1、第第3章章 物质在水溶液中的行为物质在水溶液中的行为第第3节节 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 在在NaClNaCl的水溶液中，再加入固体的水溶液中，再加入固体溶质，固体有没有溶解过程溶质，固体有没有溶解过程探究：探究：饱和饱和NaClNaCl溶液溶液形状规则形状规则的的NaClNaCl固固体体 一昼夜后观察发现：固体变为规则的立方体；一昼夜后观察发现：固体变为规则的立方体；质量并未发生改变质量并未发生改变思考：思考：得到什么启示？得到什么启示？一昼夜后一昼夜后探究：探究：饱和饱和溶液中溶液中v(v(结晶结晶)=v()=v(溶溶解解)NaCl(S)Na+Cl-迁移应用：可溶的电解质溶液中存在溶解平衡
2、，难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？实验探究实验探究实验步骤：实验步骤：在上层清液中滴在上层清液中滴加加溶液后，有溶液后，有黄色沉淀产生。黄色沉淀产生。实验现象：实验现象：结论解释：结论解释：1PbI2溶液溶液静置，待上层静置，待上层液体变澄清液体变澄清PbI2(s)Pb2(aq)+2I(aq)PbI2 溶解溶解 PbI2s)Pb2aq)+2l-(aq)沉淀沉淀 Pb2+l-PbI2在水中溶解平衡在水中溶解平衡尽管尽管PbI2固体难溶于水，固体难溶于水，但仍有部分但仍有部分Pb2和和 I-I-离开固体表面进入溶液，离开固体表面进入溶液，同时进入溶液的同时进入溶液的Pb2和和 I-I-又会
3、在固体表面沉淀又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速下来，当这两个过程速率相等时，率相等时，Pb2和和 I-I-的沉淀与的沉淀与PbI2固体的溶固体的溶解达到平衡状态即达到解达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态沉淀溶解平衡状态.PbI2固体在水中的沉淀固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为：溶解平衡可表示为：一、一、沉淀沉淀溶解平衡溶解平衡逆、动、等、定、变逆、动、等、定、变练：书写碳酸钙溶解平衡的表达式练：书写碳酸钙溶解平衡的表达式 一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态
4、，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡 。Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，符合平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)动态平衡动态平衡 外界条件一定，溶液中各粒子的外界条件一定，溶液中各粒子的浓度保持不变浓度保持不变 外界条件改变，溶解平衡发生移动。外界条件改变，溶解平衡发生移动。V V溶解溶解=V=V析出析出00动：动：等：等：定：定：变：变：练一练练一练1、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（）A反应开始时，溶液中各
5、离子浓度相等反应开始时，溶液中各离子浓度相等B沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率与溶解沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率与溶解的速率相等的速率相等C沉淀溶解达到平衡时，溶液中离子的浓度沉淀溶解达到平衡时，溶液中离子的浓度相等且保持不变相等且保持不变D沉淀溶解达到平衡时，如果再加入该沉淀沉淀溶解达到平衡时，如果再加入该沉淀物，将促进溶解物，将促进溶解 B思考：难溶等于不溶吗？思考：难溶等于不溶吗？习惯上习惯上,将溶解度小于将溶解度小于0.010.01克的电解质称为难克的电解质称为难溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于会等于0 0，没有绝对不溶的物质。
6、，没有绝对不溶的物质。难溶难溶 微溶微溶 可溶可溶 易溶易溶0.01 1 10 (Sg/100g水水)4)4)影响溶解平衡的因素：影响溶解平衡的因素：内因：内因：电解质本身的性质电解质本身的性质 外因：外因：a)浓度：浓度：b)温度：温度：AgCl(s)Ag(aq)+Cl(aq)平衡右移平衡右移平衡左移平衡左移 多数平衡向溶解方向移动多数平衡向溶解方向移动升温升温加水加水增大相同离子浓度增大相同离子浓度 思考：对于平衡思考：对于平衡 AgCl Ag+Cl-若改变条件，对其有何影响若改变条件，对其有何影响?改变条件改变条件平衡移动方向平衡移动方向 C（Ag+）C（Cl-）升升 温温加加AgCl（
