第四单元难溶电解质的沉淀溶解平衡
第1课时沉淀溶解平衡原理
【学习目标】
１．了解难溶物在水中的溶解情况，认识沉淀溶解平衡的建立过程。
２．能用平衡移动原理认识沉淀溶解平衡的移动。
３．理解溶度积的概念，能用溶度积规则判断沉淀的产生、溶解。
【阅读教材】P87~88
（引入）溶洞、钟乳石为大自然的杰作。你知道它是如何形成的吗?这与化学平衡又有什么关系?
一、沉淀溶解平衡原理
【阅读教材】P87“活动与探究”1
１．物质的溶解性
（1）溶解度的大小：
（2）影响物质溶解度的因素：
温度：一般固体和液体，温度越高，溶解度越，但物质反常。
气体的溶解度随温度的升高而。
压强：对固体和液体溶解度的影响很，对气体溶解度的影响很。
例1．下列属于微溶物质的是（）A．AgCl B．BaCl2 C．CaSO4 D．Ag2S
例2．下列物质的溶解度随温度升高而减小的是（）A．KNO3 B．Ca(OH)2C．BaSO4 D．CO2
【阅读教材】P87“活动与探究”2
２．沉淀溶解平衡：
（1）没有绝对不溶的物质
（2）沉淀溶解平衡：
在一定下，当沉淀的速率和沉淀的速率时，形成溶质的溶液，达到平衡状态，人们将这种平衡称为沉淀溶解平衡。
①AgCl的电离方程式。
②AgCl的沉淀溶解平衡方程式。
类似于水的离子积常数，我们可以用溶度积常数来描述沉淀溶解平衡。
（3）溶度积常数：
①概念：在一定下，难溶电解质在溶液中达到平衡时，电离出的离子的物质的量浓度的系数次幂的乘积为一常数，称为溶度积常数或简称，通常用表示。
②举例：
AgCl的沉淀溶解平衡AgCl Ag++Cl－，K sp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl－)；
Fe(OH)3的沉淀溶解Fe(OH)3Fe3++3OH－，K sp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH－)；
BaSO4的沉淀溶解平衡，溶度积；
Mg(OH)2的沉淀溶解平衡，溶度积；
③溶度积常数与溶解度的关系：同种类型的难溶物，其溶度积常数越大，溶解度越。
④影响溶度积常数的因素：K sp的大小和溶质的溶解度不同，它只与有关。
⑤溶度积常数的应用：
通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Q c的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。
Q c > K sp，溶液过饱和，析出沉淀；
Q c = K sp，溶液饱和，沉淀溶解平衡状态；
Q c < K sp，未饱和溶液，若有固体溶质，会继续溶解。
例3．（2012·江苏·18）
（1）已知室温下BaSO4的K sp =1. 1×10-10，欲使溶液中c(SO42－)≤1. 0×10-6 mol·L-1，应保持溶液中c(Ba2＋)≥mol·L-1。
例4．已知：K sp(AgCl)=1.8×10－10，K sp(AgI)=1.5×10－16，K sp(Ag2CrO4)=2.0×l0－12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag+浓度大小顺序正确的是（）A．AgCl>AgI>Ag2CrO4 B．AgCl>Ag2CrO4>AgI
C．Ag2CrO4>AgCl>AgI D．Ag2CrO4>AgI>AgCl
（4
AgCl(s)
88
【实例应用】
例5．在进行胃部透视时，为取得良好的检查效果，需要在检查之前服用“钡餐”，“钡餐”的主要成分是硫酸钡。在25℃时，1 L水中约能溶解2.4×10－3 g硫酸钡。
（1）计算25℃时硫酸钡的溶度积K sp。
（2）钡离子是一种有毒的重金属离子，当人体中钡离子浓度达到2×10－3 mol·L－1时，就会对健康产生危害。请通过计算说明为什么可以用硫酸钡作为“钡餐”。
（3）在25℃时，1 L水中约能溶解0.018 g碳酸钡，且胃液是酸性的，能否用碳酸钡代替硫酸钡作为“钡餐”的主要成分?
