第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡ppt课件配套教案内容

3-4第四单元

难溶电解质的沉淀溶解平衡

学习目标

1.了解难溶物在水中的溶解情况，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。

3.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）。

情景切入

你知道美丽的溶洞是怎样形成的吗？

自主研习

一、沉淀溶解平衡原理

1.沉淀溶解平衡

（1）概念

在一定温度下，当溶解速率和沉淀速率相等时所达到的溶解平衡。

（2）溶解平衡的建立

以AgCl溶解平衡为例，表达式：

AgCl

Ag++Cl-。

(3)溶解平衡的特征

动

——动态平衡，溶解速率和沉淀速率不等于零

| 等

——溶解速率和沉淀速率相等。

| 定

——平衡状态时，溶液中的离子浓度保持不变

| 变

——当改变外界条件时，溶解平衡发生移动。

（4）表示方法

Fe(OH) 3的沉淀溶解平衡可表示为

Fe(OH) 3

2.溶度积

（1）含义

沉淀溶解平衡的平衡常数称为溶度积常数或溶度积，符号为KSP。

(2)表示方法：对MmAn（3）影响因素

KSP与难溶电解质的性质和温度有关，与浓度无关，与沉淀量无关。

（4）意义

溶度积(KSP)反映了物质在水中的溶解能力。对同类型的难溶电解质（如AgCl、AgBr、AgI）而言，KSP数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。

二、沉淀溶解平衡原理的应用

1.沉淀的转化

（1）实验探究

实验1 实验操作

实验现象

出现白色沉淀

结论和化学方程式

AgNO3+NaCl== AgCl↓+NaNO3

实验2 向实验1的试管中滴加KI溶液

实验3 向实验2的试管中滴加Na2S溶液

白色沉淀转化成黄色沉淀

黄色沉淀又转化成黑色沉淀

AgCl转化成溶解度更小的AgI沉淀

AgI转化成溶解度更小的Ag2S沉淀

mMn++nAm-来说，KSP=cm(Mn+)·cn(Am-)

Fe3++3OH-。

（2）实验结论：在一定条件下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。

2.沉淀的生成

（1）调节pH法：除去CuSO4溶液中少量Fe3+，可向溶液中加入Cu(OH) 2或Cu2(OH)调节pH至3~4,使Fe3+转化为Fe(OH) 3沉淀除去。

（2）加沉淀剂法

误食可溶性钡盐，可用Na2SO4解毒，反应式为

Ba2++SO2-4==BaSO4↓；除去食盐溶液中的MgCl2，可加入少量NaOH，反应式为

Mg2++2OH-==Mg(OH) 2↓。

2CO3,

课堂师生互动

知识点1

溶度积

1.溶度积KSP

在一定条件下，难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时，溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡，叫作沉淀溶解平衡。这时，离子浓度的乘积为一常数，叫做溶度积，用KSP2.表达式

AmBn(s)

mAn+ (aq)+nBm- (aq)

)

KSP=cm(An+)·cn(Bm-3.溶度积的应用

通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc的相对大小，可以判断难溶电解质在给定

Qc>KSPQc=KSPQc

KSP

（1）对于同类型物质，KSP数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。如由KSP数值可知，溶解能力：AgCl>AgBr>AgI>Ag2S，Cu(OH) 2

（2）不同类型的物质，KSP考例1

已知：25℃时，Ksp［Mg(OH) 2］=5.61×10-12,Ksp (MgF

A.25℃时，饱和Mg（OH）2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2+)大

B.25℃时，在Mg（OH）2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c（Mg2+

NH4Cl溶液中

2)=7.42×10-11。下列说法正确的是(

)C.25℃时，Mg（OH）2固体在20 mL 0.01 mol·L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L-1的Ksp

D.25℃时，在Mg（OH）2的悬浊液加入NaF溶液后，Mg（OH）2不可能转化为MgF2

解析：Mg(OH) 2与MgF2均为AB2型难溶电解质，故KSP越小，其溶解度越小，前者c(Mg2+)小，A错误；因为NH+4+OH-==NH3·H2O，所以加入NH4Cl后促进Mg(OH) 2的溶解平衡向右移动，c(Mg2+)增大，B正确；KSP只受温度的影响，25℃时，Mg(OH) 2的溶度积KSP为常数，C错误；加入NaF溶液后，若Qc＝c(Mg2+)·c2(F-)>KSP(MgF2),则会产生MgF2沉淀，D错误。

答案：B

变式探究1 室温下Mg(OH) 2

的Ksp=5.6×10-12 mol3·L-3，

Cu(OH) 2的Ksp=2.2×10-20 mol3·L-3，试判断Mg(OH) 2、Cu(OH) 2在水中的溶解能力大小为(

)

