沉淀溶解平衡课件【新教材】人教版高中化学选择性必修一

1、要使工业废水中的重金属离子Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化 物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：
化合物
PbSO4
PbCO3
PbS
溶解度/g
1.03×10－4
1.81×10－7
1.84×10－14
由上述数据可知，选用的沉淀剂最好是( A) A．硫化物 B．硫酸盐 C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均可
沉淀溶解平衡的应用 （三）沉淀的转化
沉淀的转化: 指将一种难溶物转化为另一种难溶物的过程 3.规律：
①一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。 ②两者的溶解度差别越大，溶解度小的转化为更小的沉淀越容易。 ③一定条件下溶解度小的物质也可以转化成溶解度大的物质。
沉淀溶解平衡的应用
由CaSO4(25 ℃Ksp ＝ 4.9×10-5 )转化为CaCO3(25 ℃ Ksp ＝ 3.4×10-9 )
沉淀溶解平衡的应用
CaSO4(s)
SO42- (aq) + Ca2+ (aq) +
CO32- (aq)
CaSO4 → CaCO3 沉淀的转化
CaCO3(s)
当向CaSO4沉淀中加入碳酸钠时，Q(CaCO3) > Ksp(CaCO3),即可生成 CaCO3 , 使溶液中c(Ca2+)减小，平衡向CaSO4溶解的方向移动。
锅炉及其管道内的水垢
盐酸能否除去CaSO4水垢？
CaSO4(s) SO42- (aq) + Ca2+ (aq)
沉淀溶解平衡的应用
盐酸能否除去CaSO4水垢？
CaSO4(s) SO42- (aq) + Ca2+ (aq)

第三章 水溶液中的离子反应与平衡第四节 沉淀溶解平衡 第一课时
【知识回顾】
1、饱和溶液和不饱和溶液：
一定温度下，不能再溶解溶质的溶液叫饱和溶液。 能继续溶解溶质的溶液叫不饱和溶液。
2、溶解性: ____________________________________________;物质溶解性的大小和______________________________有关。
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
【思考】结合教材P79表3-3及所学溶解性规律，思考如何界定“难溶”、“微溶”、“可溶”、“易溶”？
（1）判断是否有沉淀生成
在溶液中，加入 AgNO3溶液，下列说法正确的是 (AgCl Ksp=1.8×10-10) （ ） A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀 C.无法确定 D.有沉淀但不是AgCl
溶解度与溶解性的关系：20℃
难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会为0
（1）在饱和的NaCl溶液中加入氯化钠固体现象？
（3）要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体，可采取什么措施？
（4）在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸有何现象？
NaCl (s) Na+ (aq) + Cl- (aq)
【思考1】：向AgCl饱和溶液中加入少量AgNO3固体，AgCl的Ksp和S有何变化？
AgCl(s) ⇌ Ag＋(aq) + Cl－(aq)
【思考2】已知AgCl的Ksp=1.8×10-10，判定AgCl 饱和溶液中c(Ag+) 为