专题难溶电解质的溶解平衡 一、物质的溶解性 1．下列属于微溶物质的是( ) A．AgCl B．BaCl2C．CaSO4D．Ag2S 2．下列物质的溶解度随温度升高而减小的是( ) ①KNO3②Ca(OH)2③BaSO4④CO2 A．①②B．②④C．①③D．①④ 3．下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( ) A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等 B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等 C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变 D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶的该沉淀物，将促进溶解 二、沉淀反应的应用 4．除去NaCl中的FeCl3需加入的试剂是( ) A．NaOH B．石灰水C．铜片D．氨水 5．已知K sp(AgCl)＝1.8×10－10，K sp(AgI)＝1.0×10－16。下列说法错误的是( ) A．AgCl不溶于水，不能转化为AgI B．在含有浓度均为0.001 mol·L－1的Cl－、I－的溶液中缓慢加入AgNO3稀溶液，首先析出AgI沉淀C．AgI比AgCl更难溶于水，所以，AgCl可以转化为AgI D．常温下，AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI，则NaI的浓度必须不低于1 1.8 ×10－11 mol·L－1 三、溶度积及其计算 6．下列有关溶度积常数K sp的说法正确的是( ) A．常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的K sp减小 B．溶度积常数K sp只受温度影响，温度升高K sp减小 C．溶度积常数K sp只受温度影响，温度升高K sp增大 D．常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的K sp不变 7．在CaCO3饱和溶液中，加入Na2CO3固体，达到平衡时( ) A．c(Ca2＋)＝c(CO2－3) B．c(Ca2＋)＝c(CO2－3)＝K sp(CaCO3) C．c(Ca2＋)≠c(CO2－3)，c(Ca2＋)·c(CO2－3)＝K sp(CaCO3) D．c(Ca2＋)≠c(CO2－3)，c(Ca2＋)·c(CO2－3)≠K sp(CaCO3) 8. 某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度 的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是( ) A．K sp[Fe(OH)3] 难溶电解质的溶解平衡 一．固体物质的溶解度 1.溶解度：在一定温度下，某固体物质在100g 溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。符号：S ，单位：g ，公式：S=（m 溶质/m 溶剂 ）×100g 2.不同物质在水中溶解度差别很大，从溶解度角度，可将物质进行如下分类： 3.解度随温度的升高而减小。 二?沉淀溶解平衡 1.溶解平衡的建立 讲固态物质溶于水中时，一方面，在水分子的作用下，分子或离子脱离固体表面进入水中，这一过程叫溶解过程；另一方面，溶液中的分子或离子又在未溶解的固体表面聚集成晶体，这一过程叫结晶过程。当这两个相反过程速率相等时，物质的溶解达到最大限度，形成饱和溶液，达到溶解平衡状态。 溶质溶解的过程是一个可逆过程： ? ?? ??→<→=→>????→→晶体析出 溶解平衡固体溶解 结晶溶液中的溶质溶解固体溶质结晶溶解结晶溶解结晶溶解v v v v v v 2.沉淀溶解平衡 绝对不溶解的物质是不存在的，任何难溶物质的溶解度都不为零。以AgCl 为例：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，便得到饱和溶液，即建立下列动态平衡： AgCl(s) Ag ＋(aq)＋Cl － (aq) 3.溶解平衡的特征 1）动：动态平衡 2）等：溶解和沉淀速率相等 3）定：达到平衡，溶液中离子浓度保持不变 4）变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。 三．沉淀溶解平衡常数——溶度积 1）定义：在一定温度下，难溶性物质的饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡，其平衡常数叫溶度积常数。 2）表达式：即：AmBn(s) mA n+(aq)＋nB m － (aq) Ksp =[A n+]m ·[B m － ]n 例如：常温下沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag +(aq)＋Cl － (aq)， Ksp(AgCl)=[Ag +][Cl － ] ＝1.8×10 －10 常温下沉淀溶解平衡：Ag 2CrO 4(s) 2Ag +(aq)＋CrO 42-(aq)， Ksp(Ag 2CrO 4)=[Ag +]2 [CrO2- 4] ＝1.1×10 －12 3）意义：反应了物质在水中的溶解能力。对于阴阳离子个数比相同的电解质，Ksp 数值越大，电解质在 溶解 沉淀 第2课时沉淀反应的应用 1.了解沉淀反应的应用。 2.知道沉淀转化的本质。 沉淀的生成和溶解 1．沉淀的生成 (1)沉淀生成的应用 在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 (2)沉淀的方法 ①调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4。 ②加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。反应如下：Cu2＋＋S2－===CuS↓，Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋；Hg2＋＋S2－===HgS↓，Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋。 ③同离子效应法：增大溶解平衡中离子浓度，使平衡向沉淀生成的方向移动。 2．沉淀的溶解 (1)沉淀溶解的原理 根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地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。 (2)溶解沉淀的试剂类型 ①主要类型：用强酸溶解。例如：溶解CaCO3、FeS、Cu(OH)2等难溶电解质。 ②用某些盐溶液溶解。例如：Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液，化学方程式为Mg(OH)2＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3·H2O。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)沉淀溶液中的Ba2＋，加入的Na2SO4溶液浓度越大沉淀效果越好。( ) (2)可以使要除去的离子全部通过沉淀除去。( ) (3)除去MgCl2溶液中的Fe2＋，先加入双氧水，再加入MgO即可。( ) (4)为减少洗涤过程中固体的损耗，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀。( ) (5)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好。( ) 答案：(1)√(2)×(3)√(4)√(5)× 2．(2017·九江高二月考)要使工业废水中的Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下： 由上述数据可知，选用的沉淀剂最好是( ) A．硫化物 B．硫酸盐 第四节难溶电解质的溶解平衡 一、溶解平衡 1、难溶电解质的定义是什么？难溶物的溶解度是否为0？在20℃时电解质的溶解性 2、当 3 AgCl的饱和溶液？ 3、难溶电解质（如AgCl）是否存在溶解平衡？仔细阅读、思考理解，并写出AgCl的 溶解平衡表达式。 4、特征：动、等、定、变 5、影响溶解平衡的因素： （1）内因：电解质本身的性质 ①、绝对不溶的电解质是没有的。 ②、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。 ③、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。 （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。 二、沉淀反应的应用 （1）沉淀的生成 ①沉淀生成的应用：在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中， 常利用生成沉淀达到分离或某些离子的目的。 ②废水处理化学沉淀法工艺流程示意图 ③沉淀的方法 a调节PH法： b加沉淀剂法： 写出使用Na 2S、H 2 S作沉淀剂使Cu2+、Hg2+形成沉淀的离子方程式. （2）沉淀的溶解 ①沉淀溶解的原理： 例如CaCO 3 的溶解 ②沉淀溶解的实验探究（实验3-3）[讨论] a、为什么加入1ml盐酸沉淀溶解了？写出反应的化学方程式。 b、为什么加入过量的氯化铵溶液，沉淀也可以溶解？写出反应的化学方程式。（3）沉淀的转化 ①沉淀转化的实验探究（实验3-4） ③沉淀转化的应用 三、溶度积（K sp ） （1）概念： （2）表达式：对于沉淀溶解平衡M m A n Mm n+(aq)+Na m-(aq)，K sp = (3) 溶度积常数的意义： ○1对于相同类型的电解质，K sp越大，其在水中的溶解能力越大。 ○2K sp 和S均可衡量物质在水中的溶解能力，只有相同类型的物质，才有K sp 越大S 越大的结论。 ○3同一物质的K sp与温度有关，与溶液中的溶质离子浓度无关。 （4）溶度积规则：比较K sp 与溶液中有关离子浓度幂的乘积（离子积Q c ）判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。 Q c ＞K sp 时 Q c ＝K sp 时 Q c ＜K sp 时 沉淀溶解平衡巩固练习 一、选择题 1.在100 mL 0.01 mol L? KCI溶液中，加入1 mL 0.01 mol 的AgNO 3溶液，下列说法正确的是(已知AgCI 的K sp= 1.8 10 mol2 L「2)( ) A .有AgCI沉淀析出B.无AgCI沉淀析出 C.无法确定 D.有沉淀但不是AgCI 2 .已知CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na z S溶液的反应情况如下： (1)CuSO4+ Na2CO3 主要：Cu2+ + CO「+ H2O===Cu(OH) 2 J+ CO2T 次要：Cu2+ + CO2—===CuCO3 J (2)CuSO4+ Na2S 主要：Cu2+ + S2「===CuS j 次要：Cu2+ + S2「+ 2H2O===Cu(OH) 2 J+ H2S T 下列几种物质的溶解度大小的比较中，正确的是( ) A . CuS 难溶电解质的溶解平衡 1沉淀溶解平衡 1、沉淀溶解平衡的概念 在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。 