1、沉淀溶解平衡,1.根据物质的溶解性差异可以将物质分成哪几类？,根据物质的溶解度分为：易溶、可溶、微溶、难溶等。,液体先变浑浊，静止后又变澄清，烧杯底部有沉淀,PbI2难溶于水,产生浅黄色浑浊,有AgI沉淀生成,Ag+I-=AgI,绝对不溶的物质是没有的！,2.如何证明难溶的物质在水中仍能极少量的溶解？,检验溶液中是否存在对应离子。,活动与探究,尽管PbI2固体难溶于水， 但在水分子作用下仍有 部分Pb2+和I-离开固体表 面进入溶液，同时进入 溶液的Pb2+和I-又会在固 体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时， Pb2+和I-的沉淀与PbI2固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态.Pb
2、I2固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为： PbI2(s) Pb2+(aq)+2I-(aq),实验分析1：,对难溶物来说, 在它的饱和溶液中存在溶解平衡.,一定T 时:,溶解 溶解 BaSO4(s) BaSO4(aq) Ba2+(aq) + SO42-(aq) 沉淀 沉淀,BaSO4 (s) BaSO4(aq),全 部 电 离,Ba2+(aq) + SO42-(aq),一、沉淀溶解平衡,1、概念：在一定的温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到的动态平衡状态。,2、表示方法：,AgCl（S）Ag+(aq)+Cl-(aq),3、意义：（不表示电离平衡） 表示：一方面：
3、在水分子作用下少量的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,2.难溶物质的电离方程式和沉淀溶解平衡方程式的区别,BaSO4=Ba2+SO42-,BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO42-(aq),CaCO3=Ca2+CO32-,CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO32-(aq),AgCl=Ag+Cl-,AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),沉淀溶解平衡与化学平衡、电离平衡的特征十分相似,讨论：对于平衡AgCl（S） Ag+(aq) + Cl-(aq) 若改变条件，对其有何影响, , 不变 不
4、变,不移动 不变 不变, , , , ,内因：难溶物本身的性质,外因：,浓度：,加水稀释，平衡向溶解方向移动,温度：,（绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程。）,同离子效应：,盐效应：,三、影响沉淀溶解平衡的因素：,在难溶电解质溶液中加入含有 共同离子的易溶强电解质，使 难溶电解质溶解度降低的现象。,在难溶电解质饱和溶液中加入不含相同离子的强电解质，将使难溶电解质的溶解度略为增大的现象。,将足量AgCl分别溶于下列试剂中形成AgCl饱和溶液 ，沉淀溶解平衡表示式为： 水中 10mL 0.1mol/L NaCl溶液 5mL 0.1mol/L 的MgCl2溶液中， Ag+浓度大小顺序是,活用所学, ,A
5、gCl (s) Ag+(aq) + Cl-(aq),问题解决P88,写出 AgCl Ag+ + Cl-,动 动 手,Fe(OH)3 Fe3+3OH-,的平衡常数表达式,二、溶度积常数（简称溶度积）,在一定条件下，难溶性物质的饱和溶液中，存在溶解平衡，其平衡常数叫做溶度积常数或简称溶度积，用Ksp表示,1、定义,Ksp= cm(An+) cn(Bm-),、意义：,Ksp越大，其溶解能力越强。,、特点：,一定温度下，为一常数,Ksp越大，同类型S越大。,表示一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中,各离子平衡浓度幂的乘积为一常数。,Ksp越大则难溶电解质在溶液中溶解趋势越大，反之越小。二、溶度积与溶解度
