沉淀溶解平衡及应用

３、意义：
Ksp的大小反映了物质在水中的溶解能力。 (同类型的难容电解质）Ksp越大，其溶解 能力越强。
４、特点：
和其他平衡常数一样，Ksp 与温度 有关，一定温度下，Ksp是常数。
完成难溶物CaCO3、Ag2CrO4、 Mg(OH)2在水中的沉淀溶解平衡的关系 式和溶度积。
请完成学案：例题3
阅读课本 P88 表 3-14
注：氟过量会导致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量 较高的地区的人，不宜使用含氟牙膏
二、沉淀的转化
1.实质是沉淀溶解平衡的移动
2.沉淀转化的类型
①一般溶解能力相对较强的物质易转化为 溶解能力相对较弱的物质,即Ksp大的沉淀可 以向Ksp小的沉淀转化。
②．两种同类难溶强电解质的Ksp相差不大时， 通过控制离子浓度，Ksp小的沉淀也可以向Ksp 大的沉淀转化。
实验一：取一支试管，向盛有2mL 0.1mol/LNaCl溶 液的试管中加入几的AgNO3 (0.1mol/L)溶液，观察现 象并记录。 实验二：将所得悬浊液分成两份，向其中一份悬浊液 中滴加KI溶液对比，观察滴加KI溶液前后沉淀颜色的 变化并纪录。 实验三：向实验2的试管中滴加硫化钠溶液。
表示：一方面：少量的Ag+ 和Cl-脱离AgCl表面进入 水中，另一方面：溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面的阴、阳 离子的吸引回到AgCl的表面
4.特征
逆、动、等、定、变
疑问:化学平衡状态有“动、定、变”等特征， 溶解平衡怎样呢?
溶解平衡特征： （1）动态平衡：溶解与析出过程均在进行(逆)，只是速率相等； （2）离子浓度恒定：相同温度下，离子浓度不再改变； （3）条件改变平衡随之改变：外界条件可能使平衡移动。
Ksp[AgCl]= c(Ag +) ·c(Cl-)= X 2 = 1.8×10-10
c[AgCl]= c(Ag + ) =1.34×10-5mol·L-1
S [AgCl]= 1.34×10-5mol·L-1 ×1L×143.5g·mol-1 ×100g÷1000g = 1.9×10-4g
小结：已知溶度积求溶解度：
第一课时 沉淀溶解平衡原理
学习目标：
▪1.了解难溶物在水的溶解情况，认识沉淀溶解平衡的 ▪ 建立过程。 ▪2.理解溶度积的概念，能用溶度积规则判断沉淀的产
生、溶解。
▪重点、难点： 理解沉淀溶解平衡原理；利用溶度积的简单计算
陕西商洛地区柞水县柞 水溶洞
湖 张 家 界 溶
Ca5(PO4)3O洞H(s)
例2.如何除去酸性硫酸铜溶液中的Fe3+
开始沉淀时pH 完全沉淀时pH
Fe(OH)3
2.7
3.7
Cu(OH)2
5.2
6.4
向该溶液中加入CuO 或Cu(OH)2调溶液的pH至3.7以上，小于5.2
c、同离子效应法
例：硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小。
BaSO4(S)
Ba2+ (aq) + SO42-(aq)
增大
加水
正反应
不变
加AgCl（s）
不移动
不变
加NaCl（s）
逆反应
减小
平衡时
c（Cl-）
增大 不变 不变
增大
加NaI（s）
正反应
减小 增大
加AgNO3(s) 加NH3·H2O
逆反应 正反应
增大 减小
减小 增大
练习
请运用化学平衡的特征分析下列说法是否正确。
（1）当沉淀溶解达到最大程度时，沉淀溶解过程及 离子结合成沉淀的过程均会停止。( )
一、沉淀溶解平衡
1.沉淀溶解平衡的概念
▪ 我们知道，沉淀在水中的溶解过程实际上是一个 可逆过程，即存在沉淀和溶解两个互为可逆的过 程。因此，在一定条件下会建立化学平衡。请你 尝试给沉淀溶解平衡下定义。
定义:
一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的 速率相等时，形成了电解质的饱和溶液，达到平衡 状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡.
