第四节 难溶电解质的溶解平衡
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第三章第四节难溶电解质的溶解平衡(学案)教学目标(1)了解饱和溶液、溶解度的概念。
会分析溶解度曲线(2)了解难溶电解质的溶解平衡(3)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。
(4)掌握运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。
教学重难点运用平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。
教学过程:一、溶液思考:1、什么是饱和溶液?饱和溶液有何特征?2、饱和溶液是否浓度一定大?稀溶液是否一定不饱和?3、固体溶解度如何定义的?气体溶解度如何定义的?溶解度都受哪些因素的影响?溶解过程为什么会有热量的变化?二、沉淀溶解平衡1.一些电解质如BaSO4在水中只能溶解很少、可以说是难以溶解,所以称为______________。
尽管这些电解质难以溶解于水中,但在水中也会建立一种________ _____。
2.难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样,合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律,其基本特征为:(1)________ ____(2)__ ______ ____ (3)________ ____(4)________ ____3.难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡,其平衡常数称为_______ __,简称_______ __。
对于AmBn(s) mA n++nB m-K SP=练习2、请写出PbI2 Cu(OH)2 BaSO4 Ag2CrO4 Al(OH)3 CuS的沉淀溶解平衡与溶度积K SP表达式4.溶度积K SP反映了难溶电解质在水中的__ ______ ___,K SP的大小和溶质的溶解度不同,它只与__ ______ 有关,与__ ______ 无关。
利用溶度积K SP可以判断__ ______ __、__ ______ __以及__ _____ _ __。
练习1、25℃下在AgCl固体的饱和溶液中存在AgCl(s) Ag++ Cl-,进行下列操作后有什么变化?2.当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡 Mg(OH)2 Mg2++2OH-,为使固体的量减少,可加入少量的()A. NH4NO3B.NaOHC.MgSO4D.NaHSO43.在一定温度下,AgCl的饱和溶液中C(Ag+)和C(Cl-)的乘积为一常数,现将足量的AgCl固体分别加入①10毫升蒸馏水②30毫升0.1摩/升盐酸③5毫升0.5摩/升NaCl溶液④10毫升0.2摩/升CaCl2溶液,使AgCl溶解并达到饱和。
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[知识梳理]一、难溶电解质的溶解平衡1.固体物质的溶解度(S)与溶解性的关系2.溶解平衡状态在一定温度下,固体溶质在水中形成饱和溶液时,溶液中溶质质量保持不变的状态,该状态下,固体溶质溶解的速率和溶液中溶质分子结晶的速率达到相等,但溶解和结晶仍在进行。
3.沉淀溶解平衡(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,叫做难溶电解质的溶解平衡。
如AgCl溶于水的溶解平衡表示为。
(2)特征二、溶度积常数1.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.写出下列沉淀溶解平衡的溶度积常数的表达式Ag+(aq)+Cl-(aq)(1)AgCl(s)K sp=c(Ag+)·c(Cl-)。
(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)(2)Fe(OH)K sp=c(Fe3+)·c3(OH-)。
B n(s)m A n+(aq)+n B m-(aq)(3)AK sp=[c(A n+)]m·[c(B m-)]n。
[自我检测]1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
Ag+(aq)+Cl-(aq)和AgCl===Ag++Cl-所表示的意义相同。
()(1)反应方程式AgCl(s)(2)降低温度,饱和溶液中一定会有晶体析出。
()(3)只有当溶液中的离子浓度是0时,才能说明沉淀达到完全。
()答案(1)×(2)×(3)×(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),加入少量下列溶液,可使2.石灰乳中存在下列平衡:Ca(OH)Ca(OH)2(s)减少的是()①Na2CO3溶液②AlCl3溶液③NaOH溶液④CaCl2溶液A.①②B.②③C.③④D.①④答案 A3.已知K sp(AgCl)=1.56×10-10,K sp(AgBr)=7.7×10-13,K sp(Ag2CrO4)=9×10-11。
第四节难溶电解质的溶解平衡一、溶解平衡1、难溶物的溶解度是否为0?:2、当AgNO3与NaCl反应生成难溶AgCl时,溶液中是否含有Ag+和C1?此溶液是否为AgCl的饱和溶液?3、难溶电解质(如AgCl)是否存在溶解平衡?并写岀AgCl的溶解平衡表达式。