7、s）加加NaCl（s）加加AgNO3(s)不移动不移动 不变不变 不变不变 交流交流研讨研讨 珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，它们可以从珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，它们可以从周围海水中获取周围海水中获取CaCa2+2+和和HCOHCO3 3-，经反应形成石灰石外壳：，经反应形成石灰石外壳：珊瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸钙的产珊瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸钙的产生，对珊瑚的形成贡献很大。人口增长、人类大规模生，对珊瑚的形成贡献很大。人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他的化石燃料等因素，都会干砍伐森林、燃烧煤和其他的化石燃料等因素，都会干扰珊瑚的生长，甚至造成珊瑚虫死亡。分析这些因素
8、扰珊瑚的生长，甚至造成珊瑚虫死亡。分析这些因素影响珊瑚生长的原因。影响珊瑚生长的原因。生成的有机酸能中和生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿动，加速腐蚀牙齿 难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时，难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时，离子浓度保持不变（或一定）。其离子浓度的系数次离子浓度保持不变（或一定）。其离子浓度的系数次方的乘积为一个常数这个常数称之为方的乘积为一个常数这个常数称之为溶度积常数溶度积常数简称简称为为溶度积，溶度积，用用K Kspsp表示。表示。二、溶度积常数或溶度积二、溶度积常数或溶度积(Ksp)：如如 Mg(OH)2(s)M
9、g2+(aq)+2OH-(aq)溶度积溶度积(K(Kspsp)的大小与的大小与难溶电解质性质难溶电解质性质和和温度温度有关，与沉淀的量无关有关，与沉淀的量无关.离子浓度的改变可使平衡发离子浓度的改变可使平衡发生移动生移动,而不能改变溶度积而不能改变溶度积.溶度积溶度积(Ksp)的性质的性质25时，时，Ksp=Mg2+OH-2=5.610-12mol3 L-3练：请写出练：请写出 BaSO4 、Al(OH)3 的沉淀溶解平衡与溶度的沉淀溶解平衡与溶度积积KSP表达式。表达式。BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)KSP=Ba2+SO42-Al(OH)3(s)Al3+(aq)+3OH
10、-(aq)KSP=Al3+OH-3 几种难溶电解质在几种难溶电解质在25时的溶解平衡和溶度积：时的溶解平衡和溶度积：AgCl(s)Ag+Cl-Ksp=Ag+Cl-=1.810-10mol2 L-2AgBr(s)Ag+Br-Ksp=Ag+Br-=5.010-13mol2 L-2AgI(s)Ag+I-Ksp=Ag+I-=8.310-17mol2 L-2Mg(OH)2(s)Mg2+2OH-Ksp=Mg2+OH-2=5.610-12mol3 L-3相同类型相同类型(如如AB型型)的难溶电解质的的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越越小，溶解度越小，越难溶。难溶。如如:Ksp(AgCl)Ksp(AgB
11、r)Ksp(AgI)溶解度溶解度:AgCl AgBr AgI Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解度反映了难溶电解质在水中的溶解度练一练练一练1 1、下列叙述正确的是（、下列叙述正确的是（）A.A.由于由于AgClAgCl水溶液导电性很弱，所以它是弱水溶液导电性很弱，所以它是弱电解质电解质B.B.难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积常数溶度积常数C.C.溶度积常数大者，溶解度也大溶度积常数大者，溶解度也大D.D.用水稀释含有用水稀释含有AgClAgCl固体的溶液时，固体的溶液时，AgClAgCl的的溶度积常数不变。溶度积常数不变。D沉淀溶解平衡沉淀溶解平
