(通用版)2018_2019版高中化学第三章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学案
- 格式:doc
- 大小:495.00 KB
- 文档页数:13
1第四节 难溶电解质的溶解平衡(第1课时 )溶解平衡概念和溶度积K SP【学习目标】1.掌握难溶电解质的溶解平衡;2.理解难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点,正确理解和掌握溶度积K SP 的概念,会用溶度积进行有关计算。
【学习重、难点】难溶电解质的溶解平衡。
【知识链接】1.举例说明学过的“平衡” 它们有哪些特征?平衡特征:“____、_____、_____、_____、______” 。
2.平衡移动原理——勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度、或压强等) ,平衡就向能够_________ 这种改变的方向移动。
3.什么叫饱和溶液?什么叫不饱和溶液?一定温度下,在一定量的溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液叫该溶质的饱和溶液;还能继续溶解某种溶质的溶液叫该溶质的不饱和溶液。
4.溶解性是指:一种物质溶解在另一种物质中的能力。
溶解性是物质的_______性质。
溶解性大小跟溶质、溶剂的性质有关。
物质的溶解性只能粗略表示物质的溶解能力的强弱,为了精确表示物质的溶解能力,化学上引入了“溶解度”的概念。
5.溶解度: 在_______下, 某固态物质在____克溶剂里达到______状态时所溶解的最大质量。
叫做这种物质种物质在这种溶剂里的溶解度。
一般:大多数物质的溶解度随温度的升高而 ,但Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而 ,NaCl 的溶解度受温度的影响 。
一、电解质的溶解性与溶解度的关系物质的溶与不溶是_______的,难溶≠不溶。
绝对不溶的电解质是 的。
【例】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 、③H 2SO 4、④MgCO 3、⑤CaSO 4、⑥Ca(OH)2、⑦CaCO 3、⑧BaSO 4、⑨Mg(OH)2二、难溶电解质溶解平衡【实验】向盛有2 mL 0.1mol/LAgNO 3溶液的试管中加入2 mL 0.1 mol/L NaCl 溶液。
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。
一、难溶电解质的溶解平衡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1.实验探究(1)在装有少量难溶的AgCl白色固体的试管中,加入约5 mL蒸馏水,充分振荡后静置。
①取约2 mL上层清液于另一试管中,滴加浓盐酸,观察到的现象是有白色沉淀生成。
②由上述实验得出的结论是原上层清液中含有Ag+。
(2)分析AgCl的溶解过程:AgCl在溶液中存在下述两个过程:一方面,在水分子作用下,少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面溶于水中,即存在溶解过程;另一方面,溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引,回到AgCl的表面析出,即存在沉淀过程。
在一定温度下,当AgCl溶解和生成的速率相等时,达到溶解平衡状态,得到AgCl的饱和溶液。
(3)AgCl溶于水的平衡方程式是AgCl(s)溶解沉淀Cl-(aq)+Ag+(aq),由于沉淀、溶解之间的这种动态平衡的存在,决定了Ag+和Cl-的反应不能进行到底。
(4)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1.0×10-5mol·L -1时,沉淀就达完全。
2.溶解平衡的概念与特征(1)概念: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。
(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)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。
3.溶解平衡的影响因素已知溶解平衡: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:(以上浓度变化均指平衡后和原平衡比较)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。
例1判断正误(对的打“√”,错的打“×”)(1)难溶电解质的溶解度为0( )(2)等物质的量的AgNO3和NaCl混合后,溶液中不存在Ag+和Cl-( )(3)对于“AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)”,说明溶解的AgCl部分电离,是弱电解质( )(4)当改变外界条件时,沉淀溶解平衡会发生移动,直至达到新的平衡( )(5)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( )(6)溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L-1时,可视为沉淀完全( )答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5) ×(6)√考点沉淀溶解平衡题点沉淀溶解平衡与饱和溶液的特征例2Mg(OH)2固体在水中存在下列溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),欲减少Mg(OH)2固体的量,可以加入少量的( )A.NaOH固体B.NaCl固体C.NaHSO4固体D.MgSO4固体答案 C解析欲使Mg(OH)2减少,应使平衡右移,NaHSO4电离产生的H+会使平衡体系中c(OH-)减小,而使沉淀溶解平衡右移,Mg(OH)2固体的量减小。
考点沉淀溶解平衡题点改变离子浓度引起的沉淀溶解平衡的移动二、溶度积常数1.溶度积常数在一定温度下,沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液,其离子浓度不再发生变化,溶液中各离子浓度幂之积为常数,叫做溶度积常数(简称溶度积),用K sp表示。
