第三章难溶电解质的溶解平衡教案

1/4第三章第四节难溶电解质的溶解平衡【教学目标】1．认识什么是沉淀溶解平衡及沉淀溶解平衡是如何建立的，知道哪些外界条件会影响沉淀溶解平衡。2．认识溶度积的概念，初步学会利用溶度积计算溶液中各离子的浓度。3．知道沉淀溶解平衡有哪些应用，会用沉淀溶解平衡原理解决有关化学问题（如沉淀转化、沉淀生成等）。【教学重点、难点】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的应用。【教学过程】[设问1]：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?解析: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：[引言]：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：[归纳1]：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。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。练习1：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：_____2、沉淀的溶解[归纳2]：根据溶度积原理,沉淀溶解的必要条件是溶液中离子积小于溶度积Ksp因此,创造一定条件,降低溶液中的离子浓度,使离子积小于其溶度积,就可使沉淀溶解.1．生成难解离的物质使沉淀溶解(1)金属氢氧化物沉淀的溶解2/4例如:Mg(OH)2(s)+2HClMgCl2+2H2OMg(OH)2氢氧化物中的OH-，加入HCl后生成H2O，C(OH-)降低，Qc(Mg(OH)2)＜Ksp(Mg(OH)2)，于是沉淀溶解。(2)碳酸盐沉淀的溶解例如:CaCO3(s)+2HClCaCl2+CO2↑+H2OCaCO3的CO32-与酸生成难解离的HCO3-，甚至CO2气体，加入HCl后，H+与溶液中的CO32-反应生成难解离的HCO3-或CO2气体和水，使溶液中C(CO32-)降低，导致Qc(CaCO3)＜Ksp(CaCO3)，故沉淀溶解。(3)金属硫化物沉淀的溶解例如:ZnS(s)+2HClZnCl2+H2S↑在ZnS沉淀中加入HCl，由于H+与S2-结合生成HS-，再与H+结合生成H2S气体，使ZnS的Qc(ZnS)＜Ksp(ZnS)，沉淀溶解。(4)PbSO4沉淀的溶解例如:PbSO4(s)+2NH4AcPb(Ac)2↓+(NH4)2SO4在PbSO4沉淀中加入，能形成可溶性难解离的Pb(Ac)2，使溶液中C(Pb2+)降低，导致PbSO4的Qc(PbSO4)＜Ksp(PbSO4)，沉淀溶解。(5)形成难解离的配离子例如:AgCl(s)+2NH3[Ag(NH3)2]++Cl-在AgCl沉淀加入氨水，由于Ag+可以和氨水中的NH3结合成难解离的配离子［Ag(NH3)2］+，使溶液中C(Ag+)降低，导致AgCl沉淀溶解。2．利用氧化还原反应使沉淀溶解例如:3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2OHgS、CuS等Ksp值很小的金属硫化物就不能溶于盐酸。加入氧化剂，使某一离子发生氧化还原反应而降低其浓度,导致金属硫化物沉淀溶解。。例2、牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH(固)5Ca2++3PO43-+OH-进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是已知Ca5(PO4)3F（固）的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。主动脉用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：根据以上原理，请你提出一种其它促进矿化的方法：解析：H++OH-=H2O，使平衡向脱矿方向移动Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43—(aq)+OH—(aq)+F—Ca5(PO4)3F(s)5Ca2++3PO34+F-=Ca5（PO4）3F↓加Ca2+（或加PO34等）练习2:溶洞的形成：分析其形成原理。3、沉淀的转化：[归纳3]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。[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。例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：_____3/4练习3：在工业废水处理过程中，用FeS等难溶物作为沉淀剂除去废水中的重金属离子（Cu2+、Hg2+等）？练习4：分析化学上将难溶强酸盐（如：BaSO4）转化为难溶弱酸盐（如：BaCO3）原理？拓展：分级沉淀：[归纳]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，。例4：在含有同浓度的I-和Cl-的溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，为什么最先看到淡黄色AgI沉淀，至加到一定量AgNO3溶液后，才生成白色AgCl沉淀？解析：这是因为AgI的溶度积比AgCl小得多，离子积最先达到溶度积而首先沉淀。练习5:在Cl-和CrO42-离子浓度都是0.100mol·L-1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液（忽略体积改变）时，问AgCl和Ag2CrO4哪一种先沉淀？当Ag2CrO4开始沉淀时，溶液中Cl-离子浓度是多少？。巩固提高:练习6．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(2)AgNO3(3)KNO3(4)氨水解：(1)加入盐酸，产生同离子效应，AgCl的溶解度减小。(2)加入AgNO3，产生同离子效应，AgCl的溶解度减小。(3)加入KNO3，产生盐效应，AgCl的溶解度增大。(4)加入氨水，形成[Ag(NH3)2]Cl配合物，AgCl的溶解度增大练习7．计算下列反应的平衡常数，并估计反应的方向。4/4（1）PbS+2HAcPb2++H2S+2Ac-（已知Ksp,PbS=9.04×10-29，Ka,HAc=1.76×10-5）（2）Cu2++H2SCuS（S）+2H+（已知Ksp,CuS=1.27×10-36，H2S的K1=9.1×10-8，K2=1.1×10-12）练习8．AgI沉淀用(NH4)2S溶液处理使之转化为Ag2S沉淀，该转化反应的平衡常数是多少？若在1.0L(NH4)2S溶液中转化0.010molAgI，(NH4)2S溶液的最初浓度是多少？（Ksp,AgI=8.51×10-17；Ksp,Ag2S=6.69×10-50）解：转化反应如下：2AgI+S2-Ag2S+2I-转化0.10molAgI后，溶液I-浓度为：[I-]=0.010/1=0.010(mol·L-1)K=][S][I22=2222]][Ag[S][Ag[I]=SAgsp,AgIp,22KKs=502171069.6)1051.8(=1.08×1017根据平衡常数K值可求出S2-平衡浓度:K=]S[]I[22=][S0.01022=1.08×1017[S2-]=9.2×10-20mol·L-1S2-最初浓度为：1/2×0.010+9.2×10-20=5.0×10-3(mol·L-1)