【重点推荐】人教版高中化学选修四第三章第四节++沉淀溶解平衡
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第四节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.知道沉淀溶解平衡的概念及其影响因素。
2.明确溶度积和离子积的关系,并由此学会判断反应进行的方向。
(重点)沉淀溶解平衡[基础·初探]教材整理1.沉淀溶解平衡的概念在一定温度下,当沉淀溶解和生成速率相等时,即建立了动态平衡,叫做沉淀溶解平衡。
如AgCl溶于水有AgCl(s)溶解沉淀Ag+(aq)+Cl-(aq)。
2.沉淀溶解平衡的特征动态平衡,溶解速率和沉淀速率不等于0。
溶解速率和沉淀速率相等。
平衡状态时,溶液中的离子浓度保持不变。
当改变外界条件时,溶解平衡发生移动。
3.沉淀溶解平衡的移动固体物质的溶解是可逆过程:固体物质溶解沉淀溶液中的溶质(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4.生成难溶电解质的离子反应的限度(1)25 ℃时,溶解性与溶解度的关系(2)反应完全的标志对于常量的化学反应来说,化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L-1时,沉淀就达完全。
[探究·升华][思考探究]物质的溶解度只有大小之分,没有在水中绝对不溶解的物质。
所谓难溶电解质是指溶解度小于0.01克的物质。
它可以是强电解质如BaSO4、AgCl等,也可以是弱电解质如Fe(OH)3、Mg(OH)2等。
但由于它们的溶解度都很小,溶解的极少部分,在水溶液中都可以认为是100%的电离,所以我们不区分其强弱,统称为难溶电解质。
问题思考:(1)在AgCl溶于水的起始阶段,v溶解和v沉淀怎样变化?当v溶解=v沉淀时,可逆过程达到一种什么样的状态?画出v-t图。
【提示】AgCl溶于水的起始阶段,v溶解开始大,后逐渐减小,v沉淀开始为0,后逐渐增大,直到v溶解=v沉淀,说明溶解达到平衡状态。
v-t图如下:(2)向AgCl饱和溶液中加水,AgCl的溶解度增大吗?溶解平衡移动吗?K sp 是否增大?升高温度K sp如何变化?【提示】向AgCl饱和溶液中加水,AgCl溶解平衡向正向移动,但是AgCl 的溶解度不增大,K sp不变。
第三章水溶液中的离子均衡第四节积淀溶解均衡一、学习点拨1.目标要求( 1)认识难溶电解质在水中的溶解状况。
( 2)理解难溶电解质在水中的积淀溶解均衡特色,正确理解和掌握溶度积K SP的观点。
(3)掌握运用浓度商和均衡常数来剖析积淀的溶解、生成和积淀的转变。
(4)掌握简单的利用 K SP的表达式,计算溶液中有关离子的浓度。
2.知识重点(1)难溶电解质在水中的积淀溶解均衡特色,运用溶度积K SP简单计算溶液中有关离子的浓度(2)运用浓度商和均衡常数来剖析积淀的溶解、生成和积淀的转变。
3.学习方法难溶电解质在水中也会成立一种动向均衡,这类动向均衡和化学均衡、电离均衡同样合乎均衡的基本特色、知足均衡的变化基本规律。
难溶电解质溶解程度大小能够用积淀溶解平衡常数 -- 溶度积 K SP来进行判断,所以我们就能够运用溶度积K SP计算溶液中有关离子的浓度。
对难溶电解质的溶解均衡常数的正确的理解,一方面要运用前方的影响化学均衡、电离均衡的要素知识进行牵移和类比以达到加强和内化的目标;另一方面要用溶度积K SP知识来剖析积淀的溶解、生成和积淀的转变。
本节内容的中心知识点就是溶度积K SP二、学习训练资料第一课时[ 知识技术 ]1.一些电解质如BaSO4在水中只好溶解极少、能够说是难以溶解,所以称为 ______________。
只管这些电解质难以溶解于水中,但在水中也会成立一种_____________。
2.难溶电解质在水中的积淀溶解均衡和化学均衡、电离均衡同样,符合均衡的基本特色、知足均衡的变化基本规律,其基本特色为:(1) ____________(2) ____________(3) ____________(4) ____________3.难溶电解质在水中存在积淀溶解均衡,其均衡常数称为_________,简称 _________。
请写出 PbI2Cu(OH)24CaCO3Al(OH) CuS的积淀溶解均衡与溶度积K 表达式BaSO3SP4.溶度积K SP反应了难溶电解质在水中的___________, K SP的大小和溶质的溶解度不一样,它只与 ________有关,与 ________没关。
第1课时沉淀溶解平衡与溶度积[学习目标定位] 1.知道沉淀溶解平衡的概念及其影响因素。
2.明确溶度积和离子积的关系,并由此学会判断反应进行的方向。
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①②③,属于微溶物质的是④⑤⑥,属于难溶物质的是⑦⑧⑨。
①NaCl、②NaOH、③H2SO4、④MgCO3、⑤CaSO4、⑥Ca(OH)2、⑦CaCO3、⑧BaSO4、⑨Mg(OH)22.固体物质的溶解是可逆过程固体溶质溶解沉淀溶液中的溶质(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,当沉淀溶解和生成的速率相等时,即建立了动态平衡,叫做沉淀溶解平衡。