2、溶解平衡的建立 固体溶质溶解 沉淀溶液中的溶质 ①v溶解>v沉淀，固体溶解 ②v溶解＝v沉淀，溶解平衡 ③v溶解 释 加入少 量 AgNO3 逆向增大减小不变通入HCl逆向减小增大不变 通入H2S正向减小增大不变 (5)电解质在水中的溶解度 20℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系： 2难溶电解质的溶解平衡与弱电解质的电离平衡的比较 1．从物质类别方面看，难溶电解质可以是强电解质也可以是弱电解质[如BaSO4是强电解质，而Al(OH)3是弱电解质]，而难电离物质只能是弱电解质。 2．从变化的过程来看 溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成的沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化从而达到平衡状态。 3．表示方法不同：以Al(OH)3为例，Al(OH)3(s)Al3＋(aq)＋3OH －(aq)表示溶解平衡， Al(OH)33＋＋3OH－表示电离平衡。 需要注意的是：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)表示BaSO4的溶解平衡，而BaSO4溶于水的部分完全电离，因此电离方程式为：BaSO4===Ba2＋＋SO2－4。 4．难溶电解质的溶解平衡与弱电解质的电离平衡都属于化学平衡，符合勒夏特列原理，外界条件改变时，平衡将会发生移动。 《难溶电解质的溶解平衡》 [学习目标] 1.了解难溶电解质的溶解平衡。2.了解溶度积的意义。3.知道沉淀生成、沉淀溶解、沉淀转化的本质是沉淀溶解平衡的移动。 [重点·难点] 重点：溶度积的意义，沉淀生成、溶解及转化的本质。难点：溶度积的应用。 一、对“Ag+与Cl—的反应不能进行到底”的理解 1、不同电解质在中的溶解度差别很大，有的很大，有的很小。在20℃时电解质的溶解性与溶解度的关系如下： 物质在水中“溶”与“不溶”是相对的，“不溶”是指“难溶”，绝对不溶的物质是没有的。 2、生成沉淀的离子反应之所以能发生，是因为。 3、溶解平衡的建立 固态物质溶于水中时，一方面，在水分子的作用下，分子或离子脱离固体表面进入水中，这一过程叫溶解过程；另一方面，溶液中的分子或离子又在未溶解的固体表面聚集成晶体，这一过程叫结晶过程。当这两个相反过程速率相等时，物质的溶解达到最大限度，形成饱和溶液，达到溶解平衡状态。 4、沉淀溶解平衡 （1）定义：绝对不溶解的物质是不存在的，任何难溶物质的溶解度都不为零。以AgCl为例：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，便得到饱和溶液，即建立下列动态平衡： AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq) 难溶电解质在水中建立起来的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡等一样，符合平衡的基本特征,满足平衡的变化基本规律. （2）特征：（与化学平衡相比较） 等：达到沉淀溶解平衡时，沉淀_________速率的与沉淀__________速率相等 逆：沉淀生成过程与溶解过程时_________的 动：动态平衡，达沉淀溶解平衡时，沉淀的生成和溶解仍在进行，只是速率相等。 溶解 沉淀 难溶电解质的溶解平衡 【学习目标】 1、知道难溶物在水中的溶解情况及沉淀溶解平衡的建立过程，能描述沉淀溶解平衡； 2、知道沉淀转化的本质； 3、知道沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用(沉淀的生成、沉淀的溶解和转化)。 【要点梳理】 要点一、沉淀溶解平衡 1．物质的溶解性 电解质在水中的溶解度，有的很大，有的很小，但仍有度。在20℃时溶解性与溶解度的关系如下： 2．难溶物的溶解平衡 难溶电解质的离子进入溶液的速率和从溶液里转回到电解质固体表面沉积的速率相等，溶液里的离子处于饱和及固态电解质的量保持不变的状态，叫做难溶电解质的沉淀溶解平衡状态，简称沉淀溶解平衡。例如： AgCl(s) Ag+(aq)+Cl―(aq) 未溶解的固体溶液中的离子 PbI2(s) Pb2+(aq)+2I―(aq) 未溶解的固体溶液中的离子 3．溶解平衡特征。 (1)“动”——动态平衡，溶解的速率和沉淀的速率都不为0； (2)“等”——v溶解=v沉淀； (3)“定”——达到平衡时，溶液中离子的浓度保持不变； (4)“变”——当改变外界条件时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。 4．沉淀溶解平衡常数——溶度积。 (1)定义：在一定条件下，难溶强电解质A m B n溶于水形成饱和溶液时，溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡，叫做沉淀溶解平衡。这时，离子浓度幂的乘积为一常数，叫做溶度积K sp。 (2)表达式： A m B n(s)m A n+(aq)+n B m―(aq) K sp=[c(A n+)]m·[c(B m―)]n 要点诠释：溶度积（K sp）的大小只与难溶电解质的性质和温度有关，与浓度无关。 (3)溶度积规则： 通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Q c的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解； Q c＞K sp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡； Q c＝K sp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态； Q c＜K sp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。 