（4）利用溶度积判断离子共存：
例4. 已知298K时， MgCO3的 Ksp = 6.82×10-6，溶液中c(Mg2+)=0.0001mol·L-1， c(CO32-) = 0.0001mol·L-1，此时Mg2+和CO32能否共存？
解： MgCO3
Mg2+ + CO32-
c(Mg2+) . c(CO32-) = (0.0001)2 =1×10-8 1×10-8 < 6.82×10-6
（2）当沉淀溶解平衡建立时，溶液中离子的浓度不
再发生变化。(
)
（3）对于平衡AgCl(s) Ag +(aq) + Cl-(aq)
来说，其平衡常数可用：K =c(Ag+) ·c(Cl-)表示( )
请完成学案：例1、
二、溶度积常数（简称溶度积）
1、定义
在一定条件下，难溶性电解质形成饱和溶液，达到溶解 平衡，其溶解平衡常数叫做溶度积常数或简称溶度积．
生成物的溶解度很小
2. 沉淀是绝对不溶于水吗？
AgCl溶解度虽然很小，但并不是绝对不溶， 生成AgCl沉淀也有极少量的溶解。
难溶≠不溶
以AgCl为例，分析沉淀溶解平衡的建立
水分子作用下
Ag+ Cl-
一定T 时:
V
溶解
AgCl(s)
Ag+(aq) + Cl-(aq)
沉淀
V溶解 V沉淀
溶解和沉淀过程
即：该溶液里允许Pb2+的最大浓度为7.1×10-7mol·L-1
（2）已知溶度积求溶解度：
例2. 已知 298K 时ＡgCl 的 Ksp = 1.8×10-10， 求其溶解度S
解： ＡgCl
Ag+ + Cl-
Ksp = c(Ag+) . c(Cl-)
设AgCl的溶解度为S，在1L饱和溶液中， c(Ag +) = X，c(Cl-) = X
硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。
d、氧化还原法
问题1：
▪ 糖吃多了易患龋齿，请大家完成
教科书P89页交流与讨论。
龋齿和含氟牙膏
（1）钙、磷在骨骼牙齿中的存在形式
Ca5(PO4)3OH
羟基磷灰石
（2）存在的溶解平衡
Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + OH- (aq)
现象： 溶液中出现黄色浑浊现象。 结论：说明澄清溶液里存在I-离子，即说
明碘化铅在水中有少量的溶解。
活动与探究
实验过程
现象
NaCl溶液+ AgNO3溶液 白色沉淀 取上层清液适 量，滴加少量 黄色沉淀 KI溶液
解释与结论 Ag+ + Cl－ =AgCl↓ Ag+ + I－= AgI↓
交流与讨论
1. 生成沉淀的离子反应能发生的原因？
③将难溶物转化为能够易于处理的沉淀。适用 于不易被酸或碱所溶解、不易形成离子、也无 明显氧化性、还原性的难溶盐。
总之，沉淀──溶解平衡是暂时的、有条件的，只 要改变条件，沉淀和溶解这对矛盾可以相互转化。
P84
有人认为，盐与盐在溶液中发生复分解反应的条件 之一是两种盐均为可溶性盐，请你利用下面的实验验证 这一结论是否正确，并利用沉淀溶解平衡的相关知识和 所提供的信息对实验现象进行解释。
应想办法使钡离子沉淀
▪ 可以用碳酸钠或硫酸钠洗胃吗？
生成的沉淀既不溶于水也不溶于酸，因此， 应选用硫酸钠将钡离子沉淀。
一、沉淀的生成 1.意义：在物质的检验、提纯及工厂废水的处
理等方面有重要意义。
2.欲使某物质沉淀析出的条件:离子积＞ Ksp
3.方法
a 、加沉淀剂：如沉淀Ba2+ 、Cu2+、Hg2+等， 以Na2SO4、 Na2S 、H2S做沉淀剂
5.影响因素
内因：难溶物本身的性质 外因： ①浓度：加水稀释，平衡向溶解方向
移动 ②温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热
过程。 ③同离子效应：
④其他
讨论：对于平衡AgCl（S）
Ag+(aq)+Cl-(aq)
若改变条件，对其有何影响（有AgCl固体剩余）
改变条件
平衡移动方向 平衡时
c（Ag+ ）
升温
正反应
２.表达式:
AmBn(s)
mAn+(aq)+nBm-(aq)
例：写出下列难溶电解质的溶解平衡关系式 和溶度积表达式。
AgBr (aq) Fe(OH)3 (aq)
Ag+ (aq) + Br- (aq) Ksp = c(Ag+) . c(Br-) Ksp = c(Fe3+) . c3(OH-)
Fe3+ (aq) + 3OH- (aq)
所以，此时Mg2+和CO32-能共存
请完成学案：例题5
容度积规则：(Qc 称为浓度商）
▪ 1.当Qc＜Ksp时，溶液为不饱和状态， 加入相应的固体，固体的质量将减小
▪ 2. 当Qc＝Ksp时，溶液为饱和状态，加 入相应的固体，固体的质量将不变
▪ 3.当 Qc＞Ksp时，溶液为过饱和状态， 加入相应的固体，固体的质量将增大
小结
固 体水 电 解 质
作业
概念
溶 度
表达式
溶 解
积
影响因素
Ksp
应用
平
衡
平衡移动判断
勒夏特
列原理
《化学反应原理》93页练习与实践：
1、2、3
学习目标：
▪ 了解沉淀溶解平衡在生产生 活中的应用： 沉淀的生成和分步沉淀， 沉淀的溶解和转化
➢沉淀的生成
问题1：
▪ 钡离子是有毒的重金属离子，如果误食 可溶性钡盐，应采取什么措施？
通过对比不同难溶电解质的溶度积与 溶解度数值，你能得出什么结论？
5、溶度积的应用
（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?
