沉淀溶解平衡
沉淀溶解平衡
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+]= ?
沉淀溶解平衡
1.定义:
一定温度下，当沉淀溶解的速率和 沉淀生成的速率相等时，形成了电解质 的饱和溶液，达到平衡状态，我们把这 种平衡称为沉淀溶解平衡. 注意：
饱和溶液而且溶液中有未溶解的固体。
2.表示方法： AgCl（S） Ag+(aq)+Cl-(aq)
B
【变形1】
-9 已知，Ksp(CaCO3)=5.0×10 ，将浓 度为1×10-4 mol/LCaCl2溶液与等体
积的Na2CO3混合，若有沉淀生成， 则Na2CO3溶液的浓度为 mol/L
-4 2×10
【变形2】
【例】Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀 溶解平衡： 例Cr(OH)3（S） Cr3+( aq)+3OH-( aq) 常温下，Cr(OH)3的溶度积 Ksp=c (Cr3+)· c3(OH－)=10-32，要使 c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH应调 至 5 。
例1. 将4×10-3mol· L-1的AgNO3溶液与 4×10-3mol· L-1的NaCl溶液等体积混合能 否有沉淀析出？［Ksp(AgCl)= 1.8×10-10］
解：c(Ag+)=2 ×10-3mol· L-1
c(Cl-)= 2 ×10-3mol· L-1
Qc
=c(Ag+) ·c(Cl-)= 2 ×10-3× 2 ×10-3
溶度积(Ksp)的应用
【思考】 AgCl（S）在水溶液和 NaCl溶液中达到沉淀溶解平衡时
c(Ag+)?
（一）求饱和溶液中离子浓度：
例1. 已知 298K 时ＡgCl 的 Ksp = 1.8×10-10， 求其饱和溶液中c(Ag+) =？
沉淀溶解平衡
学以致用 如果将2×10-4mol·L-1的CaCl2溶液与3×10-4 mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合，问能否产生沉淀？[已知CaCO3的Ksp=5.0×10-9(mol·L-1)2]
BaCO3(s)
Ba2+ + CO32- Ksp=5.1×10-9mol2•L-2
提示：人体内胃酸的酸性较强(pH为0.9-1.5)
例2. 在1L含1.0×10-3mol•L-1 的SO42-溶液中，注入0.01mol BaCl2溶液（假设溶液体积不变）能否有效除去 SO42-?已知:Ksp(BaSO4)= 4×10-10 mol2•L-2
重晶石（主要成分是BaSO4）是制备钡化合物的重要原料 :BaSO4不溶于酸，但可以用饱和Na2CO3溶液 处理转化为易溶于酸的BaCO3
BaSO4
Ba2+ + SO42-
+
Na2CO3
CO32- + 2Na+
BaSO4 + CO32-
BaCO3(s) BaCO3 +SO42-
BБайду номын сангаасSO4
①饱和Na2CO3溶液 ②移走上层溶液
AgCl(s) AgBr(s) AgI(s)
Ag+ + ClAg+ + BrAg+ + I-
Ksp= [Ag+][Cl-] = 1.8×10-10mol2•L-2 Ksp= [Ag+][Br-] = 5.0×10-13mol2•L-2 Ksp= [Ag+][I-] = 8.3×10-17mol2•L-2
沉淀溶解平衡
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沉淀溶解平衡
沉淀溶解平衡是指在溶液中存在着溶解物质与沉淀物质之间的平衡。
当溶解物质和沉淀物质之间的反应达到动态平衡时，称为沉淀溶解平衡。
在沉淀溶解平衡中，溶解物质会溶解为离子，在溶液中以溶解度的形式存在。
而沉淀物质则会以固态的形式存在，在溶液中无法溶解。
溶解物质和沉淀物质之间的平衡是受溶液中各种离子浓度和溶液温度等因素的影响的。
当溶液中的离子浓度超过了溶解度时，溶解物质就会发生沉淀，反之，当溶液中的离子浓度低于溶解度时，沉淀物质就会溶解。
沉淀溶解平衡在实际应用中有广泛的应用。
例如，在水处理过程中，我们常常需要控制水中的溶解物质（如钙、镁等）和沉淀物质（如碳酸钙、硫酸钙等）之间的平衡，以防止沉淀物质堆积在管道和设备上，造成堵塞和损坏。
1。
沉淀溶解平衡
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 )
沉淀溶解平衡详细版
可溶的电解质溶液中存在溶解平衡，难溶的 电解质在水中是否也存在溶解平衡呢？
思考：Ag＋和Cl－的反应真能进行到底吗？ 一、难溶电解质的溶解平衡
1、概念： 在一定条件下，难溶电解质溶解成离子的速率等于 离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各离子的浓度 保持不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡)
速率V. V溶解 V溶解== V沉淀 == 0
2.加水稀释：
3.加入少量饱和MgCl2： 4.加入少量浓盐酸：
5.加入饱和氯化铵溶液：
②外因:遵循平衡移动原理
溶解方向移动。 b)浓度：加水，平衡向溶解方向移动。
c)同离子效应：加入含有相同离子电解质，平衡向
沉淀结晶的方向移动. （收集氯气）
d) 加入消耗相应离子的物质，平衡向溶解的方向移
二、溶度积和溶度积规则
1. 溶度积常数 难溶电解质的溶度积常数用Ksp表示。 通式：AnBm(s)⇌nAm+(aq) + mBn-(aq) 则Ksp, AnBm= [Am+]n . [Bn-]m
