沉淀溶解平衡

1第三节沉淀溶解平衡【教材分析】本节仍然按照由简单到复杂、逐步递进的原则构建沉淀溶解平衡，首先分析单一难溶电解质在水中的行为，建立起沉淀溶解平衡的概念，引入描述这种平衡常数——溶度积；在沉淀溶解平衡的基础上分析沉淀的溶解和生成，最后考虑比较复杂的沉淀转化的问题。【教学建议】沉淀溶解平衡内容虽然比较抽象，但与化学平衡有许多相似地方，是平衡理论的一个重要应用，学习时只要充分利用已经掌握的旧知识作为基础去探究新知识。同时运用已学知识，解决在实际工业生产中的应用，本节学习目标能顺利达成【2014考试说明】了解难溶电解质的沉淀溶解平衡及沉淀转化的本质（不要求用浓度积常数进行相关计算）【课程标准】选修4化学反应原理主题3溶液中的离子平衡内容标准活动与探究建议能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀转化的本质。①实验：沉淀的转化。②查阅资料并交流：含氟牙膏预防龋齿的化学原理，提出加氟预防龋齿需要注意的问题。2山东省教学内容调整意见内容标准调整意见5．能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀转化的本质。溶度积不作教学要求。【本节课内容框架】【重点与难点】重点①平衡常数（溶度积、溶度积与溶解能力的关系）②平衡的移动：（根据Ksp和Q的大小判断平衡移动的方向，沉淀的溶解、生成与转化）难点沉淀的转化【教学时间】教参安排：2课时第3节沉淀溶解平衡第一课时【学习目标】3（1）知道难溶电解质的沉淀溶解平衡，并能结合实例进行描述。（2）能描述沉淀溶解平衡，能写出溶度积的表达式，知道溶度积常数（溶度积）的含义、影响因素。（3）知道沉淀溶解平衡的影响因素。【学习重难点】平衡常数（溶度积、溶度积与溶解能力的关系）【温故知新区】1、化学平衡常数的影响因素是？温度2、难溶物在水中是否是完全不能溶解？不是【课前预习区】1、阅读课本P91在一定条件下的饱和溶液里，沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等的状态。形成电解质的_饱和溶液，达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。2、写出下表中各难溶电解质的沉淀溶解平衡常数（即溶度积）表达式沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡常数（Ksp）AgCl(s)Ag+(aq)+Cl—(aq)Ksp=[Ag+][Cl—]4Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH—(aq)Ksp=[Mg2+][OH—]2Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH—(aq)Ksp=[Fe3+][OH—]3PbI2(s)Pb2+(aq)+2I—(aq)Ksp=[Pb2+][I—]2【预习达标区】下列说法中正确的是（C）A、物质的溶解性为难溶，则该物质完全不溶于水B、不溶于水的物质溶解度为0克C、绝对不溶解的物质是不存在的D、某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为零【课堂互动区】加热可以使天然水中的Ca（HCO3）2与Mg（HCO3）2分别分解为CaCO3与MgCO3沉淀。有的同学可能认为水垢的成分应为CaCO3与MgCO3沉淀的混合物，但实际上水垢的主要成分却是CaCO3与Mg（OH）2的混合物，你知道其中的Mg（OH）2是怎样生成的吗？在处理污水时，可以向其中加入FeS固体，以除去Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。在过程中发生哪些化学反应？【设计意图】栏目中的两个反应为生活和生产中的实例，又与学生的已有认识相矛盾，以此来激发学生的思考。【备用例子】“高露洁高钙牙膏护牙大揭秘”，请阅读以下资料成人每天需摄入钙0.7g，需摄入磷1.4g。钙离子和磷酸根进入人体后，形成不同形式的钙的磷酸盐，其中以难溶物羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3OH]最稳定。人体内99%以上的钙和85%左右的磷以羟基磷5酸钙的形式存在于骨骼和牙齿中。牙齿中的羟基磷酸钙在水中能极少量溶解：Ca5(PO4)3OH(s)错误!