12、衡生活生活自然界自然界生产生产溶液中的化学反应溶液中的化学反应三、沉淀溶解平衡的应用三、沉淀溶解平衡的应用1 1、沉淀的生成、沉淀的生成（1 1）意义：）意义：在物质的检验、提纯及工厂废水的处理等在物质的检验、提纯及工厂废水的处理等方面有重要意义。方面有重要意义。（2 2）方法：）方法：A A、调节、调节PHPH法法例：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调例：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调PH值至值至78Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+B B、加沉淀剂法、加沉淀剂法如如:沉淀沉淀Cu2+、Hg2+等，以等，以Na2S、H2S做沉淀剂做沉淀剂（3 3）原则：）原则：生成沉
13、淀的反应能发生，且进行得越完全生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好越好注意：当剩余离子即平衡离子浓度注意：当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子已有效除去。时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使如果能设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。例平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。例如如医院中进行钡餐透视时，用医院中进行钡餐透视时，用BaSOBaSO4 4做内服造影剂，做内服造影剂
14、，为什么不用为什么不用BaCOBaCO3 3做内服造影剂？做内服造影剂？BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：的沉淀溶解平衡分别为：BaSO4 Ba2+SO42-Ksp=1.110-10mol2 L-2 BaCO3 Ba2+CO32-Ksp=5.110-9mol2 L-2 由于人体内胃酸的酸性较强由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下，如果服下BaCO3,胃胃酸会与酸会与CO32-反应生成反应生成CO2和水，使和水，使CO32-离子浓度降低，使离子浓度降低，使Qc Ksp(CuS),所以所以ZnS沉淀会转化为沉淀会转化为CuS沉淀沉淀练习练习:已知已知Ksp(MnS
15、)=2.510-13 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2通过计算说明通过计算说明MnS沉淀中滴加沉淀中滴加0.01mol/L的的Pb(NO3)2溶液是否有溶液是否有PbS沉淀析出。沉淀析出。(2).ZnS沉淀为什么转化为沉淀为什么转化为CuS沉淀的定量计算沉淀的定量计算 利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用FeS(s)MnS(s)等难溶物作为沉淀剂除去废水中的等难溶物作为沉淀剂除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。等重金属离子。Ksp(FeS)=6.310-18mol2L-2 Ksp(CuS)=1.310-3
16、6mol2L-2 Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2练习：写出练习：写出FeS(s)与废水中的与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程的反应离子方程式。式。FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+Cu2+MnS(s)=CuS(s)+Mn2+Cu2+H2S=CuS+2H+Cu2+S2-=CuS Cu2+HS-=CuS +H+用用MnS、H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S作沉淀剂都能除去工作沉淀
17、剂都能除去工业废水中的业废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。等重金属离子。水垢中的水垢中的Mg(OH)Mg(OH)2 2是怎样生成的是怎样生成的?硬水硬水:是含有较多是含有较多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和和SO42-的水的水.加热时：加热时：Ca2+2HCO3-=CaCO3+CO2 +H2O Mg2+2HCO3-=MgCO3+CO2 +H2O MgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2 为什么在水垢中镁主要以为什么在水垢中镁主要以Mg(OH)2沉淀沉淀形式存在，而形式存在，而不是以不是以MgCO3沉淀沉淀的形式存在？比较它们饱和时的形式存在？比较它们饱和时Mg2+的大
