第三章

水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第4節(jié)沉淀溶解平衡選擇性必修一

化學(xué)反應(yīng)原理一、物質(zhì)的溶解性1、溶解度：在一定溫度下，100g水中能溶解溶質(zhì)的質(zhì)量，符號(hào)s25℃時(shí)，溶解度S：

難溶微溶可溶易溶0.01110（Sg/100g水）難溶≠不溶

在學(xué)習(xí)初中化學(xué)時(shí),我們?cè)鶕?jù)物質(zhì)的溶解度不同將物質(zhì)分為易溶、可溶、微溶、難溶等。二、沉淀溶解平衡

一定溫度下，沉淀溶解的速率等于沉淀生成的速率，溶液中離子的濃度保持不變的狀態(tài)，叫做“沉淀溶解平衡”。逆、等、定、動(dòng)、變1、定義：2、表達(dá)式：3、特征：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)要求：（1）用連接（2）標(biāo)明狀態(tài)，難溶電解質(zhì)標(biāo)為s，離子標(biāo)為aq4.沉淀完全的標(biāo)志：殘留離子濃度小于1×10-5mol.L-1三、影響沉淀溶解平衡的因素2.外因：沉淀本身的性質(zhì)溫度：濃度：溫度升高，多數(shù)溶解平衡向溶解方向移動(dòng)。加水稀釋?zhuān)弘x子濃度：向溶解方向移動(dòng)同離子效應(yīng):平衡逆向移動(dòng)耗離子效應(yīng):平衡正向移動(dòng)特例：Ca(OH)2不同難溶電解質(zhì)，溶解度有差別。1.內(nèi)因：討論：對(duì)于平衡若改變條件，對(duì)其有何影響改變條件平衡移動(dòng)方向C（Ag+）C（Cl-）升溫加AgCl（s）加NaCl（s）加AgNO3(s)加Na2S→↑↑

不移動(dòng)不變不變←↓↑←↑↓→↓↑AgCl(s)Ag＋(aq)+Cl-(aq)=c(Ag+)·c(Cl-)Ksp

四、溶度積常數(shù)（Ksp

）1.定義:

在一定溫度下，難溶電解質(zhì)在飽和溶液中各離子濃度冪的乘積是一常數(shù),稱(chēng)溶度積,用符號(hào)Ksp表示.試一試寫(xiě)出下列難溶物溶解平衡和溶度積表達(dá)式:BaSO4Fe(OH)3Ag2CrO4Cu(OH)2算一算：已知25℃KspFe(OH)3≈2.7×10-39，氫氧化鐵飽和溶液中c(OH-)≈

,pH≈

,3×10-10mol/L4.52.表達(dá)式:離子積Q=c(Ag+)·c(Cl-)Q>Ksp，Q=Ksp，沉淀和溶解達(dá)到平衡，溶液為飽和溶液。Q<Ksp，3、溶度積規(guī)則:例：如果將2×10-4mol·L-1的CaCl2溶液與3×10-4mol·L-1的Na2CO3溶液等體積混合，問(wèn)能否產(chǎn)生沉淀？[已知CaCO3的Ksp=5.0×10-9(mol·L-1)2]Qc=1×10-4mol·L-1×1.5×10-4mol·L-1=1.5×10-8(mol·L-1)2

﹥Ksp結(jié)論是能產(chǎn)生沉淀溶液處于過(guò)飽和溶液狀態(tài)，生成沉淀。溶液未達(dá)飽和，沉淀發(fā)生溶解。離子積:任意時(shí)刻離子濃度的冪之積常見(jiàn)難溶電解質(zhì)的溶度積與溶解度（

25°C）1.8×10-105.4×10-138.5×10-171.1×10-102.6×10-395.0×10-91.5×10-48.4×10-62.1×10-72.4×10-33.0×10-97.1×10-4CaCO3BaSO4Fe(OH)3注意（1）影響因素:Ksp值的大小只與難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)和溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)。（2）（意義）

Ksp大小反映難溶電解質(zhì)的溶解能力，Ksp越小說(shuō)明難溶物越難溶解。1、沉淀的生成

（1）應(yīng)用：除雜或提純物質(zhì)(2)要求：生成沉淀的反應(yīng)能發(fā)生，且進(jìn)行得越完全越好。

（3）方法①、加沉淀劑：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀劑Cu2＋+S2－=CuS↓Hg2＋+S2－＝HgS↓提示：殘留在溶液中的離子濃度小于1X10-5mol/L,就認(rèn)為離子沉淀完全了。五、沉淀溶解平衡的應(yīng)用氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)的pH值（0.1mol/L）沉淀完全時(shí)的pH值

(＜10-5mol/L)Cu(OH)24.676.67Fe(OH)31.482.81根據(jù)上表的數(shù)據(jù)，CuCl2中混有少量Fe3+如何除去？(2)調(diào)節(jié)pH形成氫氧化物沉淀加入氫氧化銅或堿式碳酸銅或氧化銅，調(diào)節(jié)pH至3～4，促進(jìn)Fe3+水解，轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀。若使Fe3+當(dāng)c(Fe3+)≤10-5mol·L-1