要点诠释： (1)对同种类型物质，K sp越小其溶解度越小，越容易转化为沉淀。 (2)对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶电解质，不能直接比较K sp的大小来确定其溶解能力的大小，需转化为溶解度来计算。 (3)溶液中的各离子浓度的变化只能使沉淀溶解平衡移动，并不改变溶度积。 5．影响沉淀溶解平衡的因素。 内因：难溶电解质本身的性质。 难溶强电解质的沉淀溶解平衡 目的与要求： 1、掌握难溶强电解质的沉淀溶解平衡及溶度积。 2、掌握溶度积与溶解度的关系。 3、熟悉溶度积规则，学会应用溶度积规则来判断沉淀的生成和溶解。 重点：难溶强电解质的沉淀溶解平衡及溶度积规则 难点：1、溶度积与离子积的区别与联系 2、应用溶度积规则来判断沉淀的生成和溶解 基本内容： 一、溶度积和溶度积规则 Question ：在含有AgCl 固体的溶液中，是否存在Ag +和Cl - 离子？？ Solution ：AgCl （s ） Ag +（aq ）+Cl -（aq ） [AgCl] ] Cl ][Ag [-+= K K sp = [Ag +][Cl -] 1、溶度积常数（solubility product constant ，K sp ） 任意A a B b 型难溶电解质： A a B b （s ） a A n+（aq ）+bB m-（aq ） K sp = [A n+]a [ B m-]b Exercises ：写出Fe(OH)3、Ag 2CrO 4的K sp 表达式 Questions ：n 298K 时，AgCl 的溶解度s = 1.33×10-5mol ·L -1，其溶度积K sp =？ o 298K 时，AgBr 的溶解度s = 7.33×10-7mol ·L -1，其溶度积K sp =？ p 298K 时，Ag 2CrO 4的溶解度s = 6.54×10-5mol ·L -1，其溶度积K sp =？ 结论：) 同类型的难溶电解质，溶度积K sp 愈大，溶解度s 也愈大 ) 不同类型的难溶电解质，不能直接根据溶度积K sp 来比较其溶解度s 的大小 2、溶度积K sp 与溶解度s 的相互换算关系： 推导： AB 、AB 2（or A 2B ）、AB 3型难溶电解质的溶度积K sp 与溶解度s 的关系 《认识难溶电解质的溶解平衡》教学设计 教学流程 教学环节教师活动学生活动设计意图 环节一： 饱和氯化 钠的沉淀 溶解平衡 1. NaCl是生活中必不可少的化学物质，来 自于大海，在水中的溶解状态是什么状态 呢？ 回答：为什么晶体形状会改变？ 2.从饱和氯化钠溶液中提取NaCl的主要方 法有什么？ 思考问题，回答问题。从实际问题出 发，培养学生解 决问题，发现问 题的能力。 环节二： 难溶电解 质沉淀溶 解平衡的 建立 1.以Mg(OH)2为例，你支持以下三个同学 中谁的看法？ 甲同学：Mg(OH)2不溶于水中，因此不存在 溶解的问题。 乙同学：Mg(OH)2在水中溶解度小，有极少 量的溶解在水中，形成Mg2+和OH-，但不 存在平衡。 丙同学：Mg(OH)2在水中溶解度小，很容易 达到饱和状态，未溶解的Mg(OH)2以沉淀 形式析出，该过程中也存在着平衡。 小结：生成沉淀的离子反应所以能够发生， 在于生成物的溶解度更小。 请设计实验证明你的观点。 2影响难溶电解质溶解平衡的因素分析 3.请你结合所学知识和方程式，请从平衡 移动的角度分析：Mg(OH)2能溶于HCl溶 液。 学生讨论，思考，回答。 学生思考回答 培养学生的探 究能力，建立难 溶电解质沉淀 溶解平衡概念， 并能解释简单 问题。 环节三： 溶度积常 数的表达 与应用 Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq) 平衡常数：K= 溶度积：Ksp= 1.写出下列物质的溶度积表达式： 3 SO4 CaCO3 学生讨论，展示理解溶度积概 念，掌握溶度积 的应用。 2.溶度积的应用 医学上救治可溶性银盐中毒，一般用NaCl 溶液给患者洗胃，使Ag+转化为不溶于酸的AgCl从而排出体外。 某工人误食浓度为c(Ag+)=1.8×10-4 mol/L 的工业原料，现场医生紧急救护，让患者服用下列哪种浓度的NaCl溶液可以起到缓解中毒的作用？ 已知：K sp（AgCl）=1.8×10-10 环节四：随堂练习人体牙齿主要的无机成分是羟基磷灰石 Ca5(PO4)3(OH) ,其存在溶解平衡： Ca5(PO4)3(OH)(s)5Ca2＋(aq)＋3PO43－ (aq)＋OH－(aq) 如果我们吃过多甜食，口腔中残留的食物 在酶的作用下，会分解产生酸性物质，易 导致龋齿的发生。 请结合本节课所学的知识解释原因。 【拓展】为预防龋齿采用含氟（F-）牙膏， 已知Ca5(PO4)3F的K sp更小，且比羟基磷灰 石更能抵抗酸的侵蚀。你能用化学用语描 述其中的转化关系吗？ 学生思考，回答联系实际，强化 学生对所学知 识的理解。 难溶电解质的溶解平衡 备课教师：杨瑜一、内容及解析： 本节课要学的内容为难溶电解质的溶解平衡，指的是难溶难溶电解质在溶液中存在着沉淀和溶解的动态平衡。其核心是难溶电解质溶解平衡的建立。理解它关键就是要“看到”微粒，“找到”平衡。目前，学生已经学习过化学平衡、电离平衡、盐类水解平衡，本节课学习的难溶电解质的溶解平衡就是在水溶液中离子平衡的基础上的进一步发展。由于它还与接下来要学习的内容——沉淀反应的应用，有着不可或缺的联系，所以在本学科中有着不可替代的地位，并起到承上启下的作用。本节知识是选修4这一册书中的重要内容。教学重点为难溶电解质的溶解平衡，而难溶电解质的溶解平衡的建立是本节课的难点。 二、目标及解析 1、目标定位 ①能描述难溶电解质的溶解平衡，知道沉淀反应不能进行到底的本质。 ②初步认识难溶电解质存在的溶解平衡及其特征。 