沉淀溶解平衡计算

在药物研发中，了解药物分子与生物分子之间的 相互作用及其平衡状态可以帮助人们评估药物的 疗效和副作用，为新药开发提供指点。
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沉淀溶解平衡计算案例分析
案例一：溶度积常数的测定与计算
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溶度积常数的定义
溶度积常数是指沉淀溶解平衡时，溶液中相应离 子浓度幂之积，其数值与物质的溶度积相等。
沉淀生成与溶解的计算方法
根据沉淀平衡方程式，计算不同离子浓度下的沉淀生成与 溶解情况。
沉淀生成与溶解的影响因素
离子浓度、温度、压力、溶剂的性质以及沉淀颗粒的大小 和形状等都会影响沉淀生成与溶解。
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总结与展望
沉淀溶解平衡计算的重要性和应用价值
沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，对于研究和应用化学反应、材料制备、环境治 理等方面都具有重要的意义。
在环境科学中的应用
沉淀溶解平衡在环境科学领域具有广泛的应用价值。
例如，自然界的矿物质溶解和沉淀对于维持生态平衡和环境质量至关重要。一些矿物质溶解 后能够为植物提供必要的营养元素，而一些则通过沉淀作用将重金属离子固定下来，降低其 对环境的危害。
在环境治理方面，沉淀溶解平衡理论可以指点污染物处理过程中沉淀剂的投加和反应条件的 控制，提高污染治理效果。
在生物化学中的应用
沉淀溶解平衡在生物化学领域的应用也十分重要 。
掌握沉淀溶解平衡规律可以帮助人们更好地理解 生物分子的结构和功能，为研究生命现象的本质 和药物设计提供理论支持。
例如，生物体内的各种生物分子（如蛋白质、核 酸等）在溶液中的溶解度及其相互作用的平衡状 态对于生物分子的正常功能和代谢过程至关重要 。
表示在一定温度下，难溶 电解质在水中到达沉淀溶 解平衡时，其饱和溶液中 各离子浓度的乘积。

2
9.5 105 mol dm 3
因CrO42-沉淀完全时的浓度为1.0 ×10-5 moldm-3故有
Ksp 9.0 1012 [Ag ] 9.5 10 4 mol dm 3 2 1.0 105 [CrO4 ]
例：向0.1 molL-1 的ZnCl2溶液中通H2S气体至饱和(0.1mol· -1 L ）时，溶液中刚有ZnS沉淀生成，求此时溶液的pH = ?已知 Ksp(ZnS)=2.0×10-22，H2S 的Ka1=1.3×10-7， Ka2=7.1×10-15 解: ZnS Zn2+ + S2-
Ksp = C(Ag+)C(Cl-) = 1.8 × 10-10 C(Ag+) = Ksp/C(Cl-) = 1.8 × 10-10 /0.1 = 1.8 × 10-9 mol/L s = C(Ag+) = 1.8 × 10-9 mol/L << 1.3 4× 10-5 mol/L
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？ + -
CaCO3(s) +2H+ PbSO4(s) + 2AcMg(OH)2(s) + 2NH4+ Fe(OH)3(s) + 3H+
Ca2+ + H2O+CO2↑
Pb(Ac)2 + SO42Mg2+ + 2NH3· 2O H Fe3+ + 3H2O
ii、 发生氧化还原反应
3CuS + 8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2+ 3S↓+ 2NO↑+ 4H2O
（2）向1.0 × 10-3 moldm-3 的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶 液,求开始有Ag2CrO4沉淀生成时的[Ag+] =? CrO42-沉淀完 全时, [Ag+]= ?

