資源簡介

第1課時 難溶電解質的沉淀溶解平衡
第三章 第四節(jié) 沉淀溶解平衡
核心素養(yǎng)學習目標
1.掌握難溶電解質存在沉淀溶解平衡及影響因素。
2.掌握溶度積常數(shù)的概念并能進行簡單計算、判斷反應進行的方向。

創(chuàng)設情境
【觀察圖片】溶洞的形成。
創(chuàng)設情境
【視頻導學】腎結石是如何形成的？
任務一：沉淀溶解平衡及影響因素
【討論問題】據(jù)以上視頻，討論以下問題。
1. 腎結石的主要成分是什么？
3. 腎結石是如何出現(xiàn)在人的身體里的？
2. 腎結石病有什么防治方法？
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}CaC2O4
80%
難溶于水
Ca3(PO4)2
9%
難溶于水
HUr (尿酸)
5%
微溶于水
【思考問題】閱讀教材P79，思考以下問題：
25 ℃時，溶解性與溶解度的關系
1. 通常我們所說的難溶物是不是真的不溶呢？
幾種電解質的溶解度（20 ℃）
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}化學式
AgCl
AgNO3
AgBr
Ag2SO4
Ag2S
BaCl2
溶解度/g
1.5×10－4
211
8.4×10－6
0.796
1.3×10－16
35.7
化學式
Ba(OH)2
BaSO4
Ca(OH)2
CaSO4
Mg(OH)2
Fe(OH)3
溶解度/g
3.89
3.1×10－4
0.160
0.202
6.9×10－4
3×10－9
難溶 ≠ 完全不溶
2. 生成AgCl 沉淀的離子反應完成后，溶液中是否還有Ag+ 和Cl -？
任務一：沉淀溶解平衡及影響因素
【實驗探究】AgCl的溶解平衡
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}實驗步驟
1.AgCl懸濁液的制備：取 1mL AgNO3溶液，向其中逐滴加入NaCl溶液至不再產生沉淀，靜置。
2. Ag+的檢驗：取上層清液，向其中加入KI溶液，觀察現(xiàn)象。
實驗現(xiàn)象
結論
離子方程式
上層清液中加入KI溶液出現(xiàn)黃色沉淀（AgI）。
上層清液中存在Ag+，AgCl可溶解，存在溶解平衡。
Ag+ +Cl- ==AgCl↓、AgCl(s)?Ag+(aq) +Cl-(aq)、Ag+ +I- == AgI↓
任務一：沉淀溶解平衡及影響因素
【歸納總結】沉淀溶解平衡(以AgCl為例分析)
1、沉淀溶解平衡建立
AgCl在溶液中存在下述兩個過程：
溶解過程：在水分子作用下，少量Ag＋和 Cl-脫離AgCl的表面進入水中。
沉淀過程：溶液中的Ag＋和 Cl-受AgCl表面陰、陽離子的吸引，回到AgCl的表面析出。
υ(沉淀) ＝ υ(溶解)
沉淀不再增多
達到沉淀溶解平衡
充分反應
任務一：沉淀溶解平衡及影響因素
2、沉淀溶解平衡的概念
一定溫度下，當沉淀和溶解的速率相等時，即建立了動態(tài)平衡，叫做沉淀溶解平衡。
特征：逆、等、動、定、變
【歸納總結】沉淀溶解平衡(以AgCl為例分析)
任務一：沉淀溶解平衡及影響因素
【思考交流】沉淀溶解平衡的方程式如何書寫？
AmBn(s) ???????mAn＋(aq)＋nBm－(aq)
?
如AgCl沉淀溶解平衡：
AgCl(s) ??????? Ag+(aq) + Cl-(aq)
?