6、的相互换算溶解度s的单位g/L或mol/L,即饱和时的浓度。AmBn(s)mAn+nBm-s ms nsKsp=An+mBm-n=msmnsn=mmnnsm+n,例1:室温下,AgCl的溶解度是1.9310-3g/L,求AgCl的溶度积。已知AgCl的摩尔质量为143.3g/mol。 解：把AgCl溶解度单位(g/L)换算成molL-1s=1.9310-3g/L143.3g/mol=1.3510-5molL-1求KspAgCl(s) Ag+ + Cl-饱和、平衡 1.3510-5 1.3510-5Ksp(AgCl)=Ag+Cl-=(1.3510-5)2=1.8210-10答：AgCl的Ksp为
7、1.8210-10,例2:Mg(OH)2的Ksp=1.2010-11在298K时,Mg(OH)2的溶解度为多少? 解：Mg(OH)2(s) Mg2+2OH-设溶解度为s平衡时 s 2sKsp=Mg2+OH-2=s(2s)2=4s3=1.210-11 s=1.4410-4molL-1答:氢氧化镁在298K时的溶解度为1.4410-4molL-1。,例3:Ag2CrO4在298K时溶解度s=1.3410-4molL-1求：Ksp 解：Ag2CrO4(s) 2Ag+ + CrO42-平衡时 21.3410-4 1.3410-4Ksp=Ag+2CrO42-=(21.3410-4)21.3410-4=9
8、.6210-12答：铬酸银在298K时的Ksp=9.6210-12由以上三个例题的结果可得到如下结论：同种类型的难溶电解质，在一定温度下，Ksp越大则溶解度越大。不同类型则不能用Ksp的大小来比较溶解度的大小，必须经过换算才能得出结论。,离子积,Q c称为离子积，其表达式中离子浓度是任意的，为此瞬间溶液中的实际浓度，所以其数值不定。,Qc= cm(An+) cn(Bm-),6、溶度积规则,溶度积规则,离子积Qc和溶度积Ksp的关系：,Qc Ksp时,过饱和溶液，向析出沉淀方向移动。,Qc Ksp时,饱和溶液，沉淀和溶解处于平衡。,Qc Ksp时,不饱和溶液，若有固体则继续溶解。,即根据溶度积规
9、则，可以来判断溶液中两种离子能否共存。,例 在20mL 0.0020molL-1Na2SO4溶液中加入 20 mL 0.020molL-1 BaCl2溶液，有无BaSO4沉淀生成？并判断 SO42- 离子是否沉淀完全？已知BaSO4的Ksp= 1.0710-10 .,解:（1）, 有BaSO4沉淀生成,即 1.0710-10 0.0090 x x = SO42- 1.210-8 mol L-1, 设平衡时 SO42- = x molL-1,沉淀完全是指离子残留量 10-5 mol L-1,故加入BaCl2 可使SO42- 沉淀完全,Ksp = Ba2+SO42- = ( 0.0090 + x
10、) x,起始浓度/molL-1 0.010 0.0010 平衡浓度/ molL-1 0.010（0.0010- x） x,BaSO4 (s) Ba 2+ + SO42-, 0.0090 + x 0.0090, x 很小,例:298K时硫酸钡的溶解度为1.0410-5molL-1，如果在0.010molL-1的硫酸钠溶液中的溶解度是多少？ 解：先求KspBaSO4Ba2+ + SO42-1.0410-5 1.0410-5Ksp=Ba2+SO42-=1.0410-51.0410-5=1.0810-10,求sNa2SO42Na+ + SO42-BaSO4 Ba2+ + SO42-初 0 0.01平衡
11、 s s+0.010.01Ksp=Ba2+SO42-=s0.01s=Ksp/0.01=1.0810-10/0.01=1.0810-8molL-1s0.01,即前面的近似是合理的。答：溶解度是1.0810-8molL-1。可见在溶液中离子的浓度不可能为零，我们通常当溶液中被沉淀离子浓度小于10-5molL-1时即可认为沉淀完全了。,二、沉淀的溶解 J Ksp,1生成弱电解质, 生成弱酸,CaCO3(s) +2H+ Ca2+ + H2CO3,H2O + CO2, 生成弱酸盐,PbSO4(s) + 2Ac-,Pb(Ac)2 + SO42-, 生成弱碱,Mg(OH)2(s) + 2NH4+ Mg2+