時(shí)認(rèn)為已完全沉淀）完全沉淀，pH至少應(yīng)為多少？Fe(OH)3（s）Fe3++3OH–pH=2.8Ksp=c(Fe3+)c3(OH–)=2.6×10-39

隨堂練習(xí)③氧化還原法根據(jù)上表，CuCl2中混有少量Fe2+如何除去？氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)的pH值（0.1mol/L）沉淀完全時(shí)的pH值(＜10-5mol/L)Fe(OH)26.348.34Cu(OH)24.86.4Fe(OH)32.73.7先把Fe2+氧化成Fe3+，加入氫氧化銅或堿式碳酸銅或氧化銅,調(diào)節(jié)PH至3到4使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，過(guò)濾除去沉淀。氧化劑可用：氯氣、雙氧水、氧氣等（不引入雜質(zhì)）調(diào)pH可用：氧化銅、碳酸銅等（不引入雜質(zhì)）2、分步沉淀

溶液中含有幾種離子，加入某沉淀劑均可生成沉淀，沉淀生成的先后順序按離子積大于溶度積的先后順序沉淀，叫作分步沉淀。Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀越完全;如AgCl、AgBr、AgI、Ag2S

如果要除去某溶液中的SO42-，你選擇加入鋇鹽還是鈣鹽？為什么？加入鋇鹽，因?yàn)锽aSO4比CaSO4更難溶，使用鋇鹽可使SO42-沉淀更完全3.沉淀的溶解(1)原理根據(jù)平衡移動(dòng)原理，對(duì)于在水中難溶的電解質(zhì)，如果能設(shè)法不斷地移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)，就可以使沉淀溶解。使Qc

<Ksp例：CaCO3(s)CO32-(aq)+Ca2+(aq)HCO3-+H++H+H2CO3H2O+CO2↑(2)沉淀溶解的方法①酸溶解法：用強(qiáng)酸溶解的難溶電解質(zhì)有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。如CaCO3難溶于水，卻易溶于鹽酸。CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑

3Ag2S＋8H＋＋2NO3-=6Ag＋＋3S＋2NO↑＋4H2OAgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O④鹽溶液溶解法：③氧化還原溶解法：②配位溶解法:如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液如Ag2S溶于稀HNO3如AgCl溶于氨水【實(shí)驗(yàn)3-4】：沉淀的轉(zhuǎn)化一（教材P80）向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的試管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液，至不再有白色沉淀產(chǎn)生。向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液，觀察、記錄現(xiàn)象；再向其中滴加8滴0.1mol/L的Na2S溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。4.沉淀轉(zhuǎn)化AgClAgIAg2SKINa2S白色沉淀黃色沉淀黑色沉淀KI=I-+K+AgCl(s)Ag++Cl-+AgI(s)s(AgCl)=1.5×10-4gs(AgI)=3.7×10-7gs(Ag2S)=1.3×10-16gAgCl(s)+I-AgI(s)+Cl-沉淀的轉(zhuǎn)化示意圖沉淀的轉(zhuǎn)化示意圖Na2S=S2-+2Na+AgI(s)Ag++I-+Ag2S(s)s(AgCl)=1.5×10-4gs(AgI)=3.7×10-7gs(Ag2S)=1.3×10-16g2AgI(s)+S2-Ag2S(s)+2I-[討論]:從實(shí)驗(yàn)中可以得到什么結(jié)論？實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：沉淀可以從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化，兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。物質(zhì)溶解度/gAgCl1.5×10-4AgI9.6×10-9Ag2S1.3×10-16

【實(shí)驗(yàn)3-5】：探究沉淀的轉(zhuǎn)化二（教材P81）向盛有2mL0.1mol/LMgCl2溶液的試管中滴加2-4滴2mol/LNaOH溶液，有白色沉淀生成，再滴加4滴0.1mol/LFeCl3溶液，靜置。觀察并記錄現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：Fe(OH)3比Mg(OH)2溶解能力小。向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液生成白色沉淀向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色靜置紅褐色沉淀析出，溶液變無(wú)色（3）沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)：沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動(dòng)。一般是溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。兩種沉淀的溶解度差別越大，沉淀轉(zhuǎn)化越容易。反常：當(dāng)兩種難溶物溶解能力差別不大時(shí),溶解能力相對(duì)較弱的物質(zhì)在一定條件下能轉(zhuǎn)化為溶解能力相對(duì)較強(qiáng)的物質(zhì)。鍋爐中水垢中含有CaSO4

，可先用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3。CaSO4

SO42-+

Ca2+

+CO32-CaCO35、沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用①鍋爐除水垢水垢成分CaCO3

Mg(OH)2

CaSO4

用飽和Na2CO3溶液浸泡數(shù)天疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2用鹽酸或飽氯化銨液除去水垢CaSO4+CO32-?CaCO3+SO42-CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O②自然界中礦物的轉(zhuǎn)化③工業(yè)廢水處理工業(yè)廢水處理過(guò)程中，重金屬離子可利用沉淀轉(zhuǎn)化原理用FeS等難溶物轉(zhuǎn)化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀。用FeS除去Hg2＋的離子方程式：FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+自然界也發(fā)生著溶解度小的礦物轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物的現(xiàn)象。各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液，并向深部滲透