4、溶解平衡的建立:(1)龙义:在一定条件下,难溶强电解质溶于水,当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时,形成溶质的饱和溶液,达到平衡状态,这种平衡称为沉淀溶解平衡。
(2)特征:(与化学平衡相比较)__________ :可逆过程__________ : v (溶解)=v (沉淀)__________ :达到平衡时,溶液中各离子浓度保持不变__________ :动态平衡,V (溶解)=V (沉淀)*0__________ :当外界条件改变时,溶解平衡将发生移动,达到新的平衡。
[思考]:将一块形状不规则的NaCl固体放入NaCl饱和溶液中,一昼夜后观察发现,固体变为规则的立方体,而质量却未发生变化,为什么?5、影响沉淀溶解平衡的因素(1)_____________________ 内因:(2)_____________________ 外因:遵循原理①浓度:加水,平衡向_____ 方向移动。
②温度:绝大数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,多数平衡向_________ 方向移动。
少数平衡向生成沉淀的方向移动,如Ca(OH)2的溶解平衡。
③同离子效应:向平衡体系中加入相同的离子,使平衡向___________ 的方向移动。
[例题]将足量BaCOj分别加入:①30mL水②10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液③50mL 0.01mol/L 氯化顿溶液④100mL0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。
请确定并溶液中Ba?啲浓度由大到小的顺序为: _二、溶度积(难溶电解质的溶解平衡常数)1、概念:在一泄温度下,难溶强电解质MmAn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,这时的离子浓度幕的乘积是一个常数,叫作溶度积常数,简称溶度积符号为Ksp 2、表达式MmNn(s) mM n+(aq)+nN m(aq) Ksp = [c (M n+])]m-c [(N m)]n例如:AgCl (s) r — Ag+ (aq) + Cl- (aq) Ksp=c (Ag+) -c (Cl )[练习]:请写出下列物质的沉淀溶解平衡方程式与溶度积K SP表达式。
第三章第四节难容电解质的溶解平衡第一课时沉淀溶解平衡重点、难点:1. 难溶电解质的溶解平衡是本节的重点2. 难溶电解质的溶解和转化是本节的难点复习:展示室温下NaCl 的饱和溶液,明确NaCl的溶解时在水分子的作用下实现的。
思考下面几个问题:1、可采用什么方法判断该溶液是否为NaCl的饱和溶液?NaCl 在水溶液中达到溶解平衡状态时有哪些特征?2、要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体,可以采取什么措施?讨论:回忆复习什么叫饱和溶液?什么叫不饱和溶液?一定温度下,不能再溶解溶质的溶液叫饱和溶液;能继续溶解溶质的溶液叫不饱和溶液。
1、取2mLNaCl溶液于一只试管中,加入少量NaCl晶体,充分振荡后,晶体没有溶解,表明该溶液是NaCl的饱和溶液,否则就不是;当NaCl在水溶液里达到溶解平衡状态时,其溶解速率与结晶速率相等,并且只要溶解平衡的条件(如温度、溶剂的量等)不变,该溶液中溶解的NaCl德量就是一个恒定值。
在NaCl的饱和溶液中,存在溶解平衡NaCl(s)=Na+(aq) + Cl-(aq)2、①加热浓缩;②冷冻降温实验取4mLNaCl饱和溶液,滴加1~2滴浓盐酸(约12moL/L),观察实验现象。
实验现象溶液中有固体析出(白色沉淀产生)分析:加浓盐酸使溶液中的c(Cl-)增加,加快了Cl-与Na+的结晶速率,使溶液达到过饱和状态而析出晶体;(溶解平衡向左移动,因而有NaCl晶体析出)。
上述现象说明了什么问题?如果继续想饱和溶液中加入NaCl晶体,溶液中的Cl-与Na+的量会不会增加?说明Cl-与Na+的结晶与NaCl晶体的溶解时一个平衡过程,溶液中的c(Cl-)增大,平衡向结晶方向移动,故有晶体析出。
在饱和溶液中加入晶体,平衡不发生移动,溶液中各离子的量不会增加。
思考:NaCl是一种可溶性的强电解质,溶液中存在溶解平衡,那么难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢?回忆复习什么叫溶解性,溶解度?溶解性是指:一种物质溶解在另一种物质中的能力。
第四节难溶电解质的溶解平衡
【教学目标】
1、让学生掌握难溶电解质的溶解平衡及溶解平衡的应用,并运用平衡移动原理分析、解决沉淀的溶解和沉淀的转化问题。
培养学生的知识迁移能力、动手实验的能力和逻辑推理能力。
2、引导学生根据已有的知识经验,分析推理出新的知识。
【教学重点】难溶电解质的溶解平衡、沉淀的转化
【教学难点】沉淀的转化和溶解
【教学方法】实验法、自主学习、合作探究、多媒体展示
第一课时
【教学过程】
复习引入:
1、复习强电解质、弱电解质的概念。
(讨论醋酸和氯化银各属哪一类)
2、复习酸碱盐的溶解性。
3、分析电解质氯化钠在水中的溶解情况(随氯化钠的增多),演示课件。
提问:当氯化银的溶解速率和结晶速率相等时,体系将处于什么状态?