练习：BaSO4、Ag2CrO4、Mg(OH)2、 Fe(OH)3的溶度积
2. 溶度积常数的意义
常数
Ka、Kb
(3)Q c <Ksp 时： 溶液不饱和，若加入过量难溶电解质，
难溶电解质会溶解直至达到平衡（此时Q c =Ksp ）
1、在100ml0.01mol/LKCl溶液中，加入 1ml0.01mol/LAgNO3溶液，下列说法正确的是 （已知AgCl的Ksp＝1.8×10－10） ( ) A．有AgCl沉淀析出 B．无AgCl沉淀 C．无法确定
难溶电解质的溶解平衡
溶解度与溶解性的关系：20℃
难溶
微溶
可溶
沉淀溶解平衡
３、意义：
Ksp的大小反映了物质在水中的溶解 能力。组成相似的难溶物Ksp越大，其溶解 能力越强。
４、影响因素： 和其他平衡常数一样，Ksp只与温 度有关，一定温度下，Ksp是常数。
1.对于平衡 AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq), 若改变条件，对其有何影响?
改变条件 平衡移动 方向 平衡时 平衡时 c（Ag+ ） c（Cl-）
例2（2009福建24）已知298K时，的容度积常数 Ksp= 5.6×10－12,取适量的滤液B,加入一定量的烧 碱达到沉淀溶液平衡，测得pH = 13.00，则此温
5.6×10-10mol· L－1 度下残留在溶液中的 c(Mg2＋) = _________
例3（2009山东卷28）运用化学反应原理研究氮、氧等
一、沉淀溶解平衡原理
1.溶解平衡的建立 以AgCl为例
水分子作用下
Ag+
V V溶解 V沉淀
ClAgCl(s)
一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的 速率相等时，形成了电解质的饱和溶液，达到平衡 状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡.
t
2.表示方法 溶解 AgCl（s） Ag+(aq) + Cl-(aq) 沉淀
（2）反映了难溶电解质在水中的溶解能力。同类型的 难溶电解质，在相同温度下，Ksp越大，溶解度就越大； 不同类型的难溶电解质，通过计算进行比较。 （3）在一定温度下，通过比较任意状态离子积（Qc） 与溶度积（Ksp）的大小，判断难溶电解质沉淀溶解 平衡进行的限度。 ①当Qc = Ksp时， ②当Qc ＜ Ksp时， ③当Qc ＞ Ksp时，
Ksp
溶解度
升 温 加 水
正向
沉淀-溶解平衡
第5章 沉淀－溶解平衡１第5章 沉淀—溶解平衡(Precipitation-Solubility Equilibrium)在实际工作中，常常利用沉淀（precipitation ）的生成或溶解进行物质的提纯、制备、分离以及组成的测定等等。
掌握影响沉淀生成与溶解平衡的有关因素，才能有效地控制沉淀反应的进行；只有基本理解沉淀形成的机理，才有可能控制一定的沉淀条件，获得良好而且纯净的沉淀，或实现有效的分离，或得到准确的测定结果。
5.1沉淀—溶解平衡及其影响因素严格来说，在水中绝对不溶的物质是不存在的。
物质在水中溶解性的大小常以溶解度来衡量。
通常大致可以把溶解度（solubility ）小于0.01g/100gH 2O 的物质称为难溶物质；溶解度在0.01～0.1/100gH 2O 的物质称为微溶物质；其余的则称为易溶物质。
当然，这种分类也不是绝对的。
对于难溶物质来说，它们在水中溶解度的大小首先是由其自身的本性所决定的，其次，温度的高低，是否有难溶物质构成组分以外的其它可溶性盐类存在等外界因素也会影响它们的溶解度。
5.1.1溶度积与溶解度1．活度积与溶度积对于难溶物质BaCO 3来说，构成这一难溶物质的组分Ba 2+和CO 32-称为构晶离子。
在一定温度下将BaCO 3投入水中时，由于水分子为极性分子，一些水分子将以其偶极的负端取向在BaCO 3固体表面的Ba 2+周围，而有些水分子则以其偶极的正端取向在BaCO 3固体表面的CO 32-周围。
受到溶剂水分子的这种取向作用，大大削弱了固体中的Ba 2+和CO 32-间的吸引力，使得部分Ba 2+和CO 32-离开BaCO 3固体表面，以水合离子的形式进入水中。
这一过程称为溶解（dissolution ）。
另一方面，进入水中的水合离子在溶液中做无序运动碰到BaCO 3固体表面时，受到其上异号构晶离子的吸引，又能重新回到固体表面。
这种与前一过程相反的过程就称为沉淀。
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一、沉淀溶解平衡：1下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（）A、反应开始时，溶液中各离子浓度相等。
B、沉淀溶解平衡达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等C、沉淀溶解平衡达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变。
D、沉淀溶解平衡达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解。