12、+ 2NH3H2O, 生成水,Fe(OH)3(s) + 3H+ Fe3+ + 3H2O, 发生氧化还原反应,3CuS + 8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+ 3S+ 2NO+ 4H2O, 生成配离子,AgCl + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + Cl-,J Ksp 溶解,Ag+,S2-,J Ksp 溶解,课堂练习：,在AgCl的饱和溶液中，有AgCl固体存在，当分别向溶液中加入下列物质时，将有何种变化？,加入物质 平衡 AgCl 溶液中浓度 引起变化 移动 溶解度 Ag+ Cl- 原因,HCl(0.1 molL-1),AgCl(s) Ag+ + Cl-, 不变 不变 不变 稀释, 生成
13、配离子, 盐效应, 同离子效应,AgNO3(0.1 molL-1),KNO3(s),NH3H2O(2 molL- 1),H2O, 同离子效应,三、酸度对沉淀和溶解的影响,例 计算298K时使0.010molL-1Fe3+开始沉淀和沉淀完全时溶液的pH值。已知Fe(OH)3的Ksp=2.6410-39。,解： Fe(OH)3 (s) Fe3+ + 3OH-, 开始沉淀, Fe3+OH-3 Ksp,pOH = 13lg 6.42 = 12.19, pH = 1.81,1.金属氢氧化物沉淀的生成和溶解, 沉淀完全,Fe3+ 10-5 molL-1, pH = 14(12lg6.42) =2.81,注
14、：由此可见:氢氧化物沉淀不一定在碱性环境；不同氢氧化物的Ksp值不同，沉淀的pH值也不同，因此可通过控制pH值分离金属离子。见p344图10-3。,四、分步沉淀如果溶液中同时含有几种离子，当加入某种沉淀剂时，沉淀反应将依怎样的次序进行呢？实验：取0.02molL-1氯化钠溶液20毫升，0.02 molL-1碘化钠溶液20毫升混合后,逐滴加入1molL-1的AgNO3溶液观察现象？现象：先生成黄色沉淀AgI而后才生成白色沉淀AgCl。对于同一类型的难溶电解质AgCl、AgI沉淀析出的顺序是溶度积小的AgI先沉淀，溶度积大的AgCl后沉淀，这种先后沉淀的作用叫分步沉淀。,我们通过溶度积计算来说明
15、已知:AgCl的Ksp=1.5610-10,AgI的Ksp=1.5610-16所以生成AgCl沉淀所需Ag+离子最低浓度为:Ag+=1.5610-10/0.01=1.5610-8(molL-1)生成AgI沉淀所需Ag+离子最低浓度为：Ag+=1.510-16/0.01=1.510-14(molL-1)生成AgI沉淀所需Ag+离子浓度少，所以先沉淀。当AgCl开始沉淀时，I-离子是否沉淀完全？ 当AgCl开始沉淀时溶液中Ag+为1.5610-8molL-1此时I-=1.510-16/1.5610-8=9.610-9(molL-1)110-5(molL-1)I-离子早已沉淀完全，所以利用此原理可以
16、分离两种离子且两种沉淀的溶度积相差越大，分离越完全。,例1：如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 molL-1, 使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么? 已知Ksp(Fe（OH）3)=4.010-39，Ksp(Mg（OH）2)=1.810-11,pOH = 11.1 , pH = 2.9,解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH-Ksp = Fe3+OH-3 = 4.0 10-39Fe3+ 沉淀完全时的OH-为:,Mg2+开始沉淀的pH值为:,pOH = 4.9, pH =9.1 因此, 只要控制pH值在2.9 9.1之间即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。,
