2019-2020年高二化学第四单元沉淀溶解平衡教案苏教版【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K SP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)0.01 0.1 m(g)因而,难溶只是指其溶解度很小,而非绝对不溶。
思考:10mL 0.1mol/LAgNO3和11mL 0.1mol/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10mL 1mol/L AgNO311mL 1mol/L NaCl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: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: K sp特点:○1一定温度下,为一常数。
讨论:表3—14,探讨K sp 与溶解度(S )的关系。
○2 K sp 的大小反映了难溶物在水中的溶解能力。
K sp 越大,其溶解能力越强。
练习1:请写出PbI 2 Cu(OH)2 BaSO 4 CaCO3 Al(OH)3 CuS 的沉淀溶解平衡与溶度积K SP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 —) K sp 溶解度(S ) 升高温度 加 水 加入NaCl(s) 加入AgNO 3(s)3、课本P86:2第 二 课 时【教学过程】引言:对于平衡AgCl (s )Ag + + Cl —,运用K sp 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:平衡【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,S C u(O H)2》S F e(O H)3)若C u(O H)2的溶度积为K s p1,F e(O H)3的溶度积为K s p2,则调节p H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F e(O H)3沉淀而C u(O H)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0.001 mol/L NaCl和0.001 mol/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:① 30mL 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: _____【交流与讨论】课本P83为什么吃糖过多易导致龋齿?Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+(aq) + 3PO43—(aq) + OH—(aq)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【拓展视野】课本P86溶洞的形成:分析其形成原理。
【交流与讨论】课本P83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。
【活动与探究】课本P84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。
应用:分析化学上将难溶强酸盐(如:BaSO4)转化为难溶弱酸盐(如:BaCO3)4、分步沉淀:例2:已知AgCl的Ksp=1.80×10-10, Ag2CrO4的Ksp=1.1×10-12。
在0.1 mol/L KCl和0.1 mol/L K2CrO4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x mol/L,而产生Ag2CrO4沉淀时,所需c(Ag+)为y mol/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℃)第二课时(学案)【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K SP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。