人教版高中化学选择性必修1第 3章第4节沉淀溶解平衡
CONTENTS
• 沉淀溶解平衡引言 • 沉淀溶解平衡的基本原理 • 影响沉淀溶解平衡的因素 • 沉淀溶解平衡的应用
01
沉淀溶解平衡引言
沉淀溶解平衡的定义和意义
定义
沉淀溶解平衡是指在一定条件下，溶液中的沉淀物与溶解物 之间达到动态平衡状态，使得溶液中沉淀物的浓度保持恒定 的现象。
学习重点与难点
重点
理解沉淀溶解平衡的原理和影响因素，掌握沉淀溶解平衡的计算方法；
难点
如何运用沉淀溶解平衡原理解决实际化学问题，需要具备一定的分析问题和解 决问题的能力。同时，对于复杂体系中的沉淀溶解平衡，需要进行综合分析和 判断。
02
沉淀溶解平衡的基本原理
溶解度与溶解平衡
溶解度概念
在一定温度和压力下，溶质在溶剂中的最 大溶解量。
溶解平衡
当溶质在溶液中的溶解速率与析出速率相 等时，达到溶解平衡状态。
影响因素
温度、压力、溶剂种类、溶质性质等因素 均可影响溶解度和溶解平衡。
沉淀的生成与溶解
沉淀生成
当溶液中离子浓度乘积超 过其对应难溶电解质的 Ksp时，会发生沉淀生成 反应。
沉淀溶解
沉淀在一定条件下可重新 溶解，通常通过增加溶液 中某种离子的浓度或改变 温度、pH等条件实现。
盐效应
在溶液中加入其他盐类物质时，由于离子间相互作用的影响，会导致沉 淀溶解度发生变化。通常盐效应会促使沉淀溶解平衡向溶解方向移动， 增加沉淀的溶解度。
竞争离子效应
当溶液中存在与沉淀离子竞争的其他离子时，会影响沉淀的生成和溶解 。这种竞争作用取决于离子的浓度和相对亲和力。
04
沉淀溶解平衡的应用
沉淀的转化

(已知：常温下Cu(OH)2的Ksp = 2.0×10−20)
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
二、溶度积
练4.不同温度(T1和T2)时硫酸钡在水 中的沉淀溶解平衡曲线如右图所示， 已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。 下列说法正确的是( D ) A. T1＞T2 B. 加入BaCl2固体,可使溶液由a点变到c点 C. c点时,在T1、T2两个温度下均有固体析出 D. a点和b点的Ksp相等
现象：向分离出AgCl沉淀后的上层清液中滴加KI溶液，出现 黄色浑浊。
原因：等量的Ag＋和Cl－由于不能够完全沉淀而剩下来的(Ag＋)
一、Ag＋和Cl－的反应真能进行到底吗？
现象：向分离出AgCl沉淀后的上层清液中滴加KI溶液，出现 黄色浑浊。 原因：等量的Ag＋和Cl－由于不能够完全沉淀而剩下来的(Ag＋)
二、溶度积
常见难溶电解质的溶度积与溶解度(25oC)
难溶物
Ksp
AgCl 1.77×10−10
AgBr 5.35×10−13
AgI 8.51×10−17
溶解度/g 1.5×10−4 8.4×10−6 2.1×10−7
难溶物
Ksp
BaSO4 1.07×10−10
Fe(OH)3 2.64×10−39
CaF2 1.46×10−10
一、难溶电解质的溶解平衡
练. 把足量熟石灰放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡：
Ca(OH)2(s) 的是( D )
Ca2+(aq)＋2OH−(aq)，下列叙述正确
A. 给溶液加热，溶液的pH升高
B. 恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高
C. 向溶液中加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2固体增多 D. 向溶液中加入少量的NaOH固体，Ca(OH)2固体增多

(注意：向平衡体系中加入难溶物本身，平衡不移动)
③同离子效应：向平衡体系中加入相同的离子，平衡向生成沉淀 的方向移动； ④反应离子效应：向平衡体系中加入能与体系中离子反应生成更 难溶物质或气体的离子，平衡向沉淀溶解的方向移动。
【讨论】对于平衡AgCl(s) ⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)，改变下列条件，对 其有何影响？
BaSO4
Fe(OH)3
Ag2S
BaSO4(s) ⇌Ba2+(aq) + SO42-(aq)
Ksp = c(Ba2+)·c(SO42-)
Fe(OH)3(s) ⇌Fe3+(aq) + 3OH-(aq) Ag2CrO4(s) ⇌2Ag+(aq) + S2-(aq)
Ksp = c(Fe3+)·c3(OH-) Ksp = c2(Ag+)·c(S2-)
(4)判断沉淀析出的顺序 溶解度小的先沉淀 【例】已知Ksp(AgCl)= 1.8×10-10，Ksp(Ag2CrO4)= 1.1×10-12，向 浓度均为0.01mol/L的Cl-和CrO42-的混合液中滴加AgNO3溶液， Cl-和CrO42-谁优先沉淀？ 解：Ksp(AgCl) = c(Ag+)·c(Cl-) = 1.8×10-10
是( D )
A. 沉淀的速率和溶解的速率相等 B. 难溶电解质在水中形成饱和溶液 C. 再加入难溶电解质，溶液中各离子的浓度不变 D. 难溶电解质溶解形成的阴、阳离子的浓度相等
2、氯化银在水中存在溶解平衡：AgCl(s) ⇌Ag+(aq) + Cl-(aq)。在
相同温度下，将足量氯化银分别放人相同体积的下列溶液中，
通过以上实验可以看出，沉淀(如AgCl)在水中并不是完全不 溶的，只是溶解度很小。