未找到引用源。5Ca2＋(aq)＋3PO43－(aq)＋OH－(aq)高露洁高钙牙膏含有钙和氟能够有效的防止蛀牙，使牙齿更坚固，你知道为什么吗？【合作探究】p90实验实验药品：碘化铅，蒸馏水，0.1mol·L-1KI溶液，AgNO3溶液实验器材：试管及试管架，胶头滴管实验步骤：1、在装有少量难溶的PbI2黄色固体的试管中，加入约15ml的蒸馏水，充分震荡后静置2、待上层液体变澄清后，取上层清液（约5ml）于试管中，向其中滴加几滴0.1mol/LKI溶液，观察现象。3、另取1中试管上层清液（约5ml），向其中滴加几滴0.1mol/L的AgNO3溶液，观察现象【设计意图】通过该实验说明在上层清液中存在Pb2+，由此得出难溶电解质也可以一定程度的溶于水这一重要结论，通过感性认识来纠正学生的错误认识，并由此建立起沉淀溶解平衡的概念。【问题组1】（1）2、3的现象分别是？如何解释所观察的现象？产生沉淀6（2）PbI2在水中是一个什么样的过程呢？是溶解还是沉淀呢？溶解（3）在试管1中的固体不随时间的变化而变化，说明其溶解的速率与其沉淀生成速率存在什么关系？相等（4）能否用一个式子表示出PbI2在水中存在的这一过程？【知识整理1】1．沉淀溶解平衡（1）定义：【课前预习区】1结合化学平衡请同学们总结沉淀溶解平衡特征有哪些？逆、动、等、定、变（2）沉淀溶解平衡表达式【问题组2】（1）根据【课前预习区】2中表格总结平衡常数与溶度积的关系是什么？平衡常数就叫做溶度积（2）溶度积与哪些因素有关系？溶度积(Ksp)的大小与难溶电解质性质和温度有关（3）根据下表数据回答，怎样比较难溶电解质在水中的溶解能力大小？相同类型(如AB型)的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶附表：一些难溶电解质在25℃时的溶度积、PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)7【知识整理2】2、溶度积（1）表达式：在一定温度下，难溶电解质MmNn在饱和溶液中建立下列的沉淀溶解平衡：MmNn(固体)mMn+(aq)+nNm－(aq)溶度积常数可以表示为：Ksp=[Mn+]m[Nm－]n；（2）影响溶度积的因素①内因：难溶电解质本身的性质；②外因温度：温度升高，多数溶解平衡向溶解方向移动，即Ksp增大。③溶度积的意义：相同类型(如AB型)的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶。如:Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)Ksp(AgI)溶解度:AgClAgBrAgI【问题探究】对于平衡AgCl（s）Ag+(aq)+Cl—(aq)，若改变下列条件，对其平衡有何影响？条件平衡移动方向C(Ag+)C(Cl—)Ksp溶解度（S）升高温度向右增大增大增大增大加水向右不变不变不变不变平衡8加NaCl(s)向左减小增大不变减小加AgNO3(s)向左增大减小不变减小【知识整理3】3、影响沉淀溶解平衡的因素1.内因：沉淀本身的性质2.外因：温度：温度升高，多数溶解平衡向溶解方向移动。浓度：稀释：向溶解方向移动同离子效应：加入相同的离子，向生成沉淀的方向移动【本节课你的收获】1、沉淀溶解平衡的定义、特征以及表达式2、溶度积表达式、影响因素、意义3、沉淀溶解平衡的影响因素【课后巩固区】1.如果溶解度的单位是mol·L-1，下列说法正确的是(B)A.溶度积小的物质一定比溶度积大的物质溶解度小B.对同类型的难溶物，溶度积小的一定比溶度积大的溶解度小C.难溶物质的溶度积与温度无关D.难溶物的溶解度仅与温度有关2.25℃时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在平衡PbI2=Pb2++2I-，加入KI溶液，下列说法正确的是（C）A.溶液中Pb2+和I-浓度都增大B.溶度积常数Ksp增大9C.沉淀溶解平衡向左移动D.PbI2固体质量不变3.一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列平衡：Ca(OH)2==Ca2+＋2OH-,当向混合液中加入少量生石灰，又恢复到原温度时，下列说法正确的是（AC）Ａ.溶液中Ca2+数目减少Ｂ.溶液中［Ca2+］增大Ｃ.溶液pH值不变Ｄ.溶液中H2O量不变4.