高中化学选择性必修一第3章第4节 沉淀溶解平衡 基础知识讲义

溶解 沉淀 溶解
沉淀 第四节 沉淀溶解平衡
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
（一）常温下，物质溶解性与溶解度的关系
溶解性
易溶 可溶 微溶 难溶 溶解度 >10g 1-10g 0.01-1g <0.01g
（二）难溶电解质
1、定义：溶解度小于0.01g 的电解质称为难溶电解质
2、举例：AgCl(s)Ag +(aq)+Cl -(aq) AgCl 的溶解度为1.5×10-4
（三）难溶电解质的溶解平衡
1、定义：在一定温度下，当沉淀和溶解的速率相等时，形成溶质的饱和溶液，各离子的浓度保持不变，达到平衡状态，这种平衡称为沉淀溶解平衡。

例：AgCl(s) Ag +(aq)+Cl -(aq)
2、建立： 固体溶质
溶液中的溶质=v v v v v v >⎧⎪⎨⎪<⎩溶解沉淀溶解沉淀溶解沉淀
，固体溶解，溶解平衡，析出沉淀
3、特点：逆——沉淀溶解平衡是一个可逆过程
等——动态平衡、溶解速率和沉淀速率不等于零
动——溶解速率和沉淀速率相等
定——平衡状态时，溶液中的离子浓度保持不变
变——当改变外界条件时，溶解平衡发生移动
注：（1）生成沉淀的离子反应不能进行到底（即离子浓度≠0），一般情况下，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5mol/L
时，化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了
（2）易溶的饱和溶液中也存在溶解平衡。

例：NaCl 饱和溶液中存在溶解和结晶平衡
4、影响因素
（1）内因：难溶电解质本身的性质
（2）外因：①浓度：加水，平衡向溶解方向移动
②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动（原因：溶解吸热）；但少数向沉淀方向移动（例：Ca(OH)2） ③同离子效应：加入相同的离子，平衡向沉淀方向移动
④加入与体系中某些离子反应的物质，产生气体或更难溶的物质，导致平衡向溶解的方向移动
5、溶度积常数（简称溶度积）——K sp
（1）表达式：对于溶解平衡：M m A n (s)mM n+(aq)+nA m-(aq) 反应， K sp =[c(M n+)]m ·[c(A m-)]n
例：AgCl(s)Ag +(aq)+Cl -(aq) K sp =c(Ag +)·c(Cl -)
（2）意义：对于同类型（阴、阳离子个数相同）的难溶电解质，在相同温度下，K sp 越大→S(溶解度)越大 例：K sp （AgCl ）=1.8×10-10 K sp （AgBr ）=6.3×10-15 说明S(AgCl)> S(AgBr)
（3）影响因素：K SP 只与难溶电解质的性质和温度有关
（4）应用：判断有无沉淀生成
Q(离子积)= [c(M n+)]m ·[c(A m-)]n （任意时刻的浓度）
Q>K SP 时，溶液中有沉淀析出
Q=K SP 时，沉淀与溶解处于平衡状态
Q<K SP 时，溶液中无沉淀析出
二、沉淀溶解平衡的应用
（一）沉淀的生成
+H + +H +
方法：1、调节pH 法：除去NH 4Cl 中的FeCl 3327-8NH H O pH −−−−−−−−−−→溶于水，加调节值在Fe 3++3NH 3·H 2O=Fe(OH)3↓+3NH 4+
2、加沉淀法：以Na 2S 、H 2S 做沉淀剂除去Cu 2+和Hg 2+2222222222Cu S CuS Cu H S CuS H Hg S HgS Hg H S HgS H +-+++-++⎧+=↓
+=↓+⎨+=↓+=↓+⎩
注：选择沉淀剂的原则：
（1）要能除去溶液中指定的离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去，如
沉淀NaNO 3溶液中的Ag +，可用NaCl 作沉淀剂
（2）溶液中沉淀物的溶解度越小，离子沉淀越完全，例如，除去SO 42-，选择Ba 2+比Ca 2+好
（3）要注意沉淀剂的电离程度，如欲使Mg 2+沉淀为Mg(OH)2，用NaOH 作沉淀剂比用氨水的效果要好
（二）沉淀的溶解 方法：1、酸碱溶解法：CaCO 3(s)Ca 2++ CO 32-HCO 3-H 2CO 3→H 2O+CO 2↑
FeS 、Al(OH)3、Cu(OH)2也可溶于强酸
2、盐溶解法：Mg(OH)2中加入NH 4Cl ， Mg(OH)2(s)Mg 2+(aq)+2OH -(aq)→OH -+NH 4+NH 3·H 2O
NH 4Cl=Cl -+NH 4+
3、氧化还原法：CuS 、HgS 等可溶于HNO 3。

3CuS+8HNO 3(稀)=3Cu(NO 3)2+3S↓+2NO↑+4H 2O
4、生成配合物法：AgCl 可溶于NH 3·H 2O 。

AgCl+2NH 3·H 2O=[Ag(NH 3)2]++Cl -+2H 2O
（三）沉淀的转化
1、实质：沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。

2、原则：（1）一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。

两者的溶解度差别越大，转化越容易。

（2）当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀时所需试剂离子浓度越小的越先沉淀。

（3）如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能实现分步沉淀，从而达到提纯、分离的目的。

3、常见转化：Ag 2CrO 4（砖红色）Cl -−−→AgC l↓（白）Br -−−→AgBr↓(浅黄色)I -−−
→AgI↓(黄色)2S -
−−→Ag 2S↓(黑色) 4、应用：（1）锅炉除水垢：CaSO 423Na CO −−−→CaCO 3−−−−→加酸（HCl ）CaCl 2 （2）水垢的生成：硬水中MgHCO 3∆−−
→MgCO 3−−−→煮沸
Mg(OH)2 （3）自然界中矿物的转化： 原生铜的硫化物−−−−
→氧化、淋滤CuSO 4溶液−−−−−−−−−−−→渗透，遇闪锌矿（ZnS ）和方铅矿（PbS ）
铜蓝（CuS ） (CuSO 4+ZnS=CuS+ZnSO 4)
(CuSO 4+PbS=CuS+PbSO 4)
（4）氟化物防止龋齿 （四）沉淀溶解平衡图像类题的解题步骤
1、明确图像中纵轴、横轴的含义
纵轴、横轴通常是难溶电解质溶解后电离出的离子浓度。

2、理解图像中线上点线外点的含义
(1)以AgCl 为例，在该沉淀溶解平衡图像中，曲线上任意一点都表示达到了沉淀溶解平衡状态，此时，Q=K sp 。

在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度都只能在曲线上变化，不
会出现在曲线以外。

(2)曲线上方区域的点均表示过饱和溶液，此时Q>K sp
(3)曲线下方区域的点均表示不饱和溶液，此时Q<K sp
3、抓住K sp 的特点，结合选项分析判断
(1)溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况：
①原溶液不饱和时，离子浓度都增大；
②原溶液饱和时，离子浓度都不变。

(2)溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。