比较不同类型的难溶物的溶解性，可比较溶解度或饱和溶液的浓度。
三、溶度积常数Ksp的意义
25 ℃时Ksp数据
化学式 AgCl AgBr AgI
Ksp 1.8×10－10 5.4×10－13 8.5×10－17
化学式 BaSO4 BaCO3 CuS
MgCO3
6.8×10－6
Mg(OH)2
溶解能力大小顺序AgCl＞AgBr＞AgI，
三、溶度积常数Ksp的意义
三、溶度积常数Ksp的意义
四、溶度积常数Ksp的应用
1. 判断温度一定下，溶液中难溶电解质的沉淀或溶解情况。
在难溶电解质MxAy的溶液中，任意时刻各离子浓度幂的乘积： Q = c x (My+) ·c y (Ax-)
Q > Ksp， 溶液处于过饱和溶液状态，生成沉淀。 Q = Ksp， 沉淀和溶解达到平衡，溶液为饱和溶液。 Q < Ksp， 溶液未达饱和，无沉淀析出，可溶解固体。
二、认识沉淀溶解平衡常数
【总结】
Ksp= c x (My+)·c y (Ax-)
三、溶度积常数Ksp的意义
意义：表示难溶电解质在水中的溶解能力，与难溶电解质的性质、 温度有关。
注意： 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。 2. 不同类型的物质，Ksp数值一般不能直接作为比较依据。
碳酸钙达到沉淀溶解平衡。 3. 当加入10 mL蒸馏水后，电导率为什么会先减小后增大，最后趋于稳定？
加水稀释破坏了原平衡，平衡发生移动，直至建立新的平衡。
一、认识沉淀溶解平衡
【思考】 4. 右图中c点、e点、g点的 电导率大小应有什么关系？
三者相等，因为溶液相都 是同一温度下的饱和溶液， Ca2＋或CO3－浓度都相等， 所以电导率相同。

应完全）
Q > Ksp 时： 溶液中有沉淀析出 Q = Ksp 时： 沉淀与溶解处于平衡状态 Q < Ksp 时：溶液中无沉淀析出
已知：25 ℃下，Ksp[Mg(OH)2] = 1.8×10-11 0.2 mol/L×1 mL
c(Mg2+) = 2 mL
+
H+(aq)
HCO3−(aq)
Q = c(Ca2+) c(CO32-) < Ksp 故 CaCO3(s) 逐渐溶解
思考：
如何除去水垢中的 CaSO4？
已知： 水垢中白色微溶的CaSO4
是坚硬密实固体。
水垢的主要成分： Mg(OH)2 CaCO3 CaSO4
二、沉淀溶解平衡的应用 3. 沉淀的转化 教材p80实验3-4：
溶解度：S = 1.5×10-4 g 溶度积：Ksp =1.8×10-10
Ksp反映了难溶电解质的沉淀溶解能力 Ksp与难溶电解质的性质和温度有关
思考与猜想：
常温下，如下图所示，甲、乙两试管中溶液充分混合后，
将分别产生什么现象？ 有哪些证据证明你的猜想？
1 mL
0.2 mol/L NaOH 溶液
1 mL pH = 9 NaOH 溶液
= 0.1 mol/L ×(5×10-6 mo/L)2
乙 1 mL 0.2 mol/L MgCl2 溶液
= 2.5×10-12 ＜ Ksp Q < Ksp 故乙试管溶液中无沉淀生成
二、沉淀溶解平衡的应用 思考：
如何除去水垢中的 Mg(OH)2 CaCO3？
水垢的主要成分： Mg(OH)2 CaCO3 CaSO4
+
S2− (aq) Q = c2(Ag+)·c(S2−) > Ksp (Ag2S)

