1、沉淀溶解平衡（第一课时）年年 级级：高二：高二 学学 科科：化学（人教版）：化学（人教版）电子医用金属饰品【资料】白鲢鲤鱼蝌蚪48小时约3.010-7 mol/L约1.710-7mol/L约1.010-7mol/L银离子对几种水生动物的半致死浓度 现用1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液模拟工业废水，某同学提出可以加入1 mL 0.012 mol/L的NaCl溶液，充分反应，完全沉淀其中的Ag+。这种方法是否合理？说明理由。任务一1 mL 0.012 mol/L NaCl溶液1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液Cl-+Ag+AgCl化学式溶解度/gAgCl1.510-4
2、AgNO3211AgBr8.410-6Ag2SO40.786Ag2S1.310-16BaCl235.7Ba(OH)23.89BaSO43.110-4Ca(OH)20.160CaSO40.202Mg(OH)26.910-4Fe(OH)3310-9【看一看】观察教科书77页的表3-3 几种电解质的溶解度（20），思考生成AgCl沉淀的离子反应完成后，溶液中是否还有Ag+？化学式溶解度/gAgCl1.510-4AgNO3211AgBr8.410-6Ag2SO40.786Ag2S1.310-16BaCl235.7Ba(OH)23.89BaSO43.110-4Ca(OH)20.160CaSO40.202
3、Mg(OH)26.910-4Fe(OH)3310-9【看一看】观察教科书77页的表3-3 几种电解质的溶解度（20），思考生成AgCl沉淀的离子反应完成后，溶液中是否还有Ag+？【分析】10g1g0.01g易溶可溶微溶难溶AgNO3BaCl2Ba(OH)2Ag2SO4Ca(OH)2CaSO4AgClAgBrAg2SBaSO4Mg(OH)2Fe(OH)3 习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解质。尽管难溶电解质的溶解度很小，但在水中并不是绝对不溶。生成AgCl沉淀后，有三种粒子在反应体系中共存：AgCl(s)、Ag+(aq)、Cl-(aq)即使过量的NaCl也无法完全沉淀溶液中的Ag
4、+。+-+-+-+-+-+-溶解+-Ag+Cl-H2O沉淀AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)【小结】当AgNO3溶液和NaCl溶液反应：反应起始：充分反应后：(沉淀)(溶解)沉淀增多(沉淀)(溶解)沉淀不再增多达到沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)沉淀溶解平衡：注意：可逆号表示沉淀、溶解同时进行 物质状态：固体(s)、溶液(aq)BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq)CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO(aq)AgI(s)Ag+(aq)+I-(aq)Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)2423【试一试】请写出BaSO4、CaCO3、AgI、A
5、g2S的沉淀溶解平衡表达式。元素守恒、电荷守恒BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq)CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO(aq)AgI(s)Ag+(aq)+I-(aq)Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)2423【试一试】请写出BaSO4、CaCO3、AgI、Ag2S的沉淀溶解平衡表达式。上述1 mL 0.012 mol/L的 NaCl溶液与1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液充分反应后，溶液中剩余Ag+的浓度是多少？涉及化学平衡的计算常需要哪些数据？任务二 难溶电解质的沉淀溶解平衡的平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp。AgCl(s)Ag+(aq
6、)+Cl-(aq)Ksp c(Ag+)c(Cl-)Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)Ksp c2(Ag+)c(S2-)（1）（2）难溶电解质的沉淀溶解平衡的平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp。【想一想】查阅教科书122页常见难溶电解质的溶度积常数（25），你发现了什么？能提出几个关于溶度积的问题吗？化学式Ksp化学式KspAgCl1.810-10CuS6.310-36AgBr5.410-13ZnS1.610-24AgI8.510-17PbS8.010-28Ag2S6.310-50FeS6.310-18Ag2SO41.210-5HgS1.610-52常见难溶电解质的溶
7、度积常数（25）难溶微溶关于溶度积（Ksp）几点说明：Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。Ksp越小，越难溶。常见难溶电解质的溶度积常数（25）化学式Ksp化学式KspAgCl1.810-10CuS6.310-36AgBr5.410-13ZnS1.610-24AgI8.510-17PbS8.010-28Ag2S6.310-50FeS6.310-18Ag2SO41.210-5HgS1.610-52关于溶度积（Ksp）几点说明：Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。Ksp越小，越难溶。Ksp与温度有关。其它条件一定时，一般温度越高，Ksp越大。根据某温度下溶度积Ksp与溶液中离子积Q 的相对