A.Mg(OH) 2>Cu(OH) 2C.Mg(OH) 2

变式探究2 对于难溶盐MX，其饱和溶液中的M+和X-的物质的量浓度之间的关系类似于c(H+ B.Mg(OH) 2=Cu(OH) 2 D.不可比较

)·c(OH-)=KW，存在等式c（M+）·c（X-）=Ksp。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排列顺序是(

)

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-1AgNO3溶液

A.①②③④⑤ B.④①③②⑤

C.⑤④②①③ D.④③⑤②①

答案：B

Ag++Cl-，由于c（Ag+）·c(Cl-)=Ksp，c（Cl-）或c（Ag+）越大，越能抑制AgCl的溶解，解析：AgCl(s)AgCl的溶解度就越小。注意AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag+或Cl-的浓度有关，而与溶液体积无关。①中c(Cl-)=0.01 mol·L-1，②中c(Cl-)=0.04mol·L-1，③

c（Cl-）=0.03 mol·L-1，④中c（Cl-）=0 mol·L-1，⑤中c（Ag+）=0.05 mol·L-1。Ag+或Cl-浓度由小到大的顺序为④<①<③<②<⑤。故AgCl的溶解度由大到小的排列顺序为④>①>③>②>⑤。

知识点2

沉淀的转化

1.沉淀转化的实质

沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡移动，即将溶解能力相对较强的物质转化成溶解能力相对较弱的物

质，两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀越容易转化，如：AgNO3溶液2AgI黄色沉淀AgAgCl白色沉淀NaCl溶液KI溶液NaS溶液2S黑色沉淀。

反应的化学方程式为：

–

2.沉淀转化的应用

（1）防龋齿

使用含氟牙膏后，Ca2+及PO3-4生成更难溶的Ca5(PO4) 3FCa5(PO4) 3OH+F-(2)锅炉除垢

23CaCO水垢（CaSO4）

Ca5(PO4) 3F+OH-

NaCO溶液3〖FY(〗HCl〖FY)〗Ca2+

其反应的化学方程式：

CaSO4+Na2CO3==Na2SO4+CaCO3CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O〖特别提醒.〗

利用沉淀的转化可比较不同沉淀溶解度的相对大小，即沉淀的转化是将溶解度小的物质转化成溶解度更小的物质，因此溶解度AgCl>AgI>Ag2S。

考例2

已知在25℃的水溶液中，AgX,AgY,AgZ均难溶于水，但存在溶解平衡。当达到平衡时，溶液中离子浓度的乘积是一个常数（此常数用KSP表示，KSP和水的KW相似）。

如AgX(s)KSPAgY(s)(AgX)==c(Ag+)·c(X-)=1.8×10-10mol2·L-2

Ag+（aq）+X-（aq）

Ag+（aq）+Y-（aq）

KSP (AgY)=c(Ag+)·c(Y-)=1.0×10-12mol2·L-2AgZ(s)

Ag+（aq）+Z-（aq）

KSP (AgZ)=c(Ag+)·c(Z-)=8.7×10-17mol2·L-2

(1)根据以上信息，判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为

。

（2）若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体，则c(Y-)

(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（3）在25℃时，若取0.188

g的AgY(相对分子质量188)固体放入100 mL水中（忽略溶液体积的变化），则溶液中Y-的物质的量浓度为

。

（4）由上述KSP判断，在上述（3）的体系中，能否实现AgY向AgZ的转化，并简述理由：

。

解析：（1）因为AgX、AgY、AgZ的阴、阳离子个数的比相同，可以直接利用KSP的大小来判断溶解度的大小。根据KSP越小，溶解度越小得：S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)。

（2）由于AgY比AgX更难溶，则向AgY的饱和溶液中加入AgX固体时，发生沉淀的转化：AgX(s)+Y-(aq)==AgY(s)+X-(aq)，则c(Y-)减小。

（3）25℃时，

KSP (AgY)=1.0×10-12mol2·L-2即溶液达到饱和时，

c(Ag+)=c(Y-)= KSP

(AgY)

=1.0×10-6mol·L-1。而0.188 g AgY的物质的量为0.001 mol，将其溶于100 mL水中时，形成了AgY的饱和溶液（溶质还有未溶解的），则c(Y-)=1.0×10-6 mol·L-1。

（4）由于KSP (AgZ)

答案：

（1）S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)

(2)减小

（3）1.0×10-6 mol·L-1 （4）能，因为KSP (AgZ)

（1）加入固体AgNO3,则c(Ag+)

(填“变大”、“变小”或“不变”，下同)；

（2）加入更多的AgBr固体，则c(Ag+)

；

(3)加入AgCl固体，则c(Br-)

,c(Ag+)