让我们来看一个沉淀溶解实验，分析其中溶解平衡如何移动。
实验1.沉淀的溶解（步骤与现象）
实验1.沉淀的溶解（步骤与现象）
实验1.沉淀的溶解（步骤与现象）
实验1.沉淀的溶解（步骤与现象）
实验1.沉淀的溶解（步骤与现象）
实验1.沉淀的溶解（步骤与现象）
实验1.沉淀的溶解（步骤与现象）
实验1.沉淀的溶解（步骤与现象）
你知道山洞内的钟乳石是怎样形成的吗？
石灰岩里面，含有CO2的水，渗入到石灰岩缝隙中，会溶解 其中的CaCO3。
这溶解了CaCO3的水，从洞顶上滴下来时，由于水分蒸发、 CO2逸出，使被溶解的钙质又沉淀下来。
除了自然界，沉淀反应还能应用于日常生活中哪些方面呢？ 例如，工业废水的处 重金属离子沉淀。
沉淀的溶解 向Mg(OH)2浊液中分别加水、稀盐酸和NH4Cl溶液，会 出现什么现象？ 加入的三种物质对Mg(OH)2沉淀溶解平衡有什么影响？
向Mg(OH)2浊液中滴加酚酞会有什么现象？说明什么？
溶解平衡移动的应用1 如何将NH4Cl中的FeCl3除去？ 除去污水中的重金属离子，你可以用什么作沉淀剂？ 要把沉淀溶解，你能采取哪些办法？
教学难点 沉淀的生成、溶解和转化；应用溶度积解决沉淀析出问题。
写出AgCl沉淀溶解平衡的表达式。
用五个字概括沉淀溶解平衡的特征。 逆、动、等、定、变。 回答影响沉淀溶解平衡的因素。 物质本身性质；温度；稀释；同离子效应；加入反应物。
Qc表示电解质溶液_某__一__时__刻___的离__子__积___； Ksp表示电解质溶液沉___淀__溶__解__平__衡___时__的溶__度__积___。二者 有什么关系？ Qc>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出； Qc=Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态； Qc<Ksp，溶液未饱和，可继续溶解该难溶电解质。

Ca5(PO4)3OH+F-
Ca5(PO4)3F + OH-
课堂小结
沉淀溶 解平衡
沉淀的溶解平衡 溶度积Ksp
建立 特点：动、等、定、变
内因
影响因素
外因
应用
沉淀的生成、溶解及转化
谢谢
移动方向
平衡后c(Ba2+)
平衡后c(CO32-)
升高温度
正向
增大
增大
加水稀释
正向
不变
不变
加入少量BaCl2
逆向
பைடு நூலகம்
增大
减小
加入少量Na2CO3
逆向
减小
增大
加入少量Na2SO4
正向
减小
增大
思考与讨论
如果要除去某溶液中的SO42-，选择加入可溶性的钙盐还 是钡盐？
选择加入可溶性的钡盐，因生成的BaSO4更难溶。 S2-与Ag+反应生成Ag2S沉淀，是否能真正进行到底？
mAn＋(aq)＋nBm－(aq)
Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)
1
4
思考与讨论
写出下列沉淀溶解平衡的溶度积常数的表达式
(1)AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq) Ksp＝___c_(A__g_＋_)·_c_(_C_l_－_) ______。 (2)Fe(OH)3(s) Fe3＋(aq)＋3OH－(aq) Ksp ＝___c(_F_e_3_＋_)·_c_3(_O_H__－_)_____。 (3)AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq) Ksp ＝___c_m_(A_n_＋_)_·_cn_(_B_m_－_)_____。
(2)加沉淀剂法
以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的