如AgCl溶于水有+(aq)+Cl-(aq)。
4.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,溶液中离子的浓度保持不变。
(3)当改变外界条件时,溶解平衡将发生移动,达到新的平衡。
探究点一影响沉淀溶解平衡的因素1.在装有少量难溶的PbI2黄色固体的试管中,加入约3 mL蒸馏水,充分振荡后静置。
(1)若在上层清液中滴加浓的KI溶液,观察到的现象是上层清液中出现黄色沉淀。
(2)由上述实验得出的结论是原上层清液中含有Pb2+,PbI2在水中存在溶解平衡。
(3)PbI2溶于水的平衡方程式是PbI2(s)2.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)22+(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:[归纳总结]外界条件改变对溶解平衡的影响(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。
(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。
《难溶电解质的沉淀溶解平衡》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是《难溶电解质的沉淀溶解平衡》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程、板书设计这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析(一)教材的地位和作用“难溶电解质的沉淀溶解平衡”是人教版选修 4《化学反应原理》第三章第四节的内容。
本节课是在学生学习了化学平衡、弱电解质的电离平衡和水的电离平衡等知识的基础上,进一步探讨难溶电解质在水溶液中的行为。
它不仅是化学平衡理论的延伸和拓展,也为后续学习盐类的水解、溶度积的计算和应用等知识奠定了基础。
(二)教材内容本节课主要包括沉淀溶解平衡的建立、沉淀溶解平衡的特征、沉淀溶解平衡的影响因素以及沉淀溶解平衡的应用等内容。
二、学情分析(一)知识基础学生已经掌握了化学平衡的相关知识,具备了一定的平衡思维能力,对弱电解质的电离平衡和水的电离平衡也有了一定的了解,这为学习难溶电解质的沉淀溶解平衡提供了知识铺垫。
(二)能力水平高二的学生具备了一定的观察能力、分析问题和解决问题的能力,但对于抽象的概念和理论的理解还存在一定的困难,需要通过实验和实例来帮助他们理解。
(三)学习特点学生在学习过程中,对实验现象比较感兴趣,喜欢通过实验探究来获取知识,但在归纳总结和知识迁移方面还需要进一步培养。
三、教学目标(一)知识与技能目标1、理解难溶电解质的沉淀溶解平衡的概念,能描述沉淀溶解平衡的建立过程。
2、理解沉淀溶解平衡的特征,能运用平衡移动原理分析沉淀溶解平衡的影响因素。
3、了解沉淀溶解平衡的应用,能运用沉淀溶解平衡的原理解决实际问题。
(二)过程与方法目标1、通过实验探究,培养学生的观察能力、实验操作能力和分析问题的能力。
2、通过对沉淀溶解平衡的分析和讨论,培养学生的逻辑思维能力和知识迁移能力。
(三)情感态度与价值观目标1、让学生体会化学知识与生活、生产的密切联系,激发学生学习化学的兴趣。
高中化学学习材料(精心收集**整理制作)第三章第四节沉淀溶解平衡建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题(每小题8分,共64分)1.有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法正确的是()A.AgCl沉淀生成和溶解在同时不断进行,且速率相等B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-C.只要向含有AgCl的饱和溶液中加入盐酸,一定会有沉淀生成D.向含有AgCl的悬浊液中加入NaBr固体,AgCl沉淀不变化2.向饱和BaSO4溶液中加水,下列叙述正确的是()A.BaSO4溶解度增大、K sp不变B.BaSO4溶解度、K sp均增大C.BaSO4溶解度不变、K sp增大D.BaSO4溶解度、K sp均不变3.下列说法不正确的是()A.K sp只与难溶电解质的性质和温度有关B.由于K sp(ZnS)>K sp(CuS),所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀C.其他条件不变,离子浓度改变时,K sp不变D.两种难溶电解质作比较时,K sp小的,溶解度一定小4.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溶液中c(Ca2+)·c2(OH-)恒为定值③向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大c(Ca2+)④除去氯化钠溶液中混有的少量Ca2+,可以向溶液中加入适量的NaOH溶液⑤恒温下,向饱和溶液中加入CaO,溶液的pH升高⑥给溶液加热,溶液的pH升高⑦向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加⑧向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变A.①⑦B.①②⑦⑧C.③④⑤⑦D.①③⑦⑧5.已知室温下,Al(OH)3的K sp或溶解度远大于Fe(OH)3。
