选修4第四单元沉淀溶解平衡

第1页,共5页第四单元沉淀溶解平衡【目标要求】（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）了解难溶物在水中的沉淀溶解平衡特点，理解和掌握溶度积KSP的概念。（3）能运用溶度积规则判断分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。（4）了解沉淀溶解平衡在生产生活中的应用（沉淀生成、分步沉淀，沉淀的溶解和转化）。【教学重点、难点】（1）沉淀溶解平衡的建立及特点。（2）运用溶度积规则判断分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化及沉淀溶解平衡在生产生活中的应用。第一课时【教学过程】引言：某温度下，溶质B的饱和溶液——不能再溶解溶质B的溶液可计算出溶质B在该温度下的溶解度（S）难溶微溶易溶0.010.1m(g)因而，难溶只是指其溶解度很小，而非绝对不溶。思考：10mL0.1mol/LＡgNO3和11mL0.1mol/LNaCl完合混合后，溶液中还有Ag+吗？如何证明？〖活动与探究〗实验过程现象解释与结论10mL1mol/LAgNO311mL1mol/LNaCl取上层清液适量，滴加少量KI溶液一、沉淀溶解平衡：沉淀溶解过程——速率v1AgCl（s）Ag++Cl—沉淀生成过程——速率v2v1＞v2——沉淀溶解——溶液不饱和v1=v2——溶解的沉淀=生成的沉淀——溶液饱和——处于平衡状态v1﹤v2——沉淀生成——溶液过饱和▲1、概念：一定温度下，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，人们将这种平衡称为沉淀溶解平衡。▲2、特点：第2页,共5页逆：是一个可逆的过程等：v1=v2动：v1=v2≠0——动态平衡定：溶液中溶质的分子或离子的浓度不再变化。变：当条件改变时，溶质的溶解平衡可发生移动，达到新的平衡。▲3、影响沉淀溶解平衡的因素：（1）内因：溶质本身的性质○1绝对不溶的物质是没有的。○2同是难溶物质，溶解度差别也很大。○3易溶溶质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。少数平衡向生成沉淀的方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡。▲思考：写出AgCl（s）Ag++Cl—的平衡常数表达式。二、溶度积常数：（简称溶度积）表示：Ksp特点：○1一定温度下，为一常数。讨论：表3—14，探讨Ksp与溶解度（S）的关系。○2Ksp的大小反映了难溶物在水中的溶解能力。Ksp越大，其溶解能力越强。练习1：请写出PbI2Cu(OH)2BaSO4CaCO3Al(OH)3CuS的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式〖问题解决〗1、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？2、讨论：对于平衡AgCl（s）Ag++Cl—，若改变条件，对其有何影响？条件平衡移动方向C(Ag+)C(Cl—)Ksp溶解度（S）升高温度加水加入NaCl(s)加入AgNO3(s)3、课本P86：2平衡第3页,共5页第二课时【教学过程】引言：对于平衡AgCl（s）Ag++Cl—，运用Ksp与溶液中的离子积Qc的关系分析：增加C(Ag+)或C(Cl—)，平衡为什么向生成沉淀的方向移动？Qc=C(Ag+)﹒C(Cl—)Qc＞Ksp时：平衡向生成沉淀的方向移动——有沉淀生成Qc=Ksp时：平衡不移动Qc﹤Ksp时：平衡向沉淀溶解的方向移动——沉淀溶解▲增加C(Ag+)或C(Cl—)，平衡向生成沉淀的方向移动———同离子效应三、沉淀溶解平衡的应用：引：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。1、沉淀的生成：【交流与讨论】课本P82①如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，为什么要尽快用5.0%的硫酸钠溶液给患者洗胃？思考：为什么不使用碳酸钠溶液？②将溶液的pH调节到3—4，可除去硫酸铜溶液中的铁离子。（25℃时，SCu(OH)2》SFe(OH)3）若Cu(OH)2的溶度积为Ksp1，Fe(OH)3的溶度积为Ksp2，则调节pH后，Qc1=c(Cu2+)·c2(OH—)Qc2=c(Fe3+)·c3(OH—)应使Qc2＞Ksp2而Qc1﹤Ksp1，此时3﹤pH﹤5,生成Fe(OH)3沉淀而Cu(OH)2不沉淀。③精制食盐水时，可加入适量的氢氧化钠溶液除去氯化钠溶液中的镁离子。例1:AgCl的Ksp=1.80×10-10,将0.001mol/LNaCl和0.001mol/LAgNO3溶液等体积混合,是否有AgCl沉淀生成?解:两溶液等体积混合后,Ag+和Cl—浓度都减小到原浓度的1/2.c(Ag+)=c(Cl—)=1/2×0.001mol/L=0.005mol/L在混合溶液中,则C(Ag+)﹒c(Cl-)=(0.005)2=2.5×10-5＞Ksp,所以有AgCl沉淀生成。▲归纳：当溶液中Qc＞Ksp时，平衡向生成沉淀的方向移动——有沉淀生成，因而要使溶液中的某离子生成沉淀而除去，可增加能与之结合成更难溶物质的离子的浓度。练习1：为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是（）A、NaOHB、Na2CO3C、氨水D、MgO练习2：将足量BaCO3分别加入：①30mL水②10mL0.2mol/LNa2CO3溶液③50mL0.01mol/L氯化钡溶液④100mL0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为：_____[为什么吃糖过多易导致龋齿？Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43—(aq)+OH—(aq)】了解2、沉淀的溶解溶解沉淀的方法：①加入足量的水②使沉淀转化为气体第4页,共5页③使沉淀转化为弱电解质练习3：试用平衡移动原理解释下列事实：1、FeS难溶于水，但却能溶于稀盐酸中。2、AgCl沉淀能溶于氨水3、Mg(OH)2能溶于铵盐【为什么氟化物可防治龋齿？Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43—(aq)+OH—(aq)+F—Ca5(PO4)3F(s)3、沉淀的转化：▲加入可与体系中某些离子发生反应生成更难溶电解质的离子，平衡会向溶解的方向移动，同时生成另一种溶解度更小的沉淀。练习3：将AgNO3溶液加入氯化钠溶液中，再依次加入溴化钠溶液、碘化钾溶液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：_____▲沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动。一般说来，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。4、分步沉淀：例2:已知AgCl的Ksp=1.80×10-10,Ag2CrO4的Ksp=1.1×10-12。在0.1mol/LKCl和0.1mol/LK2CrO4混合溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,问AgCl和Ag2CrO4两种电解质,哪个最先产生沉淀?解:设混合液中产生AgCl沉淀时,所需c(Ag+)为xmol/L,而产生Ag2CrO4沉淀时,所需c(Ag+)为ymol/L;根据溶度积常数表达式,则因为x《y,就是说产生AgCl沉淀时所需c(Ag+)远小于产生AgCrO4沉淀时所需c(Ag+)。所以，在混合溶液中，逐滴加入AgNO3溶液时，最先析出AgCl白色沉淀；只有溶液中c(Ag+)达到3.3×10-6mol/L以上时，才能析出Ag2CrO4砖红色沉淀。▲溶液中有两种以上能与同种离子反应产生沉淀的离子时，最先析出的是溶解度较小的化合物，这就是分步沉淀。巩固提高：1、己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)2(s)Ca2+＋2OH－，CaCO3(s)Ca2+＋CO32－。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2，CO2等，为了除去有害气体SO2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：①S02与CaCO3悬浊液反应②S02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第5页,共5页2、以BaS为原料制备Ba(OH)2·8H2O的过程是：BaS与HCl反应，所得溶液在70℃～90C时与过量NaOH溶液作用，除杂，冷却后得到Ba(OH)2·8H2O晶体。据最新报道，生产效率高、成本低的Ba(OH)2·8H2O晶体的新方法是使BaS与CuO反应……1．新方法的反应方程式为：2．该反应反应物CuO是不溶物，为什么该反应还能进行：3．简述新方法生产效率高、成本低的原因。答案：1．(1)①2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4·H2O)+2CO2或2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4·H2O)+2CO2②2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2(CaSO4·2H2O)或2SO2+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4+2H2O(2)Ca(OH)2微溶于水，石灰水中Ca(OH)2浓度小，不利于吸收SO22．（1）BaS＋CuO＋9H2O＝Ba(OH)2·8H2O＋CuS［也可写Ba(OH)2］（2）CuS的溶度积比CuO小得多（更难溶），有利于该反应正向进行。（3）CuS为难溶物（未反应的CuO也不溶），过滤后，将滤液浓缩、冷却，就可在溶液中析出Ba(OH)2·8H2O晶体，故生产效率高；CuS在空气中焙烧氧化可得CuO与SO2，故CuO可反复使用（SO2可用于制硫的化合物），因而成本低。课后练习：课本P86练习与实践附表2-7：一些微溶电解质的溶度积（18～25℃）微溶电解质Ksp微溶电解质KspAgBr5.0×10-13Ca3(PO4)22.0×10-29AgCl1.8×10-10Mg(OH)21.8×10-11Ag2CrO41.1×10-12Cu(OH)22.2×10-20AgI8.3×10-17CuS6.3×10-36Ag2S6.3×10-50Fe(OH)28.0×10-16Al(OH)31.3×10-33Fe(OH)34×10-38BaCO3BaSO45.1×10-91.1×10-10HgS(红色)4×10-53CaCO32.8×10-9PbS8.0×10-28CaF22.7×10-11CaC2O44×10-9例1:AgCl的Ksp=1.80×10-10,将0.001mol/LNaCl和0.001mol/LAgNO3溶液等体积混合,是否有AgCl沉淀生成？