2、目标解析 ①定位①就是指用精炼的语言说出沉淀溶解和沉淀是一个动态过程，当溶解速率等于沉淀速率时，建立起难溶电解质的溶解平衡；由于存在着沉淀、溶解这一动态平衡，使沉淀反应不能进行完全。 ②定位②就是指认识到在一定温度下，当难溶电解质的溶解速率等于沉淀速率时，溶液中各组分离子浓度不变，获得饱和溶液。并通过平衡过程的建立，领悟到难溶电解质溶解平衡的特征。 三、问题诊断分析：在本节课的教学中，学生可能遇到的问题存在认知冲突。产生这一问题的原因是难溶物质在水中溶解度本身就很小，无法直接观察到，但需要“看到”溶解掉的微粒，还要建立平衡。要解决这一问题就要让学生“看到”已经溶解掉的微粒，其中关键就是从学生所熟悉的难溶物质出发，设计实验，让学生直观感受到难溶物质的溶解，“找到”平衡。 四、教学支持条件分析：在本节课难溶电解质溶解平衡的教学中，准备使用化学实验，多媒体展示。使用用演示实验，能尽可能的让学生能直观感受到难溶电解质的溶解，以及溶解平衡的建立。使用多媒体展示，可以设计动画让学生感受到难溶电解质溶解与沉淀这一动态平衡。 1. 已知BaS04 的K sp = 1.08 x 10-10,现将10 mL 0.20 mol ?L-1 BaCl2 溶液与30 mL 0.01 mol L-1 Na2SO4溶液混合，待沉淀完全后，溶液中[Ba2+]x [SO42-] A. > 1.08 x 10-10 B. = 1.08 x 10-10 C. v 1.08 x 10-10 D.无法确定【B】根据题意，两溶液混合后生成BaSO4沉淀，当沉淀完全后，溶液中各离子的浓度不再 增加也不再减少，沉淀的量也不再改变，此时体系达沉淀溶解平衡状态，因此溶液达到饱和，所以溶液中[Ba2+] x [SO42-]应该等于BaSO4的溶度积。 2. 温度一定时，向含有固体CaCO3的水溶液中再加入适量的纯水，当系统又达沉淀溶解平 衡时，下列发生变化的是 A. K sp(CaCO3) B. CaCO 3 的浓度 C. CaCO3 的溶解度 D. CaCO3 的质量【D】溶度积的大小与物质本性和温度有关，所以当温度一定时，CaCO3的溶度积不会改变。 溶解度定义为在一定温度下，物质在1L饱和溶液中溶解的物质的量，因此温度一定时， CaCO3的溶解度也不会改变。含有固体CaCO3的水溶液处于沉淀溶解平衡状态时，溶液中CaCO3的浓度应该就等于其溶解度，当加入水后，溶液中离子浓度降低，平衡向右移动，当 再一次达到沉淀溶解平衡时，溶液又达到同一温度下的饱和状态，此时溶液中CaCO3的浓度依然等于其溶解度，所以温度一定是，溶液中CaCO3的浓度也不变。 C aCO3(s)Ca2+(aq) + CO32 (aq) 对于这个沉淀溶解平衡而言，当加入水后，溶液中Ca2+离子和CO32-离子的浓度会降低，平 衡会向右移动，这就意味着反应中有CaCO3固体继续溶解了，因此当达到新的沉淀溶解平 衡状态时，溶液中CaCO3的量会减少，当然它的质量就减少了。 3. 温度一定时，在Mg(OH) 2饱和溶液中加入一些MgCl2晶体(忽略溶液体积变化)，系统 又达沉淀溶解平衡时，下列没有变化的是 A. Mg(OH) 2 的K sp B. [Mg 2+] C. Mg(OH) 2 的溶解度 D.溶液的pH 值【A】溶度积的大小与物质本性和温度有关，所以当温度一定时，Mg(OH)2的溶度积K sp不会改变。由于在溶液中加入了MgCl2晶体，MgCl2是强电解质且易溶于水，因此溶液中[Mg2+] 会发生变化。加入的MgCl2对Mg(OH) 2产生同离子效应，从而使得Mg(OH) 2的溶解度降低。当Mg(OH)2的溶解度降低时，溶液中氢氧根离子的浓度也随之降低，所以溶液的pH值也是 会改变的。 4. 已知AgCl 的K sp = 1.77 x 10-10, AgBr 的K sp = 5.35 x 10-13, Ag2SO3 的K sp = 1.50 x 10-14, Ag3AsO4的K sp = 1.03x 10-22，下列化合物在水中溶解度最小的是 A. AgCl B. AgBr C. Ag2SO3 D. Ag 3AsO 4 【B】AgCl和AgBr是结构类型相同的难溶强电解质，因此可以直接根据溶度积判断其在水 中溶解能力的大小，由于AgBr的溶度积更小，所以AgBr的溶解度小于AgCl。其余两个化合物与AgBr结构类型不相同，因此必须分别计算出三者的溶解度，然后才能比较。 AgBr 的溶解度：S(AgBr) 尺5.35 10 13 7.31 10 7(mol L 1) Ag 2SO3的溶解度： Ag 3AsO 4的溶解度: 1 (mol L ) 6(mol L 1) 难溶电解质的溶解平衡 第1课时沉淀溶解平衡与溶度积 [ 1．不同的固体物质在水中的溶解度不同，有的很大，有的很小，但无论大小，都有一定的溶解度。在20 ℃时，物质的溶解度与溶解性的关系如下： 下列物质，属于易溶物质的是________，属于微溶物质的是________，属于难溶物质的是________。 ①NaCl、②NaOH、③H2SO4、④MgCO3、⑤CaSO4、 ⑥Ca(OH)2、⑦CaCO3、⑧BaSO4、⑨Mg(OH)2 2．固体物质的溶解是可逆过程 溶液中的溶质 固体溶质溶解 沉淀 (1)v溶解____v沉淀固体溶解 (2)v溶解____v沉淀溶解平衡 (3)v溶解____v沉淀析出晶体 3．在一定温度下，当________________________________时，即建立了动态平衡，叫做沉淀____________。如AgCl Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。 溶于水的溶解平衡表示为AgCl(s) 溶解 沉淀 4．难溶物质溶解程度的大小，主要取决于物质本身的性质。但改变外界条件(如浓度、温度等)，沉淀溶解平衡会发生移动。