；

(4)加入Na2S固体，则c(Br-)

,c(Ag+)

。

答案：

（1）变大

（2）不变

（3）变小

变大

（4）变大

变小

解析：本题考查了难溶电解质溶解平衡的影响因素。

（1）向AgBr饱和溶液中加入AgNO3,溶解平衡逆向移动，但c(Ag+)增大；

（2）加入AgBr固体，对溶解平衡无影响，c(Ag+)不变；

（3）因AgCl溶解度大于AgBr，加入AgCl固体时，

c(Ag+)c(Br-)变小。

（4）因Ag2S溶解度小于AgBr，加入Na2S固体时，生成Ag2S,溶解平衡向右移动，c(Br-)增大，但c(Ag+)减小。

变式探究4海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：

注：溶液中某种离子的浓度小于1.0×10-5 mol·L1,可认为该离子不存在：

－实验过程中，假设溶液体积不变。

Ksp (CaCO3)=4.96×10-9Ksp (MgCO3)=6.82×10-6

Ksp［Ca（OH）2］=4.68×10-6Ksp［Mg（OH）2］=5.61×10-12下列说法正确的是(

)

A.沉淀物X为CaCO3

B.滤液M中存在Mg2+,不存在Ca2+C.滤液N中存在Mg2+、Ca2+

D.步骤②中若改为加入4.2g NaOH固体，沉淀物Y为Ca（OH）2和Mg（OH）2的混合物

答案：A 解析：加入的氢氧化钠与碳酸氢根反应生成碳酸根，碳酸根与钙离子反应生成沉淀物碳酸钙，A项正确；

c(Ca2)·c(OH) 2=0.011 mol·L-1×(10-3mol·L-1) 2= 1.1×10-8 ( mol·L-1) 3＜Ksp［Ca(OH) 2］,钙离子未沉淀，＋－B项错误；加入pH=11的氢氧化钠溶液，溶液中镁离子浓度为：c(Mg)=2＋Ksp[Mg(OH)2]c(OH)25.611032

=

32(10)－=5.61×10-6mol·L-1，可认为镁离子沉淀完全，C项错误；加入4.2g氢氧化钠时，溶液中c(OH)=0.105mol·L-1, c(Mg2)·c(OH)

2=0.050 mol·L-1×(0.105mol·L-1) 2=5.5×10-4＋－( mol·L-1) 3＞Ksp［Mg(OH) 2］,有氢氧化

镁沉淀生成。镁离子沉淀完全后剩余c(OH(0.005mol·L-1) 2= 2.75×10当堂检测

1.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是(

)

A,反

-8－)=0.005 mol·L-1，

c(Ca2)·c(OH) 2=0.011 mol·L-1×＋－ (mol·L-1) 3＜Ksp［Ca(OH) 2］,无氢氧化钙沉淀生成，D项错误。

B,沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率

C,沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变

D,沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解

2.下列有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法正确的是(

)

A.AgCl沉淀的生成和溶解不断进行，但速率相等

B. AgCl难溶于水，溶液中没有Ag+和Cl-

C.升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大

D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变

3.将0.1 mol下列物质置于1 L水中充分搅拌后，溶液中阴离子数最多的是(

)

A.KCl

B.Mg(OH) 2C.Na2CO3

D.MgSO4

4.已知AgI的Ksp=1.0×10-16 mol2·L-2，则其在水中的I-浓度是(

)

A.1.0×10-16 mol·L-1B.1.0×10-8 mol·L-1C.2.35×10-5g·L-1D.1.0×10-8g·L-1

5.BaSO4(s)和BaCrO4(s)的溶度积常数近似相等，由BaSO4(s)和BaCrO4(s)各自所形成的饱和溶液中，SO2-4和CrO2-4浓度关系正确的是(

)

A.c（SO2-4）≈c(CrO2-4) B.c（SO2-4）>c(CrO2-4)

C.c（SO2-4）

D.

6.向含有AgCl(s)的饱和AgCl溶液中加水，下列叙述正确的是(

)

A.AgCl的溶解度增大

B.AgCl的溶解度、KspC.Ksp (AgCl)增大

D.AgCl的溶解度，Ksp7.某温度时，BaSO

4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

下列说法正确的是(

)

提示：BaSO4(s)

Ba2+ (aq)+SO2-4(aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2+)·c(SO2-4)，称为溶度积常数。

A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点

B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点

C.d点无BaSO4沉淀生成

D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp课后练习

1.一定温度下，在氢氧化钡的悬浊液中，存在氢氧化钡固体与其电离的离子间的溶解平衡关系：Ba(OH)

2(s)

Ba2++2OH-。向此种悬浊液中加入少量的氢氧化钡粉末，下列叙述正确的是(

)

B. D.pH减小

A.C.2.除去NaCl中的FeCl3需加入的试剂是(

)

A.NaOH

B.

