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沉淀与溶度积
混合硝酸铅与碘化钾溶液，观察黄色碘化铅，并联系沉淀生成与 Q、Ksp 的大小关系。
目标
计算 Q = [Pb²⁺][I⁻]²，并与 25 °C 时 Ksp = 9.8 × 10⁻⁹ 比较，预测是否生成 PbI₂ 沉淀。
仪器与试剂
稀硝酸铅和碘化钾溶液、洁净试管、滴管、护目镜及标记清楚的重金属废液容器。
步骤
- 混合前记录各稀溶液均为澄清。
- 边轻轻摇匀边向 Pb(NO₃)₂ 中逐滴加入 KI；将黄色固体与模拟结果比较。
- 对于 [Pb²⁺] = 5.0 × 10⁻³ M、[I⁻] = 1.0 × 10⁻³ M 的混合液，计算 Q 并判断是否未饱和。
- 逐渐提高碘离子浓度，确定 Q 首次超过 Ksp 的条件；过量 I⁻ 也会通过同离子效应降低溶解度。
观察要点
- Q > Ksp 时出现黄色 PbI₂ 沉淀；饱和溶液在 Q = Ksp 时处于平衡。
- 低浓度条件下 Q = (5.0 × 10⁻³)(1.0 × 10⁻³)² = 5.0 × 10⁻⁹ < Ksp，因此预计不沉淀。当 [I⁻] = 2.0 × 10⁻³ M 时，Q = 2.0 × 10⁻⁸ > Ksp，固体生成。
讲解
PbI₂ 的离子积 Q = [Pb²⁺][I⁻]²。纯水中溶解度 s = (Ksp/4)¹ᐟ³ ≈ 1.35 × 10⁻³ M（25 °C）。当 Q 首次超过 Ksp 时开始沉淀；加热可溶解 PbI₂，缓慢冷却则重结晶——经典的“黄金雨”。
实验史话
化学家按「不溶性」给盐分类已有一个世纪，直到能斯特的离子溶液理论和奥斯特瓦尔德的稀释研究把沉淀从定性判断变成数值。溶度积——饱和时的离子浓度乘积——诞生于 1890 年代的热力学学派，当时按组分离阳离子的定性分析流程完全运行在 逻辑上。今天的铅、硫酸根环境检测仍然如此。
相关化学家
虚拟实验是帮助建立直觉的简化模型，不能替代真实实验和安全培训；没有指导请勿在家自行重复。