沉淀溶解平衡原理 镇海中学化学组 夏华东.

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1 沉淀溶解平衡原理 镇海中学化学组 夏华东

2 V溶解 V沉淀 溶解度的相对大小 溶解度/g 一般称为 <0.01 难溶 0.01~1 微溶 1~10 可溶 >10 易溶
取有PbI2沉淀的饱和溶液中上层清液，即PbI2的饱和溶液，（1）滴加几滴KI溶液，（2）逐滴加入AgNO3溶液，观察现象。你能解释观察到的现象吗？ 【实验现象】 (1)出现黄色沉淀 (2)生成黄色沉淀 【分析推理】 V溶解 V沉淀 反应速率 时间 两种速率相等 溶解达到平衡 尽管PbI2固体难溶于水，但仍有部分Pb2+和I-离开固体表面进入溶液，同时进入溶液的Pb2+和I-又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时， Pb2+和I-的沉淀与PbI2固体的溶解达到平衡状态即达到沉淀溶解平衡状态。

3 一、沉淀溶解平衡与溶度积 1. 沉淀溶解平衡： 定义：在一定温度下难溶电解质晶体与溶解在溶液中的离子之间存在溶解和结晶的平衡，称为沉淀溶解平衡。 PbI2固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为：PbI2(s) Pb2+ + 2I- 特点：逆、动、等、定、变 练习：分别书写下列物质的电离方程式和沉淀溶解平衡方程式。 电离方程式 沉淀溶解平衡方程式 BaSO4 CaCO3 BaSO4= Ba2++SO42- BaSO4(s) Ba2++SO42- CaCO3= Ca2++CO32- CaCO3(s) Ca2++CO32- 2. 溶度积常数或溶度积(Ksp )： 难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时，离子浓度保持不变（或一定）。其离子浓度的方次的乘积为一个常数这个常数称之为溶度积常数简称为溶度积，用Ksp表示。 PbI2(s) Pb2+ + 2I ℃时，Ksp= c(Pb2+)·c2(I-) = 7.1×10-9 表达式：AmBn(s) mAn+(aq) + nBm- (aq) Ksp= cm(An+)·cn(Bm-)

4 3. 溶度积(Ksp )的性质 ① 溶度积(Ksp )的大小与难溶电解质性质和温度有关，与沉淀的量无关。 ② 离子浓度的改变可使平衡发生移动，而不能改变溶度积。 ③ 不同的难溶电解质在相同温度下Ksp不同。 几种难溶电解质在25℃时的溶解平衡和溶度积： AgCl(s) Ag+ + Cl Ksp= c(Ag+)·c(Cl-) = 1.8×10-10 AgBr(s) Ag+ + Br Ksp= c(Ag+)·c(Br-) = 5.4×10-13 AgI(s) Ag+ + I Ksp= c(Ag+)·c(Br-) = 8.5×10-17 Mg(OH)2(s) Mg2++2OH Ksp= c(Mg2+)·c2(OH-) = 5.6×10-12 应用：相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶。 如：Ksp (AgCl) > Ksp (AgBr) > Ksp (AgI) 则溶解度：s(AgCl) > s(AgBr) > s(AgI) 【注意】不同类型的难溶电解质不能直接用溶度积比较其溶解度的相对大小。

5 4. 有关计算 (1) 利用溶度积计算某种离子的浓度 例1：25℃时，Ksp (PbI2)= 7.1×10-9，求PbI2的饱和溶液中的c(Pb2+)和c(I-)。 1.21×10-3mol/L 2.42×10-3mol/L 练1：25℃时，Ksp (AgBr)= 5.4×10-10，求AgBr的饱和溶液中的c(Ag+)和c(Br-)。 2.324×10-5mol/L (2) 溶度积Ksp与难溶电解质的溶解度的有关换算 例2：25℃时Ksp (PbI2)= 7.1×10-9，求PbI2的饱和溶液中PbI2的溶解度。（溶解度s指100g水中溶解溶质的克数或g/L）。 1.21×10-3mol/L 0.0558g 0.558g/L 练习2：25℃时Ksp(Mg(OH)2)= 5.6×10-12、Ksp(AgCl)= 1.8×10-10，通过计算比较Mg(OH)2 、AgCl的饱和溶液中溶解度的大小。 1.12×10-4mol/L 6.5×10-4g 1.34×10-5mol/L 1.92×10-4g 【注意】不同类型的难溶电解质不能直接用溶度积比较其溶解度的相对大小。