平衡的移动。一般来说，
溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现，两种沉淀的溶解度差别
越大，转化越容易。
（3）沉淀转化的应用：锅炉除水垢（含有CaSO4 ）；自然界中矿物的转化
等。
判一判
1. 沉淀的转化只能由难溶的电解质转化为更难溶的电解质(
×
)
2. 向AgCl沉淀中加入KI溶液，由白色沉淀转变成黄色沉淀，是由于
(Fe
=⑥ ________________________________ 。
（3）意义:反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
难溶电解质
（4）影响因素：溶度积 的大小与⑦ ______________________
的性质
温度
和⑧ ________________
有关。
想一想1 溶度积常数 只受温度的影响，温度升高 增大吗？
(Ag + ) = mol ⋅ L−1 。
（2）已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度，
如某温度下AgCl的 = ，在0.1 mol ⋅ L−1 的NaCl溶液中加入过量的AgCl固
体，达到平衡后(Ag + ) = 10 mol ⋅ L−1 。
（3）计算反应的平衡常数，如对于反应Cu2+ () + MnS(s) = CuS(s) +
同，证明氟磷酸钙更难溶解，溶解度更小一些。
问题4： 已知氟磷酸钙比羟基磷酸钙的质地更坚固。在牙膏中加入适量氟化
物添加剂，可以防止龋齿，从而起到保护牙齿的作用，请分析原因。
提示 当使用含氟牙膏后，化学平衡Ca5 (PO4 )3 OH + F − ⇌ Ca5 (PO4 )3 F +
OH − 正向移动，由于Ca5 (PO4 )3 F的溶解度比Ca5 (PO4 )3 OH 更小，质地更坚固

(1)概念 在一定温度下,当沉淀和溶解速率相等时,即建立了动态平衡,人们把这种平衡称为
沉淀溶解平衡。如AgCl溶于水的沉淀溶解平衡表示为① AgCl(s)
Cl-(aq) 。 (2)特征
Ag+(aq)+
固体物质的沉淀溶解平衡是可逆过程:固体物质 (1)v溶解⑤ > v沉淀 固体溶解 (2)v溶解⑥ = v沉淀 沉淀溶解平衡 (3)v溶解⑦ < v沉淀 析出沉淀
水垢中的CaSO4(s) CaCO3(s) Ca2+(aq) 反响的化学方程式如下: CaSO4+Na2CO3 Na2SO4+CaCO3 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
原生铜的硫化物 CuSO4溶液 铜蓝(CuS)
反响的化学方程式如下:
CuSO4+ZnS CuS+ZnSO4
横
坐
标
通
常
是
难
溶
物
溶
解
后
电
离
出
的
离
子
浓
度
,
有
时
候
是
离
子
浓
度
的
负
对
数
。
(3)抓住Ksp的特点,结合选项分析判断 ①溶液在蒸发时,溶质离子浓度的变化有两种情况:原溶液不饱和时,溶质离子浓度 都增大;原溶液饱和时,溶质离子浓度都不变。 ②对于同一难溶电解质来说,溶度积常数只与温度有关,与溶液中溶质的离子浓度 无关。
2+的废水常用MnS(s)作沉淀剂,其反响原理为Cu2+(aq)+MnS(s) CuS(s)+Mn2+(aq),该反响到达平衡时,c(Cu2+)=c(Mn2+) ( ✕ ) 提示:反响到达平衡时,c(Cu2+)和c(Mn2+)不再变化,但不一定相等。 4沉淀时,为了减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀硫酸来洗涤 (√) 提示:稀硫酸中的S 能抑制BaSO4的溶解,可以减少BaSO4的损耗。