向浓度均为0.1 mol·L-1的Fe(NO3 )3和Al(NO3 )3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。
下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系,合理的是()A BC D6.室温时,CaCO3在水中的溶解平衡曲线如下图所示,已知:25 ℃时其溶度积为2.8×10-9,下列说法不正确的是()A.x数值为2×10-5B.c点时有碳酸钙沉淀生成C.加入蒸馏水可使溶液由d点变到a 点D.b点与d点对应的溶度积相等7.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下图所示。
据图分析,下列判断错误的是()A.K sp[Fe(OH)3]<K sp[Cu(OH)2]B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点C.c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)乘积相等D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和8.已知25 ℃时,AgCl的溶度积K sp=1.8×10-10,则下列说法正确的是()A.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,K sp变大B.AgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中,一定有c(Ag+ )=c(Cl-)C.温度一定时,当溶液中c(Ag+)·c(Cl-)=K sp时,此溶液中必有AgCl的沉淀析出D.将AgCl加入到较浓的KI溶液中,部分AgCl转化为AgI,因为AgCl溶解度大于AgI二、非选择题(共36分)9.(18分)某自来水中含有Ca2+、Mg2+、Na+、K+、HCO-3、SO2-4、Cl-,长期烧煮上述自来水会在锅炉内形成水垢。
锅炉水垢不仅耗费燃料,而且有烧坏锅炉的危险,因此要定期清除锅炉水垢。
已知部分物质20 ℃时的溶解度数据:物质Mg(OH)2CaCO3MgCO3Ca(OH)2CaSO4MgSO4溶解度/ 9.0×10-4 1.5×10-3 1.0×10-2 1.7×10-1 2.1×10-126.7(g/100 g H2O)(1)请用化学方程式表示锅炉中的水垢含有Mg(OH)2的原因:_____________________________________________________ _________________________________ ______。
(2)锅炉中的水垢所含有的CaSO4不能直接用酸除去,需要加入试剂X,使其转化为易溶于盐酸的物质Y而除去。
试剂X是________(填序号)。
A.食醋B.氯化钡C.碳酸钠D.碳酸氢钠CaSO4能转化为物质Y的原因是(用文字叙述)______________________________ _________________________________ ___。
⑶除含有CaSO4、Mg(OH)2,锅炉水垢中还可能含有的物质是(写化学式)______________________________ _________________________________ ________。
10.(18分)已知氨水的电离程度与醋酸的电离程度在同温同浓度下相等,溶有一定量氨的氯化铵溶液呈碱性。
现向少量的Mg(OH)2悬浊液中,加入适量的饱和氯化铵溶液,固体完全溶解。
甲同学的解释是:Mg(OH)2(固)Mg2++2OH-……①NH+H2O NH3·H2O+H+……②H++OH-H2O……③由于NH水解显酸性,H+与OH-反应生成水,导致反应①平衡右移,沉淀溶解;乙同学的解释是:Mg(OH)2(固)Mg2++2OH-……①NH+OH-NH3·H2O……②由于NH4Cl电离出的NH与Mg(OH)2电离出的OH-结合,生成了弱电解质NH3·H2O,导致反应①的平衡右移,Mg(OH)2沉淀溶解。
(1)丙同学不能肯定哪位同学的解释合理,于是选用下列中的一种试剂,来证明甲、乙两位同学的解释只有一种正确,他选用的试剂是___________(填写编号)。
A.NH4NO3B.CH3COONH4C.Na2CO3D.NH3·H2O(2)请你说明丙同学作出该选择的理由________________________________ _ 。
