(共23张PPT)
沉淀溶解平衡
第1课时 沉淀溶解平衡与溶度积
核心素养发展目标
1.变化观念与平衡思想:知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素,能多角度、动态地分析难溶电解质的溶解平衡。
2.证据推理与模型认知:知道溶度积的意义,建立根据溶度积和离子积的大小关系判断反应进行方向的思维模型。
溶解度与溶解性的关系:20℃
10
易溶
可溶
1
微溶
0.01
难溶
S /g
那么,难溶的物质在水中是否完全不溶呢?
实验操作
1.将少量PbI2加入盛有一定量水的50mL烧杯中,用玻璃棒充分搅拌,静置一段时间。
2.取上层清液少量加入试管中,逐滴加入硝酸银溶液,振荡,观察现象。
活动与探究
质疑:为什么会出现上述现象呢?
从中得出什么结论?
没有绝对不溶的物质
难溶电解质在水中的溶解情况
以AgCl的溶解过程作为例子
在水分子的作用下,少量的Ag+和Cl-脱离AgCl表面进入水中(溶解过程)
沉淀溶解平衡
难溶电解质在水中的溶解情况
以AgCl的溶解过程作为例子
在水分子的作用下,少量的Ag+和Cl-脱离AgCl表面进入水中(溶解过程);另一方面,溶液中的Ag+和Cl-也会回到AgCl表面析出(沉淀过程)。
沉淀溶解平衡
难溶电解质在水中的溶解情况
以AgCl的溶解过程作为例子
在一定温度下,当V溶解=V沉淀 时,形成AgCl饱和溶液,达到平衡状态,这种平衡叫做沉淀溶解平衡。
溶解
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
沉淀
沉淀溶解平衡
0
速率V
t
V溶解
V沉淀
t1
V溶解=V沉淀
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)
问题一:CaCO3在水中的溶解平衡可表示为:
问题二:在常温下,将少量碳酸钙加入一定量水中,充分搅拌后仍有固体存在。此时溶解过程是否停止?请说明理由
问题三:将碳酸钙分别加入水和饱和碳酸钠溶液中,达到沉淀溶解平衡,请比较两个体系中Ca2+浓度的大小
问题四:请设计实验方案,使碳酸钙的沉淀溶解平衡向碳酸钙溶解的方向移动
CaCO3 (s) Ca2+ (aq)+ CO32-(aq)
溶解平衡的特征:
动:动态平衡
等: V溶解=V析出≠0
定:外界条件一定,溶液中各粒子的浓度保持不变
变:外界条件改变,溶解平衡发生移动。
影响沉淀溶解平衡的因素
1.内因:
沉淀本身的性质
温度升高,多数溶解平衡向溶解方向移动。
(除氢氧化钙)
加水:
向溶解方向移动
溶解平衡向生成沉淀的方向移动
加入能与溶解所得离子反应的物质:
2.外因
加入相同离子:
向溶解方向移动
浓度
温度:
石灰乳中存在下列平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH― (aq),加入下列溶液,可使Ca(OH)2减少的是( )
A.Na2CO3溶液 B. AlCl3溶液
C. NaOH溶液 D. CaCl2溶液
A B
二、溶度积常数 ( Ksp )
1.定义:
Ksp( AmBn )=cm ( An+)· cn(Bm-)
AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)
Ksp的大小反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
3.KSP意义:
在一定温度下,达到沉淀溶解平衡后的溶液为饱和溶液,其离子浓度不再发生变化,溶液中各离子浓度幂之积为常数,叫做溶度积常数(简称溶度积)。
2. KSP表达式:
问题探究
【思考】Ksp越小能说明难溶电解质越难溶吗?
