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2019-2020年高中化学第四节难溶电解质的溶解平衡教案新人教版选修4【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CAg+或CCl—,平衡为什么向生成沉淀的方向移动解析:Qc=CAg+﹒CCl—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CAg+或CCl—,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.cAg+=cCl—=1/2×
0.001mol/L=
0.005mol/L在混合溶液中则CAg+﹒cCl-=
0.0052=
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
②10mL
0.2mol/LNa2CO3溶液
③50mL
0.01mol/L氯化钡溶液
④100mL
0.01mol/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例如:MgOH2s+2HClMgCl2+2H2OMgOH2氢氧化物中的OH-,加入HCl后生成H2O,COH-降低,QcMgOH2<KspMgOH2,于是沉淀溶解2碳酸盐沉淀的溶解例如:CaCO3s+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CCO32-降低,导致QcCaCO3<KspCaCO3,故沉淀溶解3金属硫化物沉淀的溶解例如:ZnSs+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QcZnS<KspZnS,沉淀溶解4PbSO4沉淀的溶解例如:PbSO4s+2NH4AcPbAc2↓+NH42SO4在PbSO4沉淀中加入,能形成可溶性难解离的PbAc2,使溶液中CPb2+降低,导致PbSO4的QcPbSO4<KspPbSO4,沉淀溶解5形成难解离的配离子例如:AgCls+2NH3[AgNH32]++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[AgNH32]+,使溶液中CAg+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=3CuNO32+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Ca5PO43OH的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡Ca5PO43OH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Ca5PO43F(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Ca5PO43OHs5Ca2+aq+3PO43—aq+OH—aq+F—Ca5PO43Fs5Ca2++3PO+F-=Ca5(PO4)3F↓加Ca2+(或加PO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_____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2AgNO33KNO34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[AgNH32]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PbS+2HAcPb2++H2S+2Ac-(已知KspPbS=
9.04×10-29,KaHAc=
1.76×10-5)Cu2++H2SCuS(S)+2H+(已知KspCuS=
1.27×10-36,H2S的K1=
9.1×10-8,K2=
1.1×10-12)练习8.AgI沉淀用NH42S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
1.0LNH42S溶液中转化
0.010molAgI,NH42S溶液的最初浓度是多少?(KspAgI=
8.51×10-17;KspAg2S=
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=
0.010mol·L-1K=====
1.08×1017根据平衡常数K值可求出S2-平衡浓度:K===
1.08×1017[S2-]=
9.2×10-20mol·L-1S2-最初浓度为1/2×
0.010+
9.2×10-20=
5.0×10-3mol·L-1。