任務一：沉淀溶解平衡及影響因素
①各微粒要標明聚集狀態(tài) → “s” “aq” 。②要與AgCl電離方程式區(qū)分開。 AgCl是強電解質，完全電離：AgCl == Ag＋＋Cl－。
離子的濃度小于1×10－5 mol·L－1時，已沉淀完全。
【思考交流】當溶液中剩余離子的濃度小于多少時，認為已沉淀完全？
【特別提醒】
難溶電解質本身的結構和性質。
2、外因：
——符合“勒夏特列原理”
①溫度：一般來說，溫度越高，固體物質的溶解度越大；
極少數(shù)固體物質的溶解度隨溫度的升高而減小，如Ca(OH)2。
③外加其他物質（與電解質電離的離子反應），平衡向沉淀溶解的方向移動，溶解度增大。
②同離子效應：加入與電解質電離的離子相同的可溶性鹽，平衡向生成沉淀的方向移動，溶解度減小。
【閱讀總結】閱讀教材第80，歸納難溶電解質沉淀溶解平衡的影響因素。
任務一：沉淀溶解平衡及影響因素
1、內因（決定性因素）：
【交流討論】
已知沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)＋2OH－(aq) ΔH>0 ，請分析當改變下列條件時，對該沉淀溶解平衡的影響，填寫下表(濃度變化均指平衡后和原平衡比較)：
條件改變
移動方向
溶解度S
c(Mg2＋)
c(OH－)
加少量水(過飽和)
升溫
加MgCl2(s)
加NaOH(s)
加鹽酸
正向移動
正向移動
逆向移動
逆向移動
正向移動
不變
不變
不變
增大
增大
增大
減小
增大
減小
減小
減小
增大
增大
增大
減小
任務一：沉淀溶解平衡及影響因素
(1)BaSO4在相同物質的量濃度的硫酸鈉和硫酸鋁溶液中的溶解度相同
(2)升高溫度，沉淀溶解平衡一定正向移動
(3)向一定量的飽和NaOH溶液中加入少量Na2O固體，恢復到原來溫度時，溶液中的Na＋總數(shù)不變
×
×
×
升溫，平衡向吸熱方向移動，沉淀溶解不一定吸熱，如Ca(OH)2(s)溶解就放熱 。
Na2O + H2O == 2NaOH，溶劑減少，溶液中 N(Na＋ )減少。
【評價練習】1.正誤判斷
任務一：沉淀溶解平衡及影響因素
(1)升高溫度，平衡逆向移動
(2)恒溫下，向溶液中加入CaO，溶液的pH升高
(3)給溶液加熱，溶液的pH升高
(4)向溶液中加入少量NaOH固體，Ca(OH)2固體增多
(5)向溶液中加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2固體增多
×
×
√
√
×
【評價練習】 2.常溫下，把足量熟石灰放入蒸餾水中，一段時間后達到平衡：
Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔH＜0，下列有關該平衡體系的敘述，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
平衡向吸熱方向移動，逆反應是吸熱反應。
CaO+ H2O === Ca(OH)2
恒溫，溶解度不變，飽和溶液中的離子濃度不變，pH不變。
Ca(OH)2溶解度隨溫度升高而減小，c(OH－)減小，pH減小。
NaOH === Na＋＋OH－，溶液中 c(OH－)增大，Ca(OH)2沉淀溶解平衡逆向移動。
任務一：沉淀溶解平衡及影響因素
【評價練習】 3.牙齒表面有一層硬的成分為Ca5(PO4)3OH的物質保護，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2＋(aq)＋3PO43?(aq)＋OH－(aq)。
(1)飲用純凈水能否保護牙齒？為什么？
?
飲用純凈水， Ca5(PO4)3OH溶解度不變，對Ca2＋或PO43?的濃度沒有影響，
Ca5(PO4)3OH的沉淀溶解平衡不移動，起不到保護牙齒的作用。
?
不能。
(2)在牙膏中添加適量的Ca2＋或PO43??，能否保護牙齒？為什么？
?
能。
牙膏中添加適量的Ca2＋或PO43?會促使Ca5(PO4)3OH的沉淀溶解平衡向左移動，有利于牙齒的保護。
?
任務一：沉淀溶解平衡及影響因素
1. Ca2+與C2O42?的濃度要具體達到多少，才會在人體內形成沉淀?
我們需要獲得什么樣的數(shù)據(jù)才能進行計算?
?