[Ba2+]=(1.1×10-10mol2L-2)/ (0.352mol/L)
=2.9×10-10molL-1 因为剩余的[Ba2+]< 10-5mol/L 所以有效除去了误食的Ba2+。
交流•研讨
1.溶洞里美丽的石笋、钟乳是如何形成的？
2.海洋中的多彩珊瑚又是怎样生长形成的？
2.沉淀的转化 ZnS沉淀转化为CuS沉淀 观察思考
ZnS(s)
Zn2+(aq)
+
S2-(aq) +
Cu2+(aq)
平衡向右移动
ZnS沉淀转化为CuS沉淀的总反应： ZnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Zn2+
CuS(s)
沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动。一种沉淀可转 化为更难溶的沉淀，难溶物的溶解度相差越大，这种转化的 趋势越大。 如：在AgCl(s)中加入NaI溶液可转化为AgI(s)沉淀。 在CaSO4(s)加入Na2CO3溶液可转化为CaCO3(s)沉淀。
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-。 已知某一离子浓度， 求形成沉淀所需另一 注意：当剩余离子即平衡离子浓度离子浓度。 ≤10-5mol/L时，认为离子 已沉淀完全或离子已有效除去。
例. 用5%的Na2SO4溶液能否有效除去误食的Ba2+?已知: Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2L-2 解：5% 的Na2SO4溶液中的[SO42-]≈0.352mol/L,
FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+

一、沉淀溶解平衡：
PbI2 (s)
Pb2+ + 2I-
Pb2+和I-的沉淀与PbI2固体的溶解达到平衡状态[ V（溶 解）= V（沉淀）]即达到沉淀溶解平衡状态。
1、溶度积常数或溶度积(Ksp )：
25℃时， Ksp = [Pb2+][I-]2 = 7.1×10-9 mol3 ·L-3 2、溶度积(Ksp )的性质：
整理版ppt
12
逆移 逆移 正移
整理版ppt
增大 减小 减小
2
4、简单计算：
氢氧化铜悬浊液中存在如下平衡：
Cu(OH)2(s)
Cu2+ (aq)＋2OH-(aq)，常温下其
Ksp＝c(Cu2+)×c2(OH-)＝2×10-20 mol3·L-3
（1）某硫酸铜溶液里c(Cu2+)＝0.02 mol·L-1，如要生成
Qc= [Ag+][Cl-] = 2 ×10-3mol·L-1 × 2 ×10-3mol·L-1 = 4.0 ×10-6mol2·L-2 > 1.8×10-10mol2·L-2
Qc > Ksp，所以有AgCl沉淀析出。
注意：当溶液中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整子理版已ppt有效除去。
练习：要除去MgCl2酸性溶液中少量的FeCl3，不宜选用
的试剂是（ C ）
A、MgO B、MgCO3整理版Cpp、t NaOH D、Mg(OH)52
1、某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图 所示。下列说法正确的是
A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
C
B．通过蒸发可以
使溶液由d点变到c点

沉淀转化及先后规律：
1、沉淀转化规律：
易溶→微溶→难溶→更难溶：一定可以实现 易溶←微溶←难溶←更难溶：计算后确定
2、沉淀先后规律：
Ksp小者优先【表达式相同】 注意：若Ksp相差很大则不必考虑表达式
【问题与探究】
1.试用平衡移动原理解释下列事实： (1)BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？
(2)CaCO3难溶于稀H2SO4，却能溶于醋酸中；
D
5．已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12， Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列说法正确的是( B ) 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＋)增大 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 NH4Cl溶液中的Ksp小 D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能 转化为MgF2
A (填以下字母 (2)上述流程中两次使用试剂①，推测试剂①应该是____ 编号)。 A．氢氧化钠 B．氧化铝 C．氨水 D．水 (3)溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH＝13，如果pH过小，可能导致 的后果是(任写一点)。 镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全等 NaHCO (4)H中溶质的化学式： ____________ 。 3 5.6×10－10 mol·L－1 (5)计算溶液F中c(Mg2＋)＝_____________________(25 ℃时，氢氧化 镁的Ksp＝5.6×10－12)。
C
)
3．某温度时，AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)在水中的沉淀溶解 平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( C )