板书:第四节难溶电解质的溶解平衡
回顾:关于平衡前面我们学习了化学平衡、电离平衡、水解平衡,它们的定义均类似且均遵循平衡移动原理(勒夏特列原理),难溶电解质溶解平衡也不例外。
提问:有哪位同学能模仿化学平衡的定义给出难溶电解质溶解平衡的定义呢?投影:1、定义:一定条件下,电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率,溶液中各离子的浓度保持不变的状态。
(也叫沉淀溶解平衡)
板书:2、特征:等、动、定、变。
板书:表达式:如
强调并板书:变:当条件改变时,强电解质溶解平衡可能发生移动,从而达到新的平衡。
阅读:课本65页-66页
练习1: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、沉淀溶解平衡达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等
C、沉淀溶解平衡达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变。
D、沉淀溶解平衡达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解。
练习2:书写氯化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式
练习3:向有固态氢氧化镁存在的饱和溶液中,分别加入固体醋酸钠、氯化铵时,固体氢氧化镁的质量有什么变化?
板书:4、影响溶解平衡的因素:
提问:应该从那几方面去分析?
(1)内因:电解质本身的性质
展开:不同的电解质在水溶液中溶解的程度不一样,而且差别很大,有的能溶解很多,像NaCl、KCl、NaOH等,这些物质的溶解度大于0.1克,我们通常把它们
称作易溶物质。
有的溶解的不多,如CaSO
4、Ca(OH)
2
等,这些物质的溶解度在
0.01克到0.1克之间,我们通常把它们称作微溶物质,有的溶解的很少,像CaCO
3
、AgCl、AgS等,这些物质的溶解度小于0.01克,我们通常把它们称作难溶物质,在水溶液中我们把它们称作沉淀。
投影
难溶微溶易溶
0.01 0.1 m(g)
难溶物质的溶解度很小,有没有可能等于零呢?
引导学生观察课本表3-4,得:
板书: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。
学生分析:
1、当AgNO
3
与NaCl反应生成难溶AgCl时,溶液中是否含有Ag+和Cl-?
2、难溶电解质(如AgCl)悬浊液中是否存在溶解平衡?如果存在,写出溶解平衡表达式。
3、什么情况下存在溶解平衡?
(2)外因:遵循平衡移动原理
讲述:通常我们讲的外因包括浓度、温度、压强等。
对于溶解平衡来说,在溶液中进行,可忽略压强的影响。
下面请同学们考虑浓度、温度对溶解平衡分别有什么影响?
学生回答,教师总结:
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。
巩固训练:
1、试用文字描述生成氯化银反应达到沉淀溶解平衡的过程,并根据该过程中各反应粒子的变化情况(如最大、变大等)填写下表。
2、下列说法中正确的是
A、物质的溶解性为难溶,则该物质不溶于水
B、不溶于水的物质溶解度为0
C、绝对不溶解的物质是不存在的
D、某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度为零
总结:难溶电解质的溶解平衡作为一种平衡体系,遵从平衡移动原理。
板书设计
一、Ag+和Cl-的反应真能进行到底吗?