6 例3：已知常温下，Mg(OH)2在水中的溶解度为6.38 ×10-3g/L，求：(1)Mg(OH)2饱和溶液中的溶度积Ksp。
(2)求Mg(OH)2饱和溶液中的pH值和c(OH-)。 (3)求Mg(OH)2在0.001mol/L的NaOH溶液中的溶解度。 (4)求Mg(OH)2在0.001mol/L的MgCl2溶液中的溶解度。 (1)c(Mg2+)=1.1×10-4mol/L，c(OH-)=2.2×10-4mol/L，Ksp=5.32×10-12。 (2)c(OH-)=2.2×10-4mol/L，pH=10.3。 (3)c(OH-)=1.0×10-3mol/L，c(Mg2+)=5.32×10-6mol/L，s(Mg(OH)2)=5.32×10-6×58=3.09×10-5g/L。 (4)c(Mg2+)=1.0×10-3mol/L，c(OH-)=7.3×10-5mol/L，s(Mg(OH)2)=[(7.3×10-5)/2]×58=2.12×10-3g/L。

7 二、影响沉淀溶解平衡的因素 1. 内因（主要因素）：难溶电解质的性质。 ①没有绝对不溶的物质，同是难溶物质，溶解度差别也很大。
②易溶溶质只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。 2. 外因：遵循平衡移动原理（勒夏特列原理） (1) 温度：绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程，温度升高，平衡向右移动，Ksp增大。 少数例外，如Ca(OH)2 (2) 浓度：加水稀释，平衡向右移动，但Ksp不变。 (3) 同离子效应：向平衡体系中加入相同的离子，平衡向左移动，但Ksp不变。 (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的电解质或气体的离子时，平衡向右移动，但Ksp不变。 例：将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是：(1)20mL0.01mol/LKCl溶液；(2)30mL0.02mol/LCaCl2溶液；(3)40mL0.03mol/LHCl溶液；(4)10mL蒸馏水；(5)50mL0.05mol/LAgNO3溶液 ______________________。 (4)(1)(3)(2)(5)

8 1. 25℃下在AgCl固体的饱和溶液中存在 AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)，ΔH>0，进行下列操作后有什么变化？ 加入试剂 c(Ag+) c(Cl-) 平衡移动方向 离子积Qc 溶度积Ksp 升温 加水 AgNO3 盐酸 NH3·H2O 不变 不变 不变 不变 温馨提示：Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+ AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O

9 2. 25℃时，晴纶纤维生产的某种溶液中，c(SO42-)为6. 0×10-4 mol·L-1。若在 40. 0L该溶液中，加入 0
2. 25℃时，晴纶纤维生产的某种溶液中，c(SO42-)为6.0×10-4 mol·L-1。若在 40.0L该溶液中，加入 0.010mol/L BaCl2溶液 10.0L，问是否能生成BaSO4 沉淀？ 解：c(SO42-)=6.0×10-4×40/50.0=4.8×10-4 mol·L-1 c(Ba2+)=0.010×10.0/50.0=2.0×10-3 mol·L-1 Qc=c(SO42-)·c(Ba2+)=9.6×10-7 > Ksp= 1.1×10-10 所以有BaSO4 沉淀析出。 【拓展计算】计算使0.010 mol·L-1Fe3+开始沉淀及沉淀完全时的pH值。一般认为沉淀离子浓度小于1.0×10-5 mol/L时，则认为已经沉淀完全。（Ksp[Fe(OH)3]= 2.6×10-39） 解：Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)+3OH-(aq) Fe3+开始沉淀时，c(Fe3+)=0.010 mol·L-1 c(OH-)=6.4×10-13 mol·L pOH=12.2　 pHmin=1.8 Fe3+完全沉淀时，c(Fe3+)=1.0×10-5 mol·L-1 c(OH-) ≥ 6.4×10-12 mol·L-1 pH ≥ 2.82