
。
(2)往饱和CaSO4溶液中逐滴滴加Na2CO3 溶液，使其浓度为 0.1 mol·L－1，能看到的 产生白色沉淀。 现象是______________ (3)产生上述现象的原因是___。 c(Ca2＋)·c(CO32-)＝3×10－3×0.1=3×10－4 ＞2.8×10-9，故有沉淀析出
动、等、定、变（一切平衡的特点）
5、沉淀溶解平衡的影响因素
（1）内因：电解质本身的性质。 ①绝对不溶的物质是没有的 ②不同难物其溶解度差别也很大 ③只要是饱和溶液都存在溶解平衡。
为什么饱和溶液不再溶解溶质？
本质：溶解速率 = 析出速率 现象：浓度不变或晶体质量不变
（2）外因
温度： 升温，多数溶解 (气体，Ca(OH)2除外) 浓度： 加水，溶解； 加相同离子，沉淀。
Mg2+和CO32-能共存
例3.向1L0.001mol/LNa2SO4溶液中滴入 0.01molBaCl2溶液，能否使SO42-完全 沉淀？BaSO4的Ksp=1.1×10-10
解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉
淀后，Ba2+过量，剩余的即[Ba2+]=0.01-0.001=0.009mol/L.
［小结］难溶电解质的溶解平衡作为一种平衡 体系，遵从平衡移动原理。沉淀溶解平衡跟其 他平衡一样也有平衡常数，这个平衡常数应该 怎样表示呢？
6、溶度积（平衡常数）——Ksp (1) 对于沉淀溶解平衡：（平衡时） MmAn (s) mMn+（aq）＋ nAm-（aq）
Ksp＝[ c (Mn+) ]m·[c(Am- )]n
气体： 加压，多数溶解
压强： 固体或液体： 加压，几乎不溶解
［随堂练习］ 石灰乳中存在下列平衡： Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2 OH― (aq), 加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（ AB） A. Na2CO3溶液 B. AlCl3溶液 C. NaOH溶液 D. CaCl2溶液
3、沉淀的转化（1）．银的沉淀物之间的转化
实验步骤
黄色沉淀 黑色沉淀 白色沉淀 实验现象 离子方程式 溶解度：AgCl＞AgI ＞Ag2S 实验结论 Ag+ +Cl- = AgCl↓ AgCl +I- = AgI↓+Cl2AgI +S2- = Ag2S↓+2I-
思考题 如果将上述实验操作顺序颠倒，会看到什么 现象？为什么？
3.判断是否有沉淀生成及能否完全沉淀 解题依据：溶度积规则
例1.等体积4×10-3mol/LAgNO3溶液和4×10-3mol/L
K2CrO4溶液混合，是否有Ag2CrO4沉淀析出 ？ [KSP(Ag2CrO4)=9×10-12]
有Ag2CrO4沉淀析出
例2.已知298K时， MgCO3的Ksp = 6.82×10-6， 溶液中c(Mg2＋ ) = 0.0001 mol·L-1，c(CO32― ) = 0.0001mol·L-1，此时Mg2＋ 和CO32― 能否共存？
从溶解度方面可判断沉淀能否生成
不可能使要除去的离子通过沉淀完全除去
1、沉淀的生成 （1）方法
（2）原则：生成沉淀的反应能发生， 且进行得越完全越好
（3）意义：物质的检验、提纯及工厂 废水的处理等
［练习］为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在 加热搅拌的条件下加入的一种试剂（ D ）
A、NaOH
C、氨水
解析:
两溶液混合后：
－ －
3 1 4 10 mol· L × ＋ －3 －1 2 10 mol· L c(Ag )＝ ＝ × 2
c(Cl )＝
－
4×10
－3
mol· L 1 －3 －1 ＝2×10 mol· L 2
－
Q＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝4×10－6 ＞Ksp＝ 1.8×10－10 可知有AgCl沉淀生成。
第四节 难溶电解质的 溶解平衡
+ 一、Ag 和Cl 的反应真能进行到底吗？
见书p61
（1）、不同电解质在水中的溶解度差别很大， 有的很大，有的很小，在20℃时电解质的溶解 性与溶解度的关系如下：
难溶 微溶 可溶 易溶
0.01g
1g
10g
m
+ 一、Ag 和Cl 的反应真能进行到底吗？
（2）、发生离子反应生成沉淀，即生成难溶 性物质。所谓“难溶”是指溶解度小于 0.01g,并不是绝对不溶，溶解度并非等于0。
4.分步沉淀
向含有多种离子的混合溶液里，加入沉淀剂 后，溶液中的离子先后产生沉淀的现象。叫分步 沉淀 例1.用0.01mol/LAgNO3溶液滴定0.01mol/LKCl和0.001 mol/LK2CrO4混合溶液，通过计算回答： （1）Cl- 和CrO42- 谁先沉淀？ （2）当Ag2CrO4开始沉淀时，Cl- 的浓度是多少？ （假设在滴定过程中混合溶液的体积不变；AgCl的溶 度积Ksp=1.8×10-10；Ksp[Ag2CrO4]=1.9×10-12）
二、沉淀反应的应用
1、沉淀的生成
（1）方法
A、调节PH法
如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加 氨水调pH值至7－8 Fe3＋ + 3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋
不同金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH值不同。
铁离子：当溶液的pH＞3.7时就完全沉淀了。
1、沉淀的生成
（1）方法
B、加沉淀剂法