Ksp(Mg(OH)2)=5.61×10-12，Ksp(MgF2)=7.42×10-11。
下列说法正确的是（ B）
A．25°C时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相 比,前者的c(Mg2+)大
B．25°C时，在Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl 固体,c(Mg2+)增大
C．25°C时，Mg(OH)2固体在20ml0.01 mol·L-1氨 水中的Ksp比在20mL0.01mol·L-1 NH4Cl溶液中的 Ksp小
则该反应的平衡常数K= c（SO42-）
c（CO32-）
= c（SO42-）·c（Ba2+）
c（CO32-） K·spc(B（aCBOa32)+=）2.58×10-9mol2.L-2 ；
= = [浓总且解答度KK结一能案SSPP的力:定（ （利]相条2可BB用3aa对件以.溶SC3OO较下算倍度43））大溶K出时积sp的解当,规(就B物能则溶aS可质力12O可液4..以。小)以15中=8×的实1判×.C11物O现断×0132质-0上沉-11-的009也述-淀1浓0可m的能=o度以l0否转2.达.转0转化L4-到化2化3.成S。O溶4而2-
高三化学第一轮复习
化学反应原理
沉淀溶解平衡的计算问题
一、沉淀溶解平衡和溶度积
问题1：难溶电解质的Ksp越小，溶解能力是不是
一定也越小。
难溶物 AgCl AgBr AgI Mg(OH)2 Cu(OH)2
Ksp表达式
=[Ag+ ] [Cl- ] =[Ag+ ] [Br- ] =[Ag+ ] [I- ] =[Mg2+ ] [OH- ]2 =[Cu2+ ] [OH- ]2

2.已知室温时AgBr的溶解度是8.8×10-7mol/L， MgNH4PO4溶解度是6.3×10-5mol/L，求AgBr、 MgNH4PO4的溶度积？
Ksp[AgBr]=[Ag+][Br-]=(8.8×10-7)2=7.7×10-13 Ksp[Mg(NH4)PO4]=(6.3×10-5)3= 2.5×10-13
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PbI2在水中会建立起一种动态平衡——沉淀溶
解平衡；PbI (S) 2
Pb2+(aq) ＋ 2I- (aq)
一、沉淀溶解平衡和溶度积
在难溶电解质与溶剂组成的混合体系中，存在着难溶 电解质的溶解与溶液中离子形成沉淀之间的动态平衡。 这种平衡关系称为沉淀溶解平衡。
PbI2(S)
Pb2+(aq) ＋ 2I- (aq) 饱和溶液中离子浓度 溶解平衡常数（或溶度积常数）
c(FeS) 2.5 109 molL （1）饱和FeS溶液的物质的量浓度为____________ （2）又知FeS饱和溶液中，c( H ) 与c( S 2 )
3.已知：FeS的Ksp=6.25×10-18
. 10 间存在以下限量关系：{c( H )} c( s ) 10 现将适量FeS投入其饱和溶液中，要使溶液里
2.Mg(OH)2饱和溶液中，[Mg2+]= 1.1×10-4mol/L MgCO3饱和溶液中，[Mg2+]= 2.6×10-3mol/L
我们学到了什么？
沉 淀 沉淀溶解平衡的应用 解决沉淀
溶
解 平 衡 的
1.沉淀的溶解与生成；
2.沉淀的转化；
溶解平衡
问题的一 般思路

