高二化学选修4 沉淀溶解平衡

情景1：
已知牙齿表面有一层坚硬的牙釉质羟基磷酸钙 [ Ca5(PO4)3(OH)]，它对牙齿起到保护作用。使用含 氟牙膏能生成更难溶且耐酸的氟磷酸钙[Ca5(PO4)3F] 覆盖在牙齿表面，抵抗Ｈ+的侵袭 。
情 景
当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖 光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神
2
工。石灰石岩层在经历了数万年的岁月
（2）温度— 升温，多数平衡向溶解方向移动
（3）同离子效应—
向平衡体系中加入相同的离子 使平衡向沉淀方向移动
（4）其他—向平衡体系中加入可与体系中某些离 子反应生成更难溶物质或气体时，平衡正移
4、溶度积常数(Ksp)
在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解
平衡时，离子浓度保持不变。其离子浓度的化学计
BaCO3
Ba2+ + CO32-
而SO42-不与H+结合生成硫 +
酸，胃酸中的H+对BaSO4的 H+
溶解平衡没有影响，Ba2+浓
所以，不能用BaCO3作 为内服造影剂“钡餐”。
度保持在安全浓度标准下，
所以用BaSO4 作“钡餐”。CO2+H2O
当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光 山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。 石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之 后，会形成各种奇形异状的溶洞。你知道 它是如何形成的吗？
一、 沉淀溶解平衡
1、定义： 一定温度下，沉淀溶解成离子的速率等于离子
重新结合成沉淀的速率，形成饱和溶液，固体质
量和溶液中各离子的浓度保持不变的状态。
PbI2
(例s)如：A溶gC解l(s)
沉淀
溶P解b2＋Ag(+aq+)＋Cl2- I－(aq)
沉淀
. 速率V
V溶
V溶 ==V结 == 0
2、特征：
等、动 、定 、变
Ba2+ + SO42- Ksp=1.1×10-10mol2•L-2
BaCO3
Ba2+ + CO32- Ksp=5.1×10-9mol2•L-2
由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃 酸会与CO32-反应生成CO2和水，使CO32-离子浓度降低，使 Qc < Ksp，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的Ba2+ 浓度增大而引起人体中毒。
2、沉淀的溶解
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 平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。例 如医院中进行钡餐透视时，用BaSO4做内服造影剂， 为什么不用BaCO3做内服造影剂？
BaSO4 和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：
BaSO4
离子结合生成沉淀
5、溶度积规则：
（1）Ksp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，在同温度下，Ksp越大，溶解度越大；
不同类型的难溶电解质，应通过计算才能进行比较。
（2）在一定温度下，通过比较任意状态离子积（Q ） 与溶度积（Ksp）的大小，判断难溶电解质沉淀溶解
平衡进行的方向。
①当Q = Ksp时，饱和溶液，已达到沉淀溶解平衡状态。 ②当Q ＜ Ksp时，不饱和溶液，沉淀溶解，即反应向沉淀溶解
问试题探一究试
（1）溶度积和溶解度都可以表示物质的
溶解能写力出，下请列根难据溶下表物分的析溶，度溶积度表积达与溶式
解度有什么关系？
பைடு நூலகம்
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
Ksp值（25℃）
1.8×10-10 mol2•L-2 5.0×10-13 mol2•L-2 8.3×10-17 mol2•L-2 5.6×10-12 mol3•L-3 2.2×10-20 mol3•L-3
溶解度（g） 1.8×10-4 8.4×10-6 2.1×10-7 6.5×10-3 1.7×10-5
的方向进行，直达平衡状态（饱和为止）。
③当Q ＞ Ksp时，离子生成沉淀，即反应向生成沉淀方向
进行，直到平衡状态（饱和为止）。
二、沉淀溶解平衡的应用
自然界
生活
沉淀溶解平衡
生产
溶液中的化学反应
1、沉淀的生成
（1）意义：在物质的检验、提纯及工厂废水的处理等 方面有重要意义。
（2）方法： A、调节PH法
0 . V结 t1
时间t
3 、影响沉淀溶解平衡的因素：
CaCO3
Ca2+ + CO32-
内因：难溶物质本身性质——主要决定因素
注：绝对不溶的电解质是没有的。
同是难溶电解质，溶度积差别很大。
易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也 可存在溶解平衡。
3 、影响沉淀溶解平衡的因素：
外因： （1）浓度— 加水，平衡向溶解方向移动
量数次方的乘积为一个常数，称之为溶度积常数,简
称溶度积，用Ksp表示。
PbI2(s）
Pb2+ + 2IK [Pb 2 ][I ]2
[PbI2]
25℃时溶度积：Ksp= K [PbI2]= [Pb2+ ] [I- ]2
= 7.1×10-9 mol3•L-3
Ksp值的大小只与难溶电解质本身的 性质和温度有关，与浓度无关。
问题探究
(2)将0.001mol/L NaCl溶液和0.001mol/L AgNO3溶液等体积混合,是否有AgCl沉淀生成?
(AgCl的KSP=1.8×10－10 mol2•L-2)
Q＝[Ag+ ] [Cl- ]
＝ 0.001 mol/L× 0.001 mol/L
＝10－6 mol2/L-2 > KSP
：
侵蚀之后，会形成各种奇形异状的溶洞。
你知道它是如何形成的吗？
龙岩梅花山赖源溶洞
龙岩龙硿洞地下溶洞奇观
探究实验：
（1）将少量的PbI2固体加到盛 有一定量水的试管中，振荡，静 置一段时间。
（2）取上层清液1~2ml，加入
试管中，逐滴加入KI溶液，振荡， 观察实验现象。
现象思:难滴溶考加碘溶化微解钾溶在溶水液中后的,上可P溶层b2清＋和夜中I易－出又溶现黄色 沉淀,说明0上.0层能1 清否夜结中合1生存成在P铅b离I2沉子10淀. 呢（？Sg/100g水）
例：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调PH值至7－8 Fe3+ + 3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
B、加沉淀剂法
如:沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂
（3）原则：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全 越好 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。