高三化学 1_11溶解平衡教学设计

溶解平衡复习目标（1）了解沉淀平衡的定义及影响因素。（2）掌握沉淀的溶解和转化条件及应用。（3）了解溶度积及其有关的计算。教学重点溶解平衡的含义及影响因素、溶度积的应用教学难点溶度积的应用教学过程【知识精讲】1、溶解平衡的本质（1）溶解平衡的含义：在一定重要条件下，当沉淀与溶解的速度相等时，便达到固体难溶电解质与溶液中离子间的平衡状态。例如： BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42 (aq) （2）溶度积在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之乘积为一常数，称为溶度积常数，简称溶度积。用符号Ksp表示。对于AmBn型电解质来说，溶度积的公式是：Ksp=An+mBm+n 溶度积与溶解度的关系溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能力，溶度积的大小与溶解度有关，它反映了物质的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。根据离子积Qc与溶度积的大小关系，可以判断溶液中沉淀的生成和溶解。某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度的乘积为Qc当QcKsp时，为不饱和溶液，加入固体溶解；当Qc=Ksp时，为饱和溶液，处于平衡状态；当QcKsp时，为过饱和溶液，析出沉淀。2、影响沉淀溶解平衡的因素（1）内因难溶电解质本身的性质，这是决定因素。（2）外因浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。3、沉淀溶解平衡的应用（1）沉淀的生成原理：若Qc大于Ksp，难溶电解质的沉淀溶解平衡向左移动，就会生成沉淀。 在工业生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。常见的方法有： 调节溶液的pH法：使杂质离子转化为氢氧化物沉淀。 加沉淀剂法：如除去溶液中的Cu2+、Hg2+，可加入Na2S、H2S等作为沉淀剂。特别提醒 为使沉淀更完全，所选用沉淀剂的原则是：使生成沉淀的反应进行得越完全越好(所沉淀离子形成沉淀的Ksp尽可能的小，即沉淀溶解度越小越好)。 不能影响其他离子的存在，由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去或不引入新的杂质。 （2）沉淀的溶解 原理：当Qc小于Ksp，使难溶电解质的沉淀溶解平衡向右移动，沉淀就会溶解。 根据平衡移动，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。方法有： 酸碱溶解法：如难溶于水的CaCO3溶于盐酸中。 发生氧化还原反应使沉淀溶解：如CuS溶于硝酸中，HgS溶解度更小，只能用王水使其溶解。 生成配合物使沉淀溶解：向沉淀体系中加入适当配合剂，使溶液中的某些离子生成稳定的配合物，减小其浓度，从而使沉淀溶解。如AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)、Ag+2NH3(加氨水) Ag(NH3)2+，此法对用酸碱法不能溶解的难溶电解质尤其具有重要意义。（3）沉淀的转化 实质：沉淀溶解平衡的移动。 特征 A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。 B沉淀的溶解能力差别越大，越容易转化。 例如：AgNO3 AgCl(白色沉淀) AgBr (浅黄色沉淀) AgI(黄色沉淀) Ag2S (黑色沉淀)。 沉淀转化的应用 A钡化合物的制备 重晶石(主要成分是BaSO4)是制备钡化合物的重要原料，但BaSO4不溶于酸，若用饱和Na2CO3溶液处理即可转化为易溶于酸的BaCO3。 总反应的离子方程式为BaSO4+CO32BaCO3+SO42。虽然BaSO4比BaCO3更难溶于水，但在CO32浓度较大的溶液中，BaSO4溶解在水中的Ba2+能与CO32结合形成BaCO3沉淀。转化过程是用饱和Na2CO3溶液处理BaSO4沉淀，待达到平衡后，移走上层溶液；再加入饱和Na2CO3溶液，重复处理多次，使绝大部分BaSO4转化为BaCO3；最后加入盐酸，Ba2+即转入到溶液中。 B锅炉除水垢 除水垢CaSO4(s) CaCO3(s) Ca2+(aq)特别提醒沉淀溶解平衡与弱电解质电离平衡的区别: （1）从物质类别看，难溶电解质可以是强电解质，也可以是弱电解质如BaSO4是强电解质，而Al(OH)3是弱电解质，而难电离物质只能是弱电解质。 （2）从变化的过程来看，沉淀溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化达到平衡状态。 【方法精讲】1、溶度积和离子积以AmBn(s) mAn(aq)nBm(aq)为例：溶度积离子积概念沉淀溶解的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQc表达式Ksp(AmBn)cm(An)cn(Bm)，式中的浓度都是平衡浓度Qc(AmBn)cm(An)cn(Bm)，式中的浓度是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解QcKsp：溶液过饱和，有沉淀析出QcKsp：溶液饱和，处于平衡状态QcKsp：溶液未饱和，无沉淀析出2、沉淀溶解平衡图像题的解题策略体积也必须是混合液的体积。【典例精讲】【例1】实验：0.1molL-1AgNO3溶液和0.1molL-1NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c； 向滤液b中滴加0.1molL-1KI溶液，出现浑浊； 向沉淀c中滴加0.1molL-1KI溶液，沉淀变为黄色。