适用于水 溶液中的 其他平衡
移
理水垢时，通常先加入饱和Na2CO3溶液浸泡，然后再向处

2．同一类型的难溶电解质，Ksp 大的，其溶解度也大；不同类型的难溶电解质，溶解度 的大小不能用 Ksp 作简单比较，只能通过计算 so 来说明。从上面的 AgCl 与 Ag2CrO4 的 Ksp 与 S 的例子可以充分说明这一点。
3．难溶电解质的简单水合离子的浓度与其摩尔溶解度往往不是等同的。这是由于除了水
溶液中的多相平衡之外，经常还存在着一些其它的重要因素：如水解、配位、同离子
效应等。例如 Ag3PO4 的溶解度为 s0，若不考虑 Ag+离子水解，则[Ag+] = 3 s0；若考虑
PO34- 离子水解，则 [PO34- ] ¹ s0 ，而是
s0
=
[PO34-
]
+
[HPO
24
]
+
[H
2
PO4-
]
+
[H
(3) so 与 Ksp 的关系：
AgCl(s)
Ag+(aq) + Cl－(aq)
Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq) + 2OH－(aq)
s0
s0
Ksp = s02
s0
2 s0
Ksp = s0· (2 s0)2 = 4s03
一般式： AnBm (s)
nAm+ (aq) + mBn- (aq)
Ksp = (n s0 ) n · (m s0) m = nn · mm · ( s0)m + n
开始时，同离子效应起主导作用，PbSO4溶解度降低；但当 Na2SO4(aq)的浓度超过 0.04 mol·dm-3时，PbSO4的溶解度又随着 Na2SO4(aq)浓度的增加而增大，这时盐效应上升为矛盾 的主要方面，所以为使沉淀完全，加沉淀剂的量一般以过量 20%─50%为宜。

(1).在1试管中加入 在 试管中加入 试管中加入ZnSO4溶液，再滴入 2S溶液，观察现象。 溶液，再滴入Na 溶液 观察现象。 溶液， (2).静置后倾去上层清液，蒸馏水洗涤沉淀2-3次。 静置后倾去上层清液，蒸馏水洗涤沉淀 次 静置后倾去上层清液 (3).向沉淀中滴加适量的 向沉淀中滴加适量的CuSO4溶液，观察现象。 溶液，观察现象。 向沉淀中滴加适量的 实验现象：有白色沉淀出现，白色沉淀转化成为黑色沉淀。 实验现象：有白色沉淀出现，白色沉淀转化成为黑色沉淀。 为什么白色的ZnS沉淀会转化成为黑色的 沉淀会转化成为黑色的CuS沉淀？ 沉淀？ 为什么白色的 沉淀会转化成为黑色的 沉淀
由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃 ，如果服下 由于人体内胃酸的酸性较强 胃 酸会与CO32-反应生成 反应生成CO2和水，使CO32-离子浓度降低，使 和水， 离子浓度降低， 酸会与 Qc < Ksp，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的 2+ 的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的Ba 浓度增大而引起人体中毒。 浓度增大而引起人体中毒。 BaCO3 Ba2+ + CO32- 所以，不能用 所以，不能用BaCO3作 + 2-不与H+结合生成硫 而SO4 不与 为内服造影剂“钡餐” 为内服造影剂“钡餐”。 胃酸中的H 酸，胃酸中的 +对BaSO4的 H+ 溶解平衡没有影响， 溶解平衡没有影响，Ba2+浓 度保持在安全浓度标准下， 度保持在安全浓度标准下， 所以用BaSO4 作“钡餐”。CO2+H2O 钡餐” 所以用
(2)沉淀的生成 (2)沉淀的生成
溶液与4× 例1：将4×10-3mol•L-1的AgNO3溶液与 ×10-3mol•L-1的NaCl ： × • • 溶液等体积混合能否有沉淀析出 等体积混合能否有沉淀析出？ 溶液等体积混合能否有沉淀析出？Ksp(AgCl)= 1.8×10-10mol2•L-2 × 离子才能生成沉淀。 解：只有当 Qc > Ksp时，离子才能生成沉淀。 混合后： 混合后：[Ag+]=2 ×10-3mol•L-1,[Cl-]= 2 ×10-3mol•L-1 • • • • Qc=[Ag+][Cl-]=2 ×10-3mol•L-1 × 2 ×10-3mol•L-1 =4.0 ×10-6mol2•L-2 >1.8×10-10mol2•L-2 × Qc>Ksp,所以有 所以有AgCl沉淀析出。 沉淀析出。 所以有 沉淀析出