18、小。的大小。136323106.2108.6)(LmolMgCOKspMgMgCO的饱和溶液中：在143123222101.14106.54)()(LmolOHMgKspMgOHMg饱和溶液中：在MgCO3沉淀溶解平衡：沉淀溶解平衡：MgCO3(s)Mg2+CO32-LmolMgCOKspCO/106.2108.6)(36323CO32-水解平衡：水解平衡：CO32-+H2O HCO3-+OH-4111421079.1105.510awhKKK1434106.6106.21079.1LmolCKOHh924322102.1)106.6(106.2OHMgQc 因为因为Qc Ksp(Mg(OH)
19、2),所以有所以有Mg(OH)2沉淀析出。沉淀析出。即加热后，即加热后，MgCO3沉淀转化为沉淀转化为Mg(OH)2。因此硬水加热后的水垢的主要成分是因此硬水加热后的水垢的主要成分是CaCO3和和Mg(OH)2而不是而不是CaCO3 和和MgCO3.洗涤水垢的方法：除出水垢中的洗涤水垢的方法：除出水垢中的CaCO3和和Mg(OH)2用食醋，用食醋，CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+CO2+H2O Mg(OH)2+2CH3COOH=(CH3COO)2Mg+2H2O小小 结结沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡溶度积溶度积沉淀溶解平衡的应用沉淀溶解平衡的应用1.1.沉淀的溶解与生成沉淀的溶
20、解与生成2.2.沉淀的转化沉淀的转化1.1.将将4 41010-3-3molmol/L/L的的Pb(NOPb(NO3 3)2 2溶液与溶液与4 41010-3-3molmol/L/L的的KIKI溶液溶液等体积混合能否等体积混合能否有沉淀析出？有沉淀析出？(K(Kspsp(PbI(PbI2 2)=7.1)=7.11010-9-9molmol3 3 L L-3-3)2 2、讨论：、讨论：对于平衡对于平衡AgClAgCl（S S）AgAg+(aq)+Cl(aq)+Cl-(aq)(aq)若改变条件，对其有何影响若改变条件，对其有何影响改变条件改变条件平衡移动方向平衡移动方向C C（AgAg+）C C（
21、ClCl-）升升 温温加加 水水加加AgClAgCl（s s）加加NaClNaCl（s s）加加NaINaI（s s）加加AgNOAgNO3 3(s)(s)加加NHNH3 3HH2 2O O 不变不变 不变不变不移动不移动 不变不变 不变不变 1 1、Q Q K Kspsp 时，时，过饱和溶液过饱和溶液 ，生成，生成沉淀沉淀2 2、Q Q =K=Kspsp 时，沉淀溶解平衡时，沉淀溶解平衡3 3、Q Q K Kspsp 时，时，不饱和溶液不饱和溶液 ，沉淀溶解沉淀溶解一定温度下，可逆反应：一定温度下，可逆反应：aAbB cCdD K=c cc c（C C）c cd d（D D）c ca a（A
22、 A）c cb b（B B）意义：意义：K的大小说明反应进行的的大小说明反应进行的限度限度 一定温度下，利用一定温度下，利用K与任意时刻与任意时刻浓度商浓度商Q的的大小比较，可预测反应进行的大小比较，可预测反应进行的方向方向。QK，Q=K，QK，平衡平衡逆向逆向移动，直至达新的化学平衡状态移动，直至达新的化学平衡状态化学平衡状态化学平衡状态平衡平衡正向正向移动，直至达新的化学平衡状态移动，直至达新的化学平衡状态溶解度与溶度积本质区别：溶解度与溶度积本质区别：溶解度溶解度指一定指一定 温度下，某溶质在温度下，某溶质在100克溶剂中克溶剂中形成饱和溶液时，所溶解的质量。不仅与难溶形成饱和溶液时，所
23、溶解的质量。不仅与难溶电解质的性质和温度有关，还受溶液中离子浓电解质的性质和温度有关，还受溶液中离子浓度的影响。度的影响。溶度积溶度积只与电解质的性质和温度有关。只与电解质的性质和温度有关。Ksp=c(AKsp=c(An+n+)m m c(Bc(Bm-m-)n nA Am mB Bn n(s)mA(s)mAn+n+(aq)+nB(aq)+nBm-m-(aq)(aq)溶解度：溶解度：S mS nS S mS nS(mol/L)(mol/L)=(mS)=(mS)m m(nS)(nS)n nK Kspsp=S=S2 2 4S4S3 3 27S 27S4 4 108S 108S5 5 从从K KspspSS：化合物类型：化合物类型：AB AAB A2 2B AB A3 3B AB A2 2B B3 3 (2).(2).溶度积溶度积KspKsp与难溶电解质的与难溶电解质的溶解度溶解度的有关换算的有关换算