已知溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，请分析当改变下列条件时，对该溶解平衡的影响，填写下表： 条件改变移动方向c(Mg2＋)c(OH－) 加水 升温 加MgCl2(s) 加盐酸 加NaOH(s) (以上浓度变化均指平衡后和原平衡比较) 1.难溶电解质的沉淀溶解平衡 (1)溶解度(S) 在一定温度下，某固态物质在100 g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂中的溶解度，用S表示。 (2)AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)和AgCl===Ag＋＋Cl－表示的意义 不同：前者表示AgCl的溶解平衡，后者表示AgCl在水中完全电离(是指溶解的那一部分)。 (3)沉淀溶解平衡状态的特征 ①动态平衡v溶解＝v沉淀≠0。 ②达到平衡时，溶液中离子的________________。 ③当改变外界条件时，溶解平衡将____________，达到新的平衡。 2．外界条件对溶解平衡的影响 (1)温度升高，多数溶解平衡向溶解的方向移动。 (2)加水稀释，浓度减小，溶解平衡向溶解方向移动，但平衡后因仍存在溶解平衡，故离子浓度保持不变。 (3)加入与难溶电解质构成微粒相同的物质，溶解平衡向生成沉淀的方向移动。 (4)加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，溶解平衡向溶解的方向移动。 1．把氢氧化钙放入蒸馏水中，一段时间后达到如下平衡： 2017-2018学年第四节难溶电解质的溶解平衡 知识点一难溶电解质的溶解平衡 1．下列关于沉淀溶解的说法正确的是() A．只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程 B．沉淀溶解平衡过程是可逆的 C．在平衡状态时v溶解＝v结晶＝0 D．达到沉淀溶解平衡的溶液不一定是饱和溶液 2．CaCO3在下列哪种液体中的溶解度最大() A．H2O B．Na2CO3溶液 C．乙醇D．CaCl2溶液 3．在AgCl饱和溶液中尚有AgCl固体存在，当向溶液中加入0.1 mol·L－1的盐酸时，下列说法正确的是() A．AgCl沉淀溶解平衡正向移动 B．AgCl溶解度增大 C．溶液中c(Ag＋)增大 D．溶液中c(Cl－)增大 4．向含有AgI的饱和溶液中： (1)加入固体AgNO3，则c(I－)________(填“变大”“变小”或“不变”，下同)。 (2)若改加更多的AgI，则c(Ag＋)将________。 (3)若改加AgBr固体，则c(I－)________，而c(Ag＋)将________。 知识点二溶度积常数 5．下列有关溶度积常数K sp的说法正确的是() A．常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的K sp减小 B．溶度积常数K sp只受温度影响，温度升高K sp减小 C．溶度积常数K sp只受温度影响，温度升高K sp增大 D．常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的K sp不变 6．在100 mL 0.01 mol·L－1 KCl溶液中，加入1 mL 0.01 mol·L－1 AgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl的K sp＝1.8×10－10)() A．有AgCl沉淀析出 B．无AgCl沉淀 C．无法确定 D．有沉淀但不是AgCl 7．溶液中含有Cl－、Br－和I－三种离子，其浓度均为0.01 mol·L－1，现向溶液中逐滴加入AgNO3溶液时，最先和最后沉淀的是() 已知K sp(AgCl)＝1.8×10－10，K sp(AgBr)＝5.0×10－13，K sp(AgI)＝8.3×10－17 A．AgBr和AgI B．AgI 和AgCl C．AgBr和AgCl D．同时沉淀 8．已知在Ca3(PO4)2的饱和溶液中存在平衡： (PO4)2(s)3Ca2＋(aq)＋2PO3－4(aq) Ca (1)溶度积的表达式为K sp＝ ________________________________________________________________________； (2)若一定温度下，饱和溶液中c(Ca2＋)＝2.0×10－6 mol·L－1，c(PO3－4)＝1.58×10－6 mol·L －1，则K ＝________。 sp 第四章 难溶强电解质的沉淀溶解平衡 1. 难溶强电解质的溶度积和溶解度有何关系？ 答 溶度积为沉淀溶解平衡的平衡常数，只与沉淀的本性和温度有关，而溶解度除了与沉淀的本性和温度有关以外，还与沉淀所在溶液中存在的其他物质有关。例如，AgCl 在纯 水中K θsp =S 2，但在NaCl 溶液中，K θsp >S 2，在NH 3溶液中，K θsp 难溶电解质的溶解平衡 【教学目标】 1.了解沉淀平衡的定义及影响因素； 2.掌握沉淀转化的条件及应用； 3.了解溶度积及其有关计算。 一、溶解平衡 1．沉淀溶解平衡 (1)沉淀溶解平衡的概念 在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。 (2)溶解平衡的建立 固体溶质溶解 沉淀溶液中的溶质 ?? ? ?? v溶解>v沉淀，固体溶解 v溶解＝v沉淀，溶解平衡 v溶解 ②外因：以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)ΔH>0为例 外界条件移动方向平衡后 c(Ag＋) 平衡后 c(Cl－) K sp 升高温度 加水稀释 加入少量 AgNO3 通入HCl 通入H2S 【类型一】沉淀平衡和影响因素 1．