1、定义:一定条件下,电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率,溶液中各离子的浓度保持不变的状态。
2、特征:等、动、定、变。
变:当条件改变时,强电解质的溶解平衡可发生移动,达到新的平衡。
3、表达式:如 NaCl
(s)Na+
(aq)
+Cl-
(aq)
4、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:遵循平衡移动原理
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。
第二课时:沉淀反应的应用
难溶电解质的沉淀溶解平衡作为一种动态的平衡,我们可以通过改变条件,控制其进行的方向,沉淀转为溶液中的离子,或者溶液中的离子转化为沉淀。
本节课我们共同探究沉淀反应的应用。
板书:沉淀溶解平衡的应用
1、沉淀的生成
学生思考:向饱和NaCl溶液中加浓盐酸会有什么现象?
学生动手实验:观察实验现象,并运用平衡移动原理,讨论产生现象的原因
总结:③加入相同离子,平衡向沉淀方向移动。
以上是存在溶解平衡时的情况,如果不存在溶解平衡,如何生成沉淀呢?
提问:如果想沉淀溶液中的碳酸根,可以用什么方法?
学生:阅读课本67页第一部分:沉淀的生成。
完成思考与交流。
总结:根据物质的溶解性,加入一种离子生成沉淀即可。
练习1:为除去MgCl
2溶液中的FeCl
3
,可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是
()
A、NaOH
B、Na
2CO
3
C、氨水
D、MgO
2、沉淀的溶解
过渡:既然已经存在沉淀,就存在沉淀溶解平衡。
沉淀的溶解就要从沉淀向溶解方向移动考虑。
提问:结合以前的知识,如果想溶解碳酸钙,可以用什么方法?
学生:阅读课本67页第二部分
教师指导学生完成试验3-3
总结:溶解沉淀的方法:
a)加入足量的水
b)使沉淀转化为气体
c)使沉淀转化为弱电解质
练习2:试用平衡移动原理解释下列事实
1、FeS不溶于水,但却能溶于稀盐酸中。
2、CaCO
3
难溶于稀硫酸,但却能溶于醋酸中。
3、分别用等体积的蒸馏水和0.010mol/L硫酸洗涤BaSO
4
沉淀,用水洗涤造成的
BaSO
4
的损失量大于用稀硫酸洗涤造成的损失量。
过渡提问:当向AgNO
3
和NaCl恰好完全反应的平衡体系中加入I-,若再加入S2-,
会看到什么现象?
学生思考:根据实验3-4的实验步骤,完成实验。
设问:通过实验你观察到了什么现象?
板书:3、沉淀的转化
完成试验3-5,学生阅读68页剩余部分。
总结:④加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。
使
平衡向溶解的方向移动。
练习3:将AgNO
3
溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都会出
现不同颜色的沉淀,沉淀的颜色变化是 _ ____ → _ _ ___ → ____ _。
出
现这种颜色变化的原因是:
_ _____ _
练习4:己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)
2
(固)Ca2+
+2OH-,CaCO
3(固) Ca2++CO
3
2-。
在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO
2
、
O 2、N
2
,CO
2
等,为了除去有害气体SO
2
变废为宝,常常见粉末状的碳酸钙或熟石
灰的悬浊液洗涤废气,反应产物为石膏。
(1)写山上述两个反应的化学方程式:
①S0
2与CaCO
3
悬浊液反应
②S0
2与Ca(OH)
2
悬浊液反应
(2)试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由
小结:沉淀的生成、溶解、转化本质上都是沉淀溶解平衡的移动问题,其基本依据主要有
投影: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。
③加入相同离子,平衡向沉淀方向移动。
④加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。
使
平衡向溶解的方向移动。
阅读70页“科学视野”溶度积
讨论:71页练习
阅读:71页“资料”
板书设计:
沉淀反应的应用
1、沉淀的生成
加入相同离子,平衡向沉淀方向移动。
根据物质的溶解性,加入一种离子生成沉淀即可。
2、沉淀的溶解
溶解沉淀的方法
①加入足量的水②使沉淀转化为气体③使沉淀转化为弱电解质
3、沉淀的转化
加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。
使平衡向溶解的方向移动。