2．有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是()A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率为0B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－C．升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大D．向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变3．难溶电解质PbCl2、AgBr、Ba3(PO4)2、Ag2S的溶解平衡表达式或溶度积表达式错误的是A．PbCl 2(s)Pb2++2Cl—；Ksp==c(Pb2+)·c(Cl—)2B．AgBr(s)Ag++Br—；Ksp==c(Ag+)·c(Br—)C．Ba 3(PO4)2(s)3Ba2++2PO43—；Ksp==c(Ba2+)3·c(PO43—)2D．Ag 2S(s)2Ag++S2—；Ksp==c(Ag+)·c(S2—)4、下列叙述中，正确的是（）A.溶度积大的化合物溶解度肯定大B.向含有AgCl固体的溶液中加入适量的水使AgCl溶解又达到平衡时，AgCl的溶度积不变，其溶解度也不变C.将难溶电解质放入纯水中溶解达到平衡时，电解质离子的浓度的乘积就是该物质的溶度积D.AgCl水溶液的导电性很弱，所以AgCl为弱电解质5、在BaSO4饱和溶液中加入少量BaCl2溶液,产生BaSO4沉淀，若以Ksp表示BaSO4的溶度积，则平衡后溶液中（）A.[Ba2+]=[SO42-]= Ksp ½B. [Ba2+]·[SO42-]＞Ksp [Ba2+] = [SO42-]C. [Ba2+]·[SO42-] =Ksp [Ba2+]＞[SO42-]D. [Ba2+]·[SO42-]≠Ksp [Ba2+]＜[SO42-]6.已知K sp (CaC2O4)=4.0⨯10－9，若在c(Ca2＋)=0.020mol·L－1的溶液生成CaC2O4沉淀，溶液中的c(C2O42－)最小应为A．4.0⨯10－9mol·L－1B．2.0⨯10－7mol·L－1 C．2.0⨯10－9mol·L－1D．8.0⨯10－11mol·L－1 9. 与c(H＋)·c(OH－)＝K w类似，FeS饱和溶液中存在：FeS(s)Fe2＋(aq)＋S2－(aq)，c(Fe2＋)·c(S2－)＝K sp。
常温下K sp＝8.1×10－17。
(1)理论上FeS的溶解度是多少？(2)FeS饱和溶液中c(H＋)与c(S2－)之间存在以下限量关系：[c(H＋)]2·c(S2－)＝1.0×10－22，为了使溶液中c(Fe2＋)达到1 mol/L，将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的c(H＋)为______。
11．石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH― (aq),加入下列溶液使Ca(OH)2减少的是A. Na2CO3溶液B. AlCl3溶液C. NaOH溶液D. CaCl2溶液12．将足量BaCO3分别加入：① 30mL 水②10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液③50mL0.01mol/L 氯化钡溶液④100mL 0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。
请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为A．①②③④ B．.③④①② C．④③①② D．②①④③13、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：=1.76×10-10 mol2·L－2AgCl (s) Ag++ Cl-，AgCl的K①5ml水②10ml 0.2mol·L-1MgCl2③20 ml0.5 mol·L-1NaCl ④40ml 0.1 mol·L- 1AlCl3 ⑤20 ml0.1 mol·L-1AgNO3溶解至饱和，各溶液中Ag+浓度由大到小的顺序是（），AgCl的溶解度由大到小的顺序是（）。
14．在100ml0.01mol/LKCl溶液中，加入1ml0.01mol/LAgNO3溶液，下列说法正确的是（AgCl 的Ksp＝1.8×10－10）（）A．有AgCl沉淀析出B．无AgCl沉淀C．有沉淀，但不是AgCl D．无法确定15.常温下，Ksp(CaSO)＝9×10－6，常温下CaSO4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．在任何溶液中，c(Ca2＋)、c(SO42-)均相等B．b点将有沉淀生成，平衡后溶液中c(SO42-)一定等于3×10－3 mol/LC．a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp D．d点溶液通过蒸发可以变到c点16．硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。
下列说法正确的是()A．温度一定时，K sp(SrSO4)随c(SO2－4)的增大而减小B．三个不同温度中，313 K时K sp(SrSO4)最大C．283 K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液D．283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液二、沉淀溶解平衡的应用：1．为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3＋，可在加热搅拌的条件下，加入一种试剂，过滤后再加入适量盐酸，这试剂不可以是：（）A．NH3·H2O B．MgO C．Mg(OH)2 D．MgCO32．试验室中，要使AlCl3溶液中的Al3+全部沉淀出来，最适宜选用的试剂是A. Ba(OH)2溶液 B . NaOH溶液 C. 盐酸 D. 氨水3.工业废水中常含Cu2+、Cd2+、Pb2+等重金属离子，可通过加入过量的难溶电解质 FeS、MnS，使这些金属离子形成硫化物沉淀除去。