对于同类型的难溶电解质,KSP越小,溶解性越小;
不同类型的难溶电解质,KSP越小,溶解性不一定越小
4. KSP影响因素:
只与难溶电解质本身的性质和温度有关。与溶液浓度无关。
难溶物 Ksp值(25℃) 溶解度(g)
AgCl 1.8×10-10 1.8×10-4
AgBr 5.0×10-13 8.4×10-6
AgI 8.3×10-17 2.1×10-7
Mg(OH)2 5.6×10-12 6.5×10-3
Cu(OH)2 2.2×10-20 1.7×10-5
5.溶度积的应用
通过比较溶度积与溶液的离子积Qc的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解:
a.当Qc﹥Ksp 时,溶液过饱和,有沉淀析出
b.当Qc=Ksp ,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态
c.当Qc﹤Ksp时,溶液未饱和,无沉淀析出
1.下列情况下,有无CaCO3沉淀生成?
(Ksp(CaCO3) =4.96 10-9)
(1)往盛有1.0 L纯水的烧杯中加入0.1 mL浓度为0.01mol·L-1的CaCl2溶液和0.1 mL浓度为0.01 mol·L-1的Na2CO3溶液;
【算一算】
(2)改变CaCl2和Na2CO3的浓度均为1.0mol·L-1 呢?
小结
1.沉淀溶解平衡概念及特点
2.影响沉淀溶解平衡的因素
3.溶度积Ksp表达式及应用
1.下列有关AgCl的沉淀溶解平衡说法正确的是( )
A.升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大
B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-
C.AgCl沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行
D.向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度不变
课堂检测
2.25 ℃时,在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s) Pb2+(aq)+2I-(aq),加入KI溶液,下列说法正确的是( )
A.溶度积常数Ksp增大
B.溶液中Pb2+浓度减小
C.沉淀溶解平衡向右移动
D.溶液中Pb2+和I-浓度都增大
课堂检测
3.下列说法正确的是( )
A.在一定温度下AgCl水溶液中,Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数;
B.AgCl的Ksp=1.8×10-10 mol·L-1,在任何含AgCl固体的溶液中,c(Ag+)=c(Cl-)且Ag+与Cl- 浓度的乘积等于1.8×10-10 mol·L-1;
C.温度一定时,当溶液中Ag+和Cl-浓度的乘积等于Ksp值时,此溶液为AgCl的饱和溶液;
D.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,Ksp值变大。
C
课堂检测
4.在一定温度下,当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2+)不变,可采取的措施是( )
A.加MgSO4固体 B.加HCl溶液
C.加NaOH固体 D.加少量水
D
5.将AgCl分别投入下列溶液中:
①40 mL 0.03 mol·L-1的HCl溶液
②50 mL 0.03 mol·L-1的AgNO3溶液
③30 mL 0.02 mol·L-1的CaCl2溶液
④10 mL蒸馏水。
判断:AgCl的溶解度由大到小的顺序是
______________________。
④>①=②>③
课堂检测
6.将10mL 0.02 mol·L-1 CaCl2 溶液与等体积、等浓度的Na2C2O4溶液相混合,已知KSP(CaC2O4)
=2.34×10-9,试根据溶度积判断是否有CaC2O4沉淀生成?
【算一算】沉淀的溶解平衡
第1课时 沉淀的溶解平衡原理及溶度积常数
【核心素养发展目标】
1.变化观念与平衡思想:知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素,能多角度、动态地分析难溶电解质的溶解平衡。
2.证据推理与模型认知:知道溶度积的意义,建立根据溶度积和离子积的大小关系判断反应进行方向的思维模型。
【教学过程】视频
在学习初中化学时,我们曾根据物质的溶解度将物质分为易溶、可溶、微溶、难溶等。在20 ℃时,物质的溶解度与溶解性的关系如下:
INCLUDEPICTURE "E:\\赵丽君 2018\\同步\\化学 苏教选修4\\全书完整的Word版文档\\XX133.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\赵丽君 2018\\同步\\化学 苏教选修4\\全书完整的Word版文档\\XX133.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\赵丽君 2018\\同步\\化学 苏教选修4\\全书完整的Word版文档\\XX133.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2018高二 化学反应原理\\XX133.tif" \* MERGEFORMATINET
如碘化铅、氯化银、硫酸钡就属于难溶物。那么,它们在水中是否完全不能溶解?