2. 難溶電解質的沉淀溶解平衡常數(shù)的表示方法？
3. 根據(jù)你學過的化學平衡常數(shù)，觀察AgCl 、Fe(OH)3的Ksp表達式，總結溶度積的概念？
任務二：理解溶度積常數(shù)
【閱讀思考】閱讀教材第80-81，思考以下問題。
難溶電解質的沉淀溶解平衡也存在平衡常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，簡稱溶度積，
符號為Ksp。
AmBn(s) ? mAn＋(aq)＋nBm－(aq) Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)。
?
溶度積Ksp只與難溶電解質的性質和溫度有關。
【閱讀總結】溶度積常數(shù)。
任務二：理解溶度積常數(shù)
1.概念
2.表達式
3.影響因素
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}難溶物
Ksp(25 oC)
溶解度
難溶物
Ksp(25 oC)
溶解度
AgCl
1.8×10-10
1.5×10-4
BaSO4
1.1×10-10
2.4×10-4
AgBr
5.4×10-13
8.4×10-6
Fe(OH)3
2.6×10-39
3.0×10-9
AgI
8.5×10-17
2.1×10-7
Mg(OH)2
5.6×10-12
9.0×10-4
Ksp反映了難溶電解質在水中的溶解能力。
4.Ksp的意義
一般而言，組成類型相同的物質，Ksp越小，溶解度越小。如AgCl、AgBr、AgI。
組成類型不同的物質，溶解度應根據(jù)Ksp計算后得出。如BaSO4、Mg(OH)2。
【閱讀總結】溶度積常數(shù)。
任務二：理解溶度積常數(shù)
5.應用
③ QAmBn(s) ? mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，
?
(1)離子積(Q)
Q＝cm(An＋)·cn(Bm－)
任意時刻濃度
——定量判斷給定條件下有無沉淀生成。
(2)溶度積規(guī)則
① Q>Ksp，溶液過飽和，有沉淀析出。
② Q＝Ksp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。
若加入過量難溶電解質，難溶電解質溶解直至溶液飽和。
【閱讀總結】溶度積常數(shù)。
任務二：理解溶度積常數(shù)
(1)已知Ksp(CaC2O4) =4.0×10-9，尿鈣含量 2.50 mmol/L，人體中C2O42?濃度達到多少就會產生結石？
?
c(Ca2+) = 2.50 mmol/L = 2.50×10-3 mol/L
Ksp(CaC2O4) = c(Ca2+).c(C2O42?) = 4.0×10-9
?
c(C2O42?) = 1.60×10-6 mol/L
?
Ksp(CaC2O4)
(2)若使Ca2+完全沉淀，那么此時C2O42?的濃度是多少?
?
當Ca2+完全沉淀時，c(Ca2+) < 1×10-5 mol/L
Ksp(CaC2O4) = c(Ca2+).c(C2O42?) = 4.0×10-9
?
c(C2O42?) > 4.0×10-4 mol/L
?
【問題討論】 Ca2+與C2O42?的濃度要具體達到多少，才會在人體內形成沉淀?
我們需要獲得什么樣的數(shù)據(jù)才能進行計算?
?