(3)丙同学将所选试剂滴入Mg(OH)2的悬浊液中,Mg(OH)2溶解;由此推知,甲和乙哪位同学的解释更合理___________(填“甲”或“乙”);完成NH4Cl饱和溶液使Mg(OH)2悬浊液溶解的离子方程式_________________。
参考答案1.A 解析:A项,沉淀溶解平衡是一个动态平衡,正确;B项,沉淀溶解平衡存在,则肯定存在Ag+和Cl-,错误;C项,如果加入盐酸后溶液中Cl-的浓度小于原饱和溶液中Cl-的浓度,则不产生沉淀,错误;D项,向含有AgCl的悬浊液中加入NaBr固体,AgCl沉淀会转化为AgBr沉淀,错误。
2.D 解析:难溶物的溶解度和K sp只受难溶物的性质和温度的影响,因此加水,溶解度和K sp均不变。
3.D 解析:K sp只与难溶电解质的性质和外界温度有关,故A、C项正确;K sp(ZnS)>K sp(CuS),所以由ZnS向CuS转化容易实现,B项正确;只有具有相同结构的难溶物如AgCl、AgBr、AgI,K sp小的溶解度小,而不同结构的难溶物如Ag2SO4和AgI,K sp小的溶解度不一定小,故D项错误。
4.A 解析:①反应放热,升高温度,平衡逆向移动,正确;②K sp=c(Ca2+)·c2(OH- )是溶度积常数的表达式,溶度积常数随温度变化而变化,错误;③会生成CaCO3,使Ca2+浓度减小,错误;④加入氢氧化钠溶液会使平衡左移,有Ca(OH)2沉淀生成,但Ca(OH)2的溶度积较大,要除去Ca2+,应把Ca2+转化为更难溶的CaCO3,错误;⑤恒温下K sp不变,加入CaO后,溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液,pH不变,错误;⑥加热,Ca(OH)2的溶解度减小,溶液的pH降低,错误;⑦加入Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移动,Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体,固体质量增加,正确;⑧加入NaOH固体,平衡向左移动,Ca(OH)2固体质量增加,错误。
5.C 解析:解答本题时应特别注意,难溶物的K sp越大,在溶液中越难形成沉淀;Al(OH)3能溶于过量的NaOH溶液。
由于Al(OH)3的K sp比Fe(OH)3的K sp大,故在混合液中加入NaOH溶液时,先生成Fe(OH)3沉淀,而不生成Al(OH)3沉淀,当Fe(NO3)3反应完全后再生成Al(OH)3沉淀,继续加入NaOH溶液,Al(OH)3沉淀又溶解,故只有C符合题意。
6.C 解析:根据溶度积数值可以计算出x数值为2×10-5;c点Q c>K sp,故有沉淀生成;加入蒸馏水后d点各离子浓度都减小,不可能变到a点保持钙离子浓度不变;溶度积只与温度有关,b点与d点对应的溶度积相等。
点拨:明确图像中纵、横坐标的含义→理解图像中线上的点、线外点的含义→抓住K sp 的特点,结合选项分析判断。
7.B 解析:根据题意,图中曲线为沉淀溶解平衡曲线,曲线上的所有点对应的溶液都是达到沉淀溶解平衡的溶液,D项正确;选取曲线上的b、c两点,当溶液中两种阳离子浓度相同时,Fe(OH)3饱和溶液中的OH-浓度小于Cu(OH)2饱和溶液中的OH-浓度,所以K sp[Fe(OH)3]<K sp[Cu(OH)2],A项正确;向Fe(OH)3饱和溶液中加入NH4Cl固体,促进了氢氧化铁的溶解,溶液中铁离子浓度增大,B项错误;由于一定温度下的水溶液中,水的离子积是一个常数,所以c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)乘积相等,C项正确。
溶度积(K sp)反映了电解质在水中的溶解能力,对于阴、阳离子个数比相同的电解质,K sp的数值越大,难溶电解质在水中的溶解度越大;但对于阴、阳离子个数不同的电解质,不能通过直接比较K sp数值的大小来确定溶解度的大小。
8.D 解析:K sp只与温度有关,A项不正确;B项混合后可能Ag+或Cl-有剩余,不一定有c(Ag+)=c(Cl-);C项Q c=K sp时达到溶解平衡,没有AgCl沉淀析出;D项符合沉淀转化的规律。
点拨:(1)K sp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。
(2)同温条件下,对于同类型物质,K sp数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强。
如由K sp数值可知,溶解能力:AgCl>AgBr>AgI,Cu(OH)2<Mg(OH)2。
9.(1)Mg(HCO3)2MgCO3↓+H2O+CO2↑,MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑(2)C 碳酸钙的溶解度小于硫酸钙的溶解度(3)CaCO3、MgCO3解析:(1)锅炉水垢中含有Mg(OH)2的原因为Mg(HCO3)2MgCO3↓+H2O+CO2↑,MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑。