2019-2020年高二化学 沉淀溶解平衡教学案.doc

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2019-2020年高二化学 沉淀溶解平衡教学案【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KSP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) 难溶 微溶 易溶 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/LgNO3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v1 AgCl(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:溶质本身的性质绝对不溶的物质是没有的。同是难溶物质,溶解度差别也很大。易溶溶质只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。(2)外因:遵循平衡移动原理浓度:加水,平衡向溶解方向移动。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: Ksp 特点:一定温度下,为一常数。讨论:表314,探讨Ksp与溶解度(S)的关系。Ksp的大小反映了难溶物在水中的溶解能力。Ksp越大,其溶解能力越强。练习1:请写出PbI2 Cu(OH)2 BaSO4 CaCO3 Al(OH)3 CuS的沉淀溶解平衡与溶度积KSP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?平衡条 件平衡移动方向C(Ag+)C(Cl)Ksp溶解度(S)升高温度加 水加入NaCl(s)加入AgNO3(s)作业:课本P86练习与实践2第 二 课 时【教学过程】引言: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? Qc = C(Ag+) C(Cl)QcKsp时:平衡向生成沉淀的方向移动有沉淀生成QcKsp时:平衡不移动QcKsp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:【交流与讨论】课本P82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?将溶液的pH调节到34,可除去硫酸铜溶液中的铁离子。(25时,SCu(OH)2SFe(OH)3)若Cu(OH)2的溶度积为Ksp1,Fe(OH)3的溶度积为Ksp2,则调节pH后,Qc1= c(Cu2+)c2(OH) Qc2= c(Fe3+)c3(OH) 应使Qc2Ksp2而 Qc1Ksp1,此时3pH5,生成Fe(OH)3沉淀而Cu(OH)2不沉淀。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=1.8010-10,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)=1/20.001mol/L=0.005mol/L在混合溶液中,则C(Ag+)c(Cl-)=(0.005)2=2.5 10-5Ksp,所以有AgCl 沉淀生成。归纳:当溶液中QcKsp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、NaOH B、Na2CO3 C、氨水 D、MgO练习2、将足量BaCO3分别加入: 30mL 水 10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液 50mL 0.01mol/L 氯化钡溶液 100mL 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:加入足量的水使沉淀转化为气体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4、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=1.8010-10,Ag2CrO4的Ksp=1.110-12。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,因为xy ,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3.310-6mol/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:S02与CaCO3悬浊液反应 _ S02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)28H2O的过程是:BaS与HCl反应,所得溶液在7090C时与过量NaOH溶液作用,除杂,冷却后得到Ba(OH)28H2O晶体。据最新报道,生产效率高、成本低的Ba(OH)28H2O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)2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4H2O)+2CO2或 2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4H2O)+2CO2 2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2(CaSO42H2O)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SO2 2(1)BaSCuO9H2OBa(OH)28H2OCuS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)28H2O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。作业:课本P86练习与实践1、3
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