下列分析不正确的是 （ ）A浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)+ Cl-(aq)B滤液b中不含有Ag+C中颜色变化说明AgCl 转化为AgID实验可以证明AgI比AgCI更难溶【答案】B【解析】由滤液b加0.1molL-1KI溶液，出现浑浊，说明溶液中存在Ag+，也就说明了浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)+ Cl-(aq)，所以A正确，B错误；中沉淀颜色变化说明AgCl 转化为AgI，故实验可以证明AgI比AgCI更难溶，所以C D正确。【例2】某温度下，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是 （ ）A加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点 B通过蒸发可以使溶液由d点变到c点Cd点无BaSO4沉淀生成 Da点对应的Ksp大于c点对应的Ksp【答案】C【解析】BaSO4在水中的沉淀溶解平衡BaSO4（s） Ba2+（aq）+SO42-（aq），当向其中加入Na2SO4溶液时，c（SO42-）增大，平衡逆向移动，c（Ba2+）减小，所以不可能使溶液由a点变到b点，错误。B蒸发溶液，c（SO42-）、c（Ba2+）都增大，因此不可能使溶液由d点变到c点，错误。C在d点是由于溶液为不饱和溶液，因此无BaSO4沉淀生成，正确。Da点、c点对应的温度是同一温度，温度不变，对应的Ksp不变，错误。【例3】银是一种贵金属，古代常用于制造钱币及装饰器皿，现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。回答下列问题，已知Ksp(AgCl)=1810-10,若向50mL0018molL-1的AgNO3溶液中加入50mL0020molL-1的盐酸，混合后溶液中的Ag+的浓度为 molL-1，pH为 。【答案】1.810-7mol/L；2【解析】根据反应中HCl和硝酸银的物质的量可知HCl过量，则计算剩余的氯离子的物质的量浓度为（0.02-0.018）mol/L/2=0.001mol/L，根据AgCl的溶度积的表达式计算即可；因为该反应中氢离子未参加反应，所以溶液的体积变为100mL时，氢离子的浓度为0.01mol/L，则pH=2【考题精练】1AgCl（s）Ag+（aq） + Cl-（aq），平衡时，Ksp =C（Ag+ )C(Cl-) ,过量氯化银分别投入100 mL水 24 mL 01 molL-1NaCl 10 mL 01 molL-1MgCl2 30 mL 01 molL-1AgNO3溶液中,溶液中C(Ag+)由大到小顺序为 （ ） A B C D【答案】B【解析】从平衡移动的角度分析，将过量氯化银分别放入下列溶液中，依据温度不变Ksp=c（Ag+）c（Cl-）为定值，Cl-浓度越大，则Ag+的浓度越小；100mL蒸馏水中，c（Cl-）=0，24mL 0.1molL-1NaCl，c（Cl-）=0.1molL-1，10mL 0.1molL-1MgCl2中，c（Cl-）=0.2molL-1所以Cl-浓度：，依据Ksp=c（Ag+）c（Cl-）为定值，银离子浓度由大到小的顺序是：，而加入的是银离子，所以30mL 0.1molL-1AgNO3溶液中c（Ag+）=0.1molL-1，所以中c（Ag+）最大；银离子浓度由大到小的顺序是：；选B。2下列说法正确的是 （ ）A常温下向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp值变大B用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小C在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体，c(Ba2+)增大D物质的溶解度随温度的升高而增加，物质的溶解都是吸热的【答案】B【解析】AgCl的Ksp值只与温度有关，常温下向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp值不变，故A项错误；稀盐酸中含较多的Cl，使AgCl（S）Ag+（aq）+ Cl（aq）平衡逆向移动，故用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小，B项正确；在含有BaSO4沉淀的溶液中存在BaSO4（S） Ba2+（aq）+ SO42（aq），加入Na2SO4固体使溶液中c(SO42)增大，溶解平衡逆向移动，故c(Ba2+)减小，C项错误；物质的溶解有的吸热，有的放热，例如：Ca(OH)2的溶解过程为放热，且其溶解度随温度升高而降低，故D项错误；本题选B。325时，Ksp(BaSO4)=110-10，Ksp(BaCO3)=2.610-9。该温度下，下列说法不正确的是 （ ）A同浓度的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加BaCl2溶液，BaSO4先析出BBaCO3的悬浊液中加入少量的新制氯水，c(Ba2+)增大CBaSO4和BaCO3共存的悬浊液中，DBaSO4悬浊液中加入Na2CO3浓溶液，BaSO4不可能转化为BaCO3【答案】D【解析】A、Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)，所以同浓度的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加BaCl2溶液，BaSO4先析出，A正确；B、BaCO3的悬浊液中加入少量的新制氯水，氯水显酸性，消耗溶液中的CO32，促进碳酸钡的溶解平衡，因此c(Ba2+)增大，B正确；C、BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中，C正确；D、只要溶液中c(CO32) c(Ba2)Ksp(BaCO3)就可以形成碳酸钡沉淀，所以BaSO4悬浊液中加入Na2CO3浓溶液，BaSO4有可能转化为BaCO3，D不正确，答案选D。