据以上事实，可推知FeS、MnS具有的相关性质是A．在水中的溶解能力大于CuS、CdS、PbS B．在水中的溶解能力小于CuS、CdS、PbS C．在水中的溶解能力与CuS、CdS、PbS相同 D．二者均具有较强的吸附性4．下列说法正确的是()A．向Na2SO4溶液中加过量BaCl2溶液，则SO2－4沉淀完全，溶液中只含Ba2＋、Na＋和Cl－，不含SO2－4B．K sp小的物质的溶解能力一定比K sp大的物质的小C．为减小洗涤过程中固体的损失，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀D．洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好5．已知25℃时，K a(HF)＝3.6×10－4，K sp(CaF2)＝1.46×10－10。
现向1 L 0.2 mol·L－1 HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L－1 CaCl2溶液，则下列说法中，正确的是()A．25℃时，0.1 mol·L－1 HF溶液中pH＝1 B．K sp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化C．该体系中没有沉淀产生D．该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀7．已知25℃时，K sp[Cu(OH)2]＝2×10－20。
(1)某CuSO4溶液里c(Cu2＋)＝0.02 mol/L，要生成Cu(OH)2沉淀应调整溶液的pH大于多少？(2)要使0.2 mol·L－1 CuSO4溶液中Cu2＋沉淀较为完全(使Cu2＋浓度降至原来的千分之一)，则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液的pH为多少？8、Mg(OH)2固体在水中达到溶解平衡：Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH -(aq)时，为使Mg(OH)2固体的量减少，需加入少量的（）A.NH4NO3B.NaOHC.MgSO4D.NaHSO49．大理石可以用作墙面、地面和厨房桌面，其主要成分是碳酸钙。
食醋不慎滴在大理石桌面上，会使其失去光泽，变得粗糙。
下列能正确解释此现象的是()A．食醋中的水使碳酸钙溶解B．食醋中的醋酸将碳酸钙氧化C．食醋中的醋酸与碳酸钙反应并放出大量的二氧化碳气体D．食醋中的醋酸与碳酸钙发生了复分解反应，使碳酸钙向溶解方向进行。
12．已知AgCl为难溶于水和酸的白色固体，Ag2S为难溶于水和酸的黑色固体。
向AgCl和水形成的悬浊液中加入足量的Na2S溶液并振荡，结果白色固体完全转化为黑色固体：(1)写出白色固体转化为黑色固体的离子方程式：____________________________________。
(2)简要说明白色固体转化为黑色固体的原因。
13．已知在25℃的水溶液中，AgX、AgY、AgZ均难溶于水，但存在沉淀溶解平衡。
当达到平衡时，溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用K sp表示，K sp和水的K w相似)。
如：AgX(s)Ag＋(aq)＋X－(aq) K sp(AgX)===c(Ag＋)·c(X－)＝1.8×10－10AgY(s)Ag＋(aq)＋Y－(aq) K sp(AgY)===c(Ag＋)·c(Y－)＝1.0×10－12AgZ(s)Ag＋(aq)＋Z－(aq) K sp(AgZ)＝c(Ag＋)·c(Z－)＝8.7×10－17(1)根据以上信息，判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(用已被溶解的溶质的物质的量/1 L 溶液表示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为__________________。
(2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体，则c(Y－)________。
(3)在25℃时，若取0.188 g的AgY(相对分子质量188)固体放入100 mL水中(忽略溶液体积的变化)，则溶液中Y－的物质的量浓度为________。
(4)①由上述K sp判断，在上述(3)的体系中，能否实现AgY向AgZ的转化？________，并简述理由：_________________________________________________________。
②在上述(3)体系中，能否实现AgY向AgX的转化？________，若能，则实现转化的必要条件是_________________________________________。
14．已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡：M m A n(s)mM n＋(aq)＋nA m－(aq)K sp＝c(M n＋)m·c(A m－)n，称为溶度积。
某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，查得如下资料：(25℃)①往224生成。