2.溶度积常数的表达式(1)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)K sp=c(Ag+)·c(Cl-);(2)Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)K sp=c(Fe3+)·c3(OH-);(3)A m B n(s)m A n+(aq)+n B m-(aq)K sp=c m(A n+)·c n(B m-)。
3.溶度积常数的应用通过比较溶度积与溶液的离子积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:(1)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。
(2)Q c=K sp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。
(3)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。
溶度积常数的理解(1)溶度积的意义①溶度积K sp 值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关,与浓度无关。
②K sp 大小反映难溶电解质的溶解能力。
③相同类型的电解质,溶度积越小,其溶解度越小。
④不同类型的电解质,溶度积小的电解质的溶解度不一定比溶度积大的溶解度小。
(2)根据溶度积能计算出饱和溶液中离子浓度,由溶液体积可计算出溶解的溶质的物质的量。
例3 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 值变大B.AgNO 3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.K sp (AgI)<K sp (AgCl),所以S (AgI)<S (AgCl) 答案 D解析 K sp 只与温度有关,A 项不正确;B 项混合后Ag +和Cl -可能有剩余,但不一定有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 项比较物质的溶解度大小时,要注意物质的类型相同且化学式中阴阳离子的个数比相同,溶度积越小,其溶解度也越小。
如果不同,则不能直接利用溶度积的大小来比较其溶解性,需转化为溶解度进行比较,否则容易误判。
考点 溶度积常数题点 溶度积常数K sp 的综合考查例4 (2017·吉林二中高二月考)Cu(OH)2在水中存在着如下沉淀溶解平衡:Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH -(aq),在常温下,K sp =2×10-20。
某CuSO 4溶液中,c (Cu 2+)=0.02 mol·L -1,在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,需要向CuSO 4溶液加入碱来调节pH ,使溶液的pH 大于( ) A.2 B.3 C.4 D.5 答案 D解析 在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,则Q c =c (Cu 2+)·c 2(OH -)>K sp [Cu(OH)2]=2×10-20,所以c 2(OH -)>2×10-200.02,c (OH -)>10-9 mol·L -1,故应调节pH 大于5。
考点 溶度积常数题点 饱和溶液中溶度积常数、离子浓度、pH 、溶解度等换算1.下列有关AgCl沉淀的溶解平衡状态的说法中,正确的是( )A.AgCl沉淀的生成和溶解不断进行,但速率相等B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-C.升高温度,AgCl的溶解度不变D.向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl的溶解度不变答案 A解析AgCl固体在溶液中存在溶解平衡,所以溶液中有Ag+和Cl-,B错;升高温度,AgCl 溶解度增大,C错;向平衡体系中加入NaCl固体,增大了c(Cl-),溶解平衡左移,AgCl溶解度减小,D错。
考点沉淀溶解平衡题点沉淀溶解平衡与饱和溶液的特征2.下列物质中,溶解度不随pH值变化的是( )A.AgClB.CaCO3C.Fe(OH)3D.Mg(OH)2答案 A解析B、C、D中的物质均随pH值的减小而增大。
考点沉淀溶解平衡题点改变离子浓度引起的沉淀溶解平衡的移动3.(2017·成都七中月考)下列说法正确的是( )A.难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时,沉淀和溶解立即停止B.K sp越小,难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱C.K sp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关D.相同温度下,AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的溶解能力相同答案 C解析难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡,是动态平衡,沉淀和溶解的速率相同,故A项错误;K sp可用来判断相同类型的化合物在水中的溶解度大小,但如果化合物的类型不同,就不能直接进行判断,故B项错误;沉淀溶解平衡存在溶度积常数,K sp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关,故C项正确;相同温度下,AgCl在水中的溶解能力大于在NaCl溶液中的溶解能力,因为NaCl溶液中的氯离子对氯化银的溶解起到抑制作用,故D 项错误。
考点溶度积常数题点溶度积的影响因素——物质本性、温度4.向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化),下列数值变小的是( )A.c(CO2-3)B.c(Mg2+)C.c(H+)D.K sp(MgCO3)答案 A解析在存在MgCO3固体的溶液中存在沉淀溶解平衡:MgCO3(s)Mg2+(aq)+CO2-3(aq),滴加少许浓盐酸,浓盐酸与CO2-3反应促使平衡向右移动,则c(Mg2+)和c(H+)增大,c(CO2-3)减小,温度不变,K sp(MgCO3)不变,故A正确。
考点沉淀溶解平衡题点改变离子浓度引起的沉淀溶解平衡的移动5.在0.10 mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的pH=8时,c(Cu2+)=________ mol·L-1(K sp[Cu(OH2)]=2.2×10-20)。