17、五、沉淀的转化如在AgCl的沉淀中加入I-离子又生成了一种新 的沉淀AgI。AgCl(s) Ag+ + Cl-+KI I- + K+AgI这种在有沉淀的溶液中加入适当的试剂、生成另一种更难溶的物质，叫沉淀的转化。,沉淀溶解平衡的应用,CaCO3 Ca2+ + CO32-,2HCO3-,事例：溶洞的形成,一、沉淀的溶解与生成,CaCO3 +H2O+CO2 Ca2+ +2HCO3-,沉淀的生成 （1）调节PH: 如氯化铵中除氯化铁（2）加沉淀剂：如除去废水中铜离子,加入氨水，调PH到7-8,加入硫离子,沉淀的溶解 （1）酸溶解法: 如CaCO3（2）盐溶解法： 如Mg(OH)2,加盐酸,加入NH4
18、Cl,案例2,工业上利用废铜（主要杂质为Fe）制备胆矾，得到的CuSO4溶液中含有Fe3+。除去CuSO4溶液中混有的少量Fe3+的流程如下：,为什么铁离子此时能全部转化为沉淀？ 在调节PH时为什么不用NaOH或氨水？,理论分析：,信息提示：已知常温下，Cu(OH)2的Ksp为2.210-20 Fe(OH)3的Ksp为2.6410-39，一般情况下当溶液中离子浓度小于10-5mol.L-1时可认为已经完全反应,使Fe3+定量沉淀完全时的pH值：Fe(OH)3(s) = Fe3+ + 3 OH-KSPFe(OH)3 = c(Fe3+)c3(OH-),pH14 - (-lg1.3810-11)3.
19、14,2.化工生产中 化工生产利用调节PH生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。,PH3.2时，Fe3+完全水解Fe(OH)3沉淀。 Cu2+ 在PH大于时5开始转化为Cu(OH)2沉淀； PH6.4时，Cu2+完全水解生成Cu(OH)2沉淀；,Fe(OH)3沉淀的溶解度小的多，且在PH3-4开始沉淀，因此先生成Fe(OH)3沉淀,2.加入氢氧化铜时，生成Fe(OH)3沉淀加入氨水，Cu(OH)2沉淀也生成,二。沉淀的转化,第一组,第二组,白色沉淀生成,白色黄色,黄色黑色,黑色沉淀生成,黑色沉淀不变,黑色沉淀不变,理论分析：,KI = I- + K+,+,AgI(S),KSP(AgCl)=1
20、.8*10-10,KSP(AgI)=8.3*10-17,2AgI 2Ag+ + 2I-,Na2S = S2- + 2Na+,+,Ag2S,2AgI +S2 Ag2S +2I,KSP(AgS)=1.6*10-49,通过沉淀溶解平衡的移动，使难溶电解质转化成更加难溶的物质,应用1-日常生活中：氟化物防治龋齿的化学原理,+ F-,羟基磷灰石,应用2-化工生产中,案例1：化工生产中用饱和Na2CO3溶液把难溶于酸的BaSO4转化为BaCO3,再用盐酸把BaCO3转化为BaCl2溶液。,BaSO4,BaSO4 、BaCO3,高浓度的CO32-使硫酸钡的溶解平衡右移,案例2：锅炉的水垢中除了CaCO3和M
21、g(OH)2外，还有CaSO4使得水垢结实，用酸很难快速除去，要快速除去水垢，可以用饱和Na2CO3溶液处理，使之转化为易溶于酸的CaCO3,而快速除去。,CaSO4属于微溶物质Ksp =7.110-5 CaCO3是难溶物质CaCO3的Ksp =2.810-9,所以有：CaSO4+CO32-(饱和） CaCO3+SO42-,CaSO4 Ca2+SO42-,Ca2+CO32- CaCO3,请你利用沉淀溶解平衡的知识解释下列现象：,问题解决：,总结,1.不管是沉淀的溶解与生成，还是沉淀的转化，都是沉淀溶解平衡移动原理的应用,2.采取适当的条件，可让平衡向着我们所需要的方向移动。,3.解决沉淀溶解平衡问题的基本思路：,沉淀,平衡,移动,例：如果将210-4molL-1的CaCl2溶液与 310-4molL-1的Na2CO3溶液等体积混合，问能否产生沉淀？已知CaCO3的Ksp=5.010-9(molL-1)2,Qc=1.510-8(molL-1)2Ksp 结论是能产生沉淀,