任務二：理解溶度積常數(shù)
(1)溶度積是沉淀溶解平衡時難溶電解質在溶液中的各離子濃度的乘積
(2)溶度積常數(shù)Ksp只受溫度影響，溫度升高，Ksp一定增大
(3)Ksp越小，難溶電解質在水中的溶解能力一定越弱
(4)改變外界條件使沉淀溶解平衡正向移動，Ksp一定增大
(5)可利用溶液混合后的Q與Ksp的相對大小來判斷溶液混合后是否有沉淀生成
×
×
×
×
√
不一定，如 Ca(OH)2(s)溶解放熱，升溫， Ksp減小。
濃度冪
一般而言，組成類型相同的物質，Ksp越小，溶解度越小。如AgCl、AgBr、AgI。
Ksp只受溫度影響。
【評價練習】1.正誤判斷
任務二：理解溶度積常數(shù)
【評價練習】 2.已知幾種難溶電解質在25 ℃時的溶度積。
化學式
AgCl
AgBr
AgI
Mg(OH)2
Ag2CrO4
Ksp
1.8×10－10
5.4×10－13
8.5×10－17
5.6×10－12
2.0×10－12
(1)25 ℃時AgCl(s)、AgBr(s)、AgI(s)溶于水形成的飽和溶液中，c(Ag＋)大小關系能否直接判斷？三種物質的溶解能力由大到小如何排序？
能。組成相似，可直接根據(jù)Ksp判斷。
溶解能力由大到小：AgCl>AgBr>AgI。
任務二：理解溶度積常數(shù)
(2)能否利用上表數(shù)據(jù)直接比較AgCl、Mg(OH)2的溶解能力？計算分析二者溶解能力的大小？
化學式
AgCl
AgBr
AgI
Mg(OH)2
Ag2CrO4
Ksp
1.8×10－10
5.4×10－13
8.5×10－17
5.6×10－12
2.0×10－12
不能。組成不相似，要根據(jù)Ksp計算后判斷。
Mg(OH)2的溶解濃度為1.12×10－4 mol·L－1
AgCl的溶解濃度為1.34×10－5 mol·L－1
溶解能力：AgCl任務二：理解溶度積常數(shù)
(3)25 ℃時，氯化銀的飽和溶液和鉻酸銀的飽和溶液中，Ag＋濃度大小順序為_______________，由此可得出________更難溶。
Ag2CrO4>AgCl
AgCl
Ag2CrO4(s) ? 2Ag＋(aq) ＋?CrO42?(aq)
　　　　　　 2x mol·L－1　 x mol·L－1
?
AgCl飽和溶液中：c(Ag＋)＝1.34×10－5 mol·L－1，
所以Ag＋濃度大小順序為Ag2CrO4>AgCl，則AgCl更難溶。
任務二：理解溶度積常數(shù)
(4)將等體積的4×10－3 mol·L－1的AgNO3溶液和4×10－3 mol·L－1的K2CrO4溶液混合，請通過計算說明是否有Ag2CrO4沉淀產生。
等體積混合后：
有Ag2CrO4沉淀產生。
c(Ag＋)＝2×10－3 mol·L－1，c(?CrO42?)＝2×10－3 mol·L－1
?
Q＝c2(Ag＋)· c(?CrO42?) ＝(2×10－3)2×2×10－3＝8×10－9
?
>Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12
任務二：理解溶度積常數(shù)
(5)25 ℃時，取一定量含有I－、Cl－的溶液，向其中滴加AgNO3溶液，當AgCl和AgI同時沉淀時，計算溶液中
4.7×10－7
AgCl和AgI同時沉淀時，溶液中的c(Ag＋)是相同的
????(I?)????(Cl?)= ????(?????)·????(Ag＋)????(Cl?)·????(Ag＋)?= ????sp(AgI)????sp(AgCl)=8.5×10－17?1.8×10－10?≈4.7×10－7
?
任務二：理解溶度積常數(shù)
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}①如何選擇沉淀劑？
②如何判斷是否有沉淀？
③誰先沉淀？
④何時開始沉淀？
⑤何時沉淀完全？
生成沉淀越難溶越好。
當Q>Ksp時，體系產生沉淀。
開始沉淀時所需離子濃度越小越先發(fā)生沉淀。
當Q=Ksp，開始沉淀。
當殘留離子濃度< 1×10－5 mol·L－1時，認為離子已經沉淀完全。
【歸納總結】1、沉淀過程經典“五問答”
2、Ksp只與難溶電解質的性質和溫度有關，而與沉淀的量和溶液中的離子濃度無關。
3、對于同類型物質(如AgCl、AgBr、AgI等)，可直接用溶度積比較難溶電解質的溶解能力，Ksp越大，難溶電解質在水中的溶解能力越強。
4、對于不同類型的物質，Ksp不能直接作為比較依據(jù)，而應通過計算將Ksp轉化為飽和溶液中溶質的物質的量濃度來確定溶解能力的強弱。
【歸納總結】
本課結束
今日作業(yè)
第三章 第四節(jié) 第1課時

展開更多......

收起↑