C.铜片 D.

3.向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴入一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变成黑色，根据上述变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为(

)

A.AgCl=AgI=Ag2S

B.AgClAgI>Ag2S

D.AgI>AgCl>Ag2S

4.工业上制取纯净的CuCl2·2H2O的主要过程：①将粗氧化铜（含少量Fe）溶解于稀盐酸中，加热、过滤，调节滤液的pH为3；②对①所得滤液按如图所示步骤进行操作：

已知Cu2+、Fe2+在pH为4~5时不水解，而Fe3+请回答下列问题：

（1）X是

，其反应的离子方程式是

。

（2）Y物质应具备的条件是

，生产中Y可选：

。

（3）溶液乙在蒸发结晶时应注意：

。

答案：（1）Cl2 Cl2+2Fe2+==2Fe3++2Cl-

（2）调节溶液酸性，其pH为4~5，且不引进新杂质

CuO或

Cu(OH) 2

（3）通入HCl气体（或加入盐酸），并不断搅拌且不能蒸干

解析：①根据框图，加入氧化剂X可把Fe2+氧化为Fe3+，而没有增加新杂质，所以X为Cl2；②结合题示，调节pH至4~5，使Fe3+全部沉淀，同样不引进新杂质，所以Y最好为CuO或Cu（OH）2；③CuCl2溶液在蒸发结晶过程中发生水解，为抑制其水解，根据Cu2++2H2O在蒸发过程中要不断搅拌且不能蒸干。

5.试通过计算分析，能否通过加碱的方法将浓度为0.10 mol·L-1的Fe3+和Mg2+完全分Ksp［Fe(OH) 3］=4.0×10-38 mol4·L-4答案：能够完全分离。

解析：Fe3+c(OH-)=3

Ksp［Mg(OH) 2］=1.2×10-11 mol3·L-3

Cu(OH) 2+2H+，加入盐酸可抑制其水解，

Ksp[Fe(OH)3]c(Fe3)4.01038mol4·L4=

10.1mol·L=7.4×10-13 mol·L-1Mg2+c(OH)=-

Ksp[Mg(OH)2]c(Mg)2

1.21011mol3·L3-5-1==1.1×10 mol·L0.1mol·L1Fe3+

c(OH-)=3Ksp[Fe(OH)3]c(Fe)3

4.01038mol4·L4=3

5110mol·L=1.59×10-11mol·L-1<1.1×10-5 mol·L-1

-1可见，当Fe3+完全沉淀时，Mg2+尚未沉淀，因而通过加碱的方法可以将浓度均为0.10 mol·L和Mg2+

的Fe3+注：通常认为残留离子浓度≤10-5 mol·L-1时，沉淀已完全。

6.在1 L含0.001 mol·L-1 SO2-4的溶液中，注入0.01 mol·L-1 BaCl2，能否使SO2-4沉淀完全？理由是什么？［已知Ksp (BaSO4)=1.08×10-10 mol2·L-2答案：能使SO2-4沉淀完全

解析c(Ba2+)=0.01 mol·L-1，c（SO2-4）=0.001 mol·L-1，显然Ba2+过量，反应后达到平衡时Ba2+的浓度为c(Ba2+)平衡=0.01 mol·L-1- ［0.001 mol·L-1-

c(SO2-4)平衡］=0.009 mol·L-1+c(SO2-4)平衡由Ksp=c(Ba2+)平衡·c(SO2-4)平衡

得：［0.009+c(SO2-4)平衡］×c(SO2-4)平衡=1.08×10-10 c(SO2-4)平衡=1.2×10-8 mol·L-1<10-5 mol·L-1

故注入0.01 mol·L-1 BaCl2，能使SO2-4沉淀完全。

7.已知在室温时，碘化铅的溶度积(Ksp)为7.1×10-9 mol3·L-3，计算室温下碘化铅饱和溶液中Pb2+和I-的浓度。答案：PbI2饱和溶液中I-和Pb2+的浓度分别为2.4×10-3mol·L-1，1.2×10-3 mol·L-1解析：PbI2(s)

Pb2+ (aq)+2I-(aq)

浓度

c(Pb2+)

c(I-)=2c(Pb2+)Ksp=c(Pb2+)·c2(I-)=c(Pb2+)·22c2(Pb2+)=4c3(Pb2+)=7.1×10-9mol3·L-3c(Pb2+)=3

Ksp4

7.1109mol3·L3=3

4=1.2×10-3 mol·L-1

c(I-)=2c(Pb2+)=2×1.2×10-3mol·L-1=2.4×10-3 mol·L-1