解： PbI2(s)
Pb2+(aq) + 2I- (aq)
提示:糖在酶 的作用下产 生了一种有
机弱酸
Ca5(PO4)3OH(s)
5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + OH- (aq)
（4）含氟牙膏的使用
5Ca2+ + 3PO43- + F- = Ca5(PO4)3F
使用含氟牙膏，可以使难溶物转化为更难溶物质。 氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀,使牙齿更坚固
Ba2++SO42- =BaSO4↓
Cu2++S2- =CuS↓
Hg2++S2-＝HgS↓
工业废水
硫化物等
重金属离子（如Cu2+、 Hg2+等）转化成沉淀
b、调PH值
例1：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水 调pH至3—4（请写出离子方程式）
Fe3+ + 3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
注：氟过量会导致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量 较高的地区的人，不宜使用含氟牙膏
1.氯化银、硫酸钡属于难溶物,它们在水中是否完全不能 溶解?
2.请按如下步骤进行实验。 （1） 将少量 PbI2 (难溶于水)固体加入盛有一定量水的 50 mL 烧杯中，用玻璃棒充分搅拌，静置一段时间。 （2）取上层清液2 mL，加入试管中，逐滴加入AgNO3 溶液，振荡，观察实验现象。
Ksp
离子 浓度
溶质 浓度
溶质 1L作1000g 溶解
质量 折算
度/g
（3）已知溶解度求溶度积
例3. 已知AgCl 298 K 时在水中溶解度为 1.92×10-4g，计算其Ksp。
解：M(AgCl) = 143.5 g ·mol-1 n(AgCl)=1.92×10-4g×1000g÷100g÷143.5 g ·mol-1 = 1.34 ×10-5 mol c(AgCl)= 1.34 ×10-5 mol/1L= 1.34 ×10-5 mol·L-1 Ksp=c(Ag+) ·c(Cl-) = (1.34 ×10-5 )2 = 1.8×10-10
由于沉淀溶解平衡属于化学平衡，所以也可
以用研究化学平衡的方法来研究沉淀溶解平衡。
2.表示方法：
化
AgCl（S）
Ag+(aq)+Cl-(aq) 溶解平衡
学 平
当溶解速率与析出速率
衡
相等时,达溶解平衡,所
得溶液为饱和溶液. 溶液中只有离子没有氯化银
“分子”,电离100%!不存
在
3.意义：不表示 电电离离平平衡衡!
-
5Ca2+＋3PO43- ＋
问题1：
▪ 糖吃多了易患龋齿，请大家完成
教科书P89页交流与讨论。
பைடு நூலகம்
龋齿和含氟牙膏
（1）钙、磷在骨骼牙齿中的存在形式
Ca5(PO4)3OH
羟基磷灰石
（2）存在的溶解平衡
Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + OH- (aq)
（3）吃糖为何会出现龋齿？ 沉淀溶解平衡理论
Ksp ＝c (Pb2+) ·c2(I-) = 7.1×10-9
c (Pb2+) ＝ c(I-) = 1.92×10－3 mol·L-1
c (Pb2+)=1.21 ×10－3 mol·L-1 c (I-)= ?
c (Pb2+) = Ksp/c2(I-) =7.1×10-9/0.12 =7.1×10-7mol·L-1
（3）吃糖为何会出现龋齿？ 沉淀溶解平衡理论
提示:糖在酶 的作用下产 生了一种有
机弱酸
Ca5(PO4)3OH(s)
5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + OH- (aq)
（4）含氟牙膏的使用
5Ca2+ + 3PO43- + F- = Ca5(PO4)3F
使用含氟牙膏，可以使难溶物转化为更难溶物质。 氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀,使牙齿更坚固