在一定温度下，把一块外形不规则的硫酸铜晶体投入硫酸铜饱和溶液里，隔一段时间后取出（假定温度不变及溶剂不蒸发），发现晶体外形变成规则的了。下列有关溶液、溶质、晶体的变化情况，正确的是（C）编号晶体质量溶液中溶质质量溶液是否饱和Ａ增加减小饱和Ｂ减小增加饱和Ｃ不变不变饱和Ｄ增加减小不饱和5.在一定温度下,AgCl的饱和溶液中［Ag＋］和［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。则溶液中［Ag＋］由大到小排列的正确顺序是(B)(A)④②③①(B)①②④③(C)①②③④(D)①③②④6.在含AgCl固体的饱和溶液中，分别加入下列物质，对AgCl的溶解度有什么影响，并解释之。(1)盐酸氯离子浓度增大，平衡左移，氯化银溶解度降10低；(2)AgNO3银离子浓度增大，平衡左移，氯化银溶解度降低；(3)KNO3无影响；(4)氨水铵根离子和阴离子反应应使银离子浓度降低，平衡右移，氯化银溶解度增加。7.在平衡体系Ca(OH)2(s)Ca2++2OH-中，能使Ca(OH)2减小的是（AB）A.Na2CO3溶液B.AlCl3溶液C.NaOH溶液D.CaCl2溶液第四节沉淀溶解平衡第二课时【学习目标】1.能运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化过程进行分析，知道沉淀转化的本质并能对2.相关实验的现象以及生活中的一些相关问题进行解释【学习重难点】平衡的移动：（根据Ksp和Q的大小判断平衡移动的方向，沉淀的溶解、生成与转化）【温故知新区】1.化学平衡移动的影响因素有哪些？如何影响？温度、浓度、压强2.有哪些方法可以使沉淀溶解平衡发生移动？温度、浓度11【课前预习区】1.如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加入钡盐还是钙盐？为什么？钡盐，硫酸钡难溶2.你认为的天然水中的Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2在加热时是如何反应的？天然水加热形成的水垢的成分是碳酸钙和氢氧化镁。【预习达标区】1.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（B）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，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解2.将AgNO3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AgCl_____→_AgBr____→__AgI___。出现这种颜色变化的原因是：_Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)Ksp(AgI)【课堂互动区】【问题组1】（1）为何大多数难溶氢氧化物和弱酸盐都能溶于强酸？大多数微溶氢氧化物和弱酸盐都能溶于强酸中。Fe(OH)3能溶于盐酸，12由于强酸溶液中的H+能与OH-反应生成了H2O，使OH—浓度减小，溶液中QKsp，使平衡向Fe(OH)3向溶解的方向移动，使沉淀溶解。（2）为何FeS不溶于水但能溶于酸？FeS能溶于盐酸，由于溶液中生成了弱电解质H2S，使S2—浓度减小，溶液中QKsp，使平衡向FeS向溶解的方向移动，使沉淀溶解。（3）医学上为何用硫酸钡做内服造影剂而不能用碳酸钡？课本P92【知识梳理1】1、沉淀的溶解沉淀溶解的原因：当QcKsp时，沉淀溶解即反应向沉淀溶解的方向进行，直到平衡状态。【问题组2】（1）溶洞里钟乳石、石笋、石柱是怎样形成的？（2）大海中珊瑚的形成原理？（3）如果误服可溶性钡盐应如何抢救？为什么？【知识梳理2】2、沉淀的生成：沉淀生成的原因：当QcKsp时，离子生成沉淀即反应向生成沉淀方向进行，直到平衡状态。【归纳提升】沉淀的溶解与生成Q＞KSP时，溶液为过饱和溶液，沉淀生成。Q＝KSP时，溶液为饱和溶液，处于平衡状态。Q＜KSP时，溶液为未饱和溶液，沉淀溶解。上述关系即为称为溶度积规则。沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的条件是离子浓度13的大小，控制离子浓度的大小，可以使反应向所需要的方向转化【合作探究】p94实验【问题组3】（1）以上实验各有什么现象？白色沉淀转化为黑色（2）为什么ZnS