已知溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)ΔH＜0，下列有关该平衡体系的说法正确的是() ①升高温度，平衡逆向移动 ②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子的浓度 ③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的NaOH溶液 ④恒温下，向溶液中加入CaO，溶液的pH升高 ⑤给溶液加热，溶液的pH升高 ⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加 ⑦向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变 2．某兴趣小组进行下列实验： ①将0.1 mol·L－1 MgCl2溶液和0.5 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合得到浊液 ②取少量①中浊液，滴加0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，出现红褐色沉淀 ③将①中浊液过滤，取少量白色沉淀，滴加0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，白色沉淀变为红褐色沉淀 ④另取少量白色沉淀，滴加饱和NH4Cl溶液，沉淀溶解 下列说法中不正确的是() A．将①中所得浊液过滤，所得滤液中含少量Mg2＋ B．①中浊液中存在沉淀溶解平衡： 难溶电解质的溶解平衡 一.固体物质的溶解度 1、溶解度:在一定温度下,某固体物质在100g 溶剂里达到饱与状态时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。符号:S,单位:g,公式:S=(m 溶质/m 溶剂 )×100g 2 3、绝大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大,少数物质的溶解度随温度变化不明显,个别物质的溶解度随温度的升高而减小。 二?沉淀溶解平衡 1、溶解平衡的建立 讲固态物质溶于水中时,一方面,在水分子的作用下,分子或离子脱离固体表面进入水中,这一过程叫溶解过程;另一方面,溶液中的分子或离子又在未溶解的固体表面聚集成晶体,这一过程叫结晶过程。当这两个相反过程速率相等时,物质的溶解达到最大限度,形成饱与溶液,达到溶解平衡状态。 溶质溶解的过程就是一个可逆过程: ? ?? ??→<→=→>????→→晶体析出 溶解平衡固体溶解 结晶溶液中的溶质溶解固体溶质结晶溶解结晶溶解结晶溶解v v v v v v 2、沉淀溶解平衡 绝对不溶解的物质就是不存在的,任何难溶物质的溶解度都不为零。以AgCl 为例:在一定温度下,当沉淀溶解与生成的速率相等时,便得到饱与溶液,即建立下列动态平衡: AgCl(s) Ag ＋(aq)＋Cl － (aq) 3、溶解平衡的特征 1)动:动态平衡 2)等:溶解与沉淀速率相等 3)定:达到平衡,溶液中离子浓度保持不变 4)变:当外界条件改变时,溶解平衡将发生移动,达到新的平衡。 三.沉淀溶解平衡常数——溶度积 1)定义:在一定温度下,难溶性物质的饱与溶液中,存在沉淀溶解平衡,其平衡常数叫溶度积常数。 2)表达式:即:AmBn(s) mA n+(aq)＋nB m － (aq) Ksp =[A n+]m ·[B m － ]n 例如:常温下沉淀溶解平衡:AgCl(s) Ag +(aq)＋Cl － (aq), Ksp(AgCl)=[Ag +][Cl － ] ＝1、8×10 －10 常温下沉淀溶解平衡:Ag 2CrO 4(s) 2Ag +(aq)＋CrO 42-(aq), Ksp(Ag 2CrO 4)=[Ag +]2 [CrO2- 4] ＝1、1×10－12 3)意义:反应了物质在水中的溶解能力。对于阴阳离子个数比相同的电解质,Ksp 数值越大,电解质在水中 的溶解能力越强。 4)影响因素:与难溶电解质的性质与温度有关,而与沉淀的量与溶液中离子的浓度无关。 四.影响沉淀溶解平衡的因素 溶解 沉淀 《难溶电解质的溶解平衡》教学设计 一、教材依据 本节内容是取自人民教育出版社的普通高中课程标准实验教科书《化学反应原理（选修4）》第3章第4节。 二、设计思想 1、指导思想和设计理念 绝大多数的化学反应都是在水溶液中完成的，水溶液中的离子平衡是非常重要的化学原理，在工业生产和生活中应用广泛，在高考中占到相当大的比重。本节教学设计的是难溶电解质的溶解平衡第1课时。在教学过程中重视知识间的联系、学生理性思维的培养、自学能力的的提高。重点培养学生分析问题、解决问题的能力，实现教学过程中学生的主导地位。 2、教材分析 本节内容在《化学反应原理》第三章第4节，是水溶液中的离子平衡核心内容之一，需要用到初中和高中必修、选修已学的知识，教材采用理论推理与实验探究相结合的方法，逐步分析既巩固已学的知识又对离子反应的实质有了更深刻的认识。本节课的重点是溶解平衡移动的原理和沉淀反应的应用，难点是溶解平衡的建立，教材在资料、思考与交流等栏目以不同的方式呈现事实，引出问题，我们要充分利用这些问题引导学生理解巩固相关知识。 3、学情分析 我教授班级的学生是我校基础知识薄弱，学困生多的班级，很大一部分学生对学习没有兴趣，学习氛围不浓，缺乏思维深度，能力的提高需要教师进一步帮助和引导，但他们接触新事物多，思维活跃，动手能力强。针对这一特点，不能仅仅从理论层面讨论分析问题，要充分发挥化学学科特点——实验探究与理论相结合，手脑并用既能“想到”也要“看到”。 三、本节教学目标 1．知识与技能目标 （１）能应用化学平衡理论描述溶解平衡，认识溶解平衡的特征。 （２）根据溶解度和化学平衡的理论，掌握影响溶解平衡的因素。 2．过程与方法目标难溶电解质的溶解平衡知识点
2018人教版高中化学选修4：3.4难溶电解质的溶解平衡 第2课时 沉淀反应的应用 含答案
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