8、大小，可以判断难溶电解质的沉淀或溶解情况。Q Ksp，溶液中有沉淀析出；Q Ksp，沉淀与溶解处于平衡状态；Q Ksp，溶液中无沉淀析出。AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)Ksp c(Ag+)c(Cl-)关于溶度积（Ksp）几点说明：【分析】1 mL 0.012 mol/L NaCl溶液与1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液充分反应后剩余Ag+的浓度为（忽略溶液体积变化）：c(Cl-)1 mL0.012 mol/L-1 mL0.010 mol/L1 mL+1 mL 0.001 mol/Lc(Ag+)Kspc(Cl-)1.810-7 mol/L 0.0011.810-10根
9、据：Ksp c(Ag+)c(Cl-)1.810-10 国家各行业污染物排放标准中，规定了不同的Ag+排放标准，例如有些行业规定不能超过约110-7 mol/L。一般情况，当溶液中剩余离子的浓度小于110-5 mol/L时，化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了。根据本节课所学内容，请思考如何使沉淀反应完成后，溶液中的Ag+浓度能够尽量小？你能想出几种办法？【看一看】查阅教科书122页常见难溶电解质的溶度积 常数（25），能否给你一些启示呢？任务三【分析】根据 Ksp c(Ag+)c(Cl-)保持Ksp不变，使c(Cl-)变大。可以增大加入的NaCl溶液的浓度。可以降低反应温度，使AgCl的K
10、sp数值变小。保持c(Cl-)不变，使Ksp变小。化学式Ksp化学式KspAgCl1.810-10CuS6.310-36AgBr5.410-13ZnS1.610-24AgI8.510-17PbS8.010-28Ag2S6.310-50FeS6.310-18Ag2SO41.210-5HgS1.610-52常见难溶电解质的溶度积常数（25）选择生成Ksp更小的物质。可以用含硫化合物沉淀Ag+。（Ag2S的Ksp为6.310-50）【分析】根据 Ksp c(Ag+)c(Cl-)保持Ksp不变，使c(Cl-)变大。可以增大加入的NaCl溶液的浓度。可以降低反应温度，使AgCl的Ksp数值变小。保持c(
11、Cl-)不变，使Ksp变小。【算一算】用Na2S溶液沉淀AgNO3溶液中的Ag+，充分反应后，测得剩余溶液中的S2-的浓度为1.010-4 mol/L，此时剩余溶液中Ag+的浓度为多少？（25 ）Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)Ksp c2(Ag+)c(S2-)【解】Ksp6.310-50c 2(Ag+)c(S2-)6.310-46c(Ag+)借助计算器可以计算：1.010-42.510-23 mol/L答：此时剩余溶液中的Ag+的浓度为2.510-23 mol/L。常见难溶电解质的溶度积常数（25）用SO 沉淀Ag+，如果反应后剩余溶液中的SO 浓度是0.1 mol/L，经计算
12、，剩余溶液中Ag+的浓度约为0.01 mol/L。达不到沉淀完全的标准。2424微溶化学式KspAgCl1.810-10AgBr5.410-13AgI8.510-17Ag2S6.310-50Ag2SO41.210-5化学式Ksp化学式KspAgCl1.810-10CuS6.310-36AgBr5.410-13ZnS1.610-24AgI8.510-17PbS8.010-28Ag2S6.310-50FeS6.310-18Ag2SO41.210-5HgS1.610-52 在工业废水处理过程中，以Na2S作沉淀剂，使废水中的某些金属离子如Cu2+、Hg2+等，成极难溶的CuS、HgS等沉淀而除去，是
13、分离、除去杂质常用的方法。常见难溶电解质的溶度积常数（25）用Cl-用S2-原料易得沉淀Ag+的选择性好引入过量的Cl-沉淀更完全能同时沉淀多种金属离子引入过量的S2-【想一想】用Cl-、S2-除去水中Ag+，各有什么优缺点？除了沉淀法，除去废水中Ag+的方法还有：电解法、离子交换法、吸附法、膜分离法 实际处理废水时，是根据废水的成分、离子浓度、排放标准、工艺时长、能源消耗、成本等选择合适的方法，或者联合使用多种方法。工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，将含杂质的氯化铵溶解于水，再加入氨水调节pH，可使 Fe3+生成 Fe(OH)3 沉淀而除去。请运用所学知识分析加氨水的优点有哪些？若使Fe3+沉淀
14、完全需要调节溶液的pH至少为多少？学以致用 除去氯化铵中的氯化铁，可以将Fe3+转化为沉淀，与氯化铵溶液分离。查阅教科书122页表格，25 难溶电解质Fe(OH)3 的Ksp 2.810-39。需要选择使溶液中OH-浓度增大的试剂。【分析】NH4ClFeCl3溶解 氨水NH4Cl溶液Fe(OH)3沉淀Fe3+3NH3H2O Fe(OH)3+3NH+4【分析】沉淀除杂原则：选择生成Ksp 尽量小的沉淀 不引入新的粒子 不消耗其他原料NH4ClFeCl3溶解 氨水NH4Cl溶液Fe(OH)3沉淀Fe3+3NH3H2O Fe(OH)3+3NH+4【分析】6.510-12 mol/L【分析】Fe(OH
15、)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)Ksp c(Fe3+)c3(OH-)根据当溶液中Fe3+的浓度为110-5 mol/L时：Ksp2.810-39c(Fe3+)2.810-341.010-5c3(OH-)c(OH-)pH 2.8调节溶液的pH2.8，可认为完全沉淀了Fe3+。工业处理含Cu2+、Fe3+等的混合溶液时，常利用不同金属离子生成氢氧化物所需的pH不同，来分离金属离子。Cu2+Fe3+Cu2+Fe(OH)3 调节pH约为4.0化学式KspCu(OH)22.210-20Fe(OH)32.810-391 任务一3 任务三2 任务二 用1 mL 0.012 mol/L NaCl溶液与1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液充分反应，可以完全沉淀其中的Ag+吗？上述溶液充分反应后剩余Ag+的浓度是多少？如何使沉淀反应后溶液中Ag+的浓度尽量小？【学以致用】总结难溶电解质沉淀反应视角平衡视角沉淀溶解平衡溶解表达 Ksp 应用沉淀生成？总结难溶电解质沉淀反应视角平衡视角沉淀溶解平衡溶解