【实验探究】P111实验操作
1.将少量PbI2加入盛有一定量水的50mL烧杯中,用玻璃棒充分搅拌,静置一段时间。
2.取上层清液少量加入试管中,逐滴加入硝酸银溶液,振荡,观察现象。
质疑:为什么会出现上述现象呢?
从中得出什么结论?
以AgCl的溶解过程为例动态的分析难溶电解质在水中的溶解情况,引出:
一 沉淀溶解平衡
1.概念:在一定温度下,当沉淀溶解和生成的速率相等时,即建立了动态平衡,叫做沉淀溶解平衡。
2.平衡的建立
3.沉淀溶解平衡的表示式:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)
练习:Fe(OH)3在水中的溶解平衡表示式为_______________________________
问题一:CaCO3在水中的溶解平衡可表示式为:___________________________________
问题二:在常温下,将少量碳酸钙加入一定量水中,充分搅拌后仍有固体存在。此时溶解过程是否停止?请说明理由
4.特征:
①动:动态平衡
②等:v溶解=v沉淀≠0。
③定:达到平衡时,溶液中离子的浓度________________。
④变:当改变外界条件时,溶解平衡将_________________,达到新的平衡。
问题三:将碳酸钙分别加入水和饱和碳酸钠溶液中,达到沉淀溶解平衡,请比较两个体系中Ca2+浓度的大小________________________
问题四:请设计实验方案,使碳酸钙的沉淀溶解平衡向碳酸钙溶解的方向移动__________
5.溶解平衡的影响因素
1.内因:沉淀本身的性质
2.外因:温度:温度升高,多数溶解平衡向____________方向移动。(除氢氧化钙)
浓度:①稀释:向____________方向移动
②加入相同离子:溶解平衡向_______________方向移动
③加入能与溶解所得离子反应的物质:向___________方向移动
练习:石灰乳中存在下列平衡:Ca(OH)2 (s) Ca2+ (aq)+2OH- (aq),加入下列溶液,可使Ca(OH)2减少的是( )
A.Na2CO3溶液 B. AlCl3溶液 C. NaOH溶液 D. CaCl2溶液
二 溶度积常数
1.溶度积常数
在一定温度下,沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液,其离子浓度不再发生变化,溶液中各离子浓度幂之积为常数,叫做溶度积常数(简称溶度积),用Ksp表示。
2.溶度积常数的表达式
(1)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
Ksp=_________________________;
(2)Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)
Ksp=_________________________;
(3)AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)
Ksp=____________________________
3.KSP意义:Ksp的大小反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
难溶物 Ksp值(25℃) 溶解度(g)
AgCl 1.8×10-10 1.8×10-4
AgBr 5.0×10-13 8.4×10-6
AgI 8.3×10-17 2.1×10-7
Mg(OH)2 5.6×10-12 6.5×10-3
Cu(OH)2 2.2×10-20 1.7×10-5
【思考】Ksp越小能说明难溶电解质越难溶吗?
对于同类型的难溶电解质,Ksp越小,溶解性越____________;
不同类型的难溶电解质,Ksp越小,溶解性____________越小
4.影响因素:只与难溶电解质本身的性质和____________有关。与溶液__________无关。
5.溶度积常数的应用
通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解:
(1)Qc>Ksp,有沉淀析出
(2)Qc=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态
(3)Qc例题:下列情况下,有无CaCO3沉淀生成?(Ksp(CaCO3) =4.96 10-9)
(1)往盛有1.0 L纯水的烧杯中加入0.1 mL浓度为0.01mol·L-1的CaCl2溶液和0.1 mL浓度为0.01 mol·L-1的Na2CO3溶液;
练习:(2)改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0mol·L-1呢?
【小结】
1.沉淀溶解平衡概念及特点
2.影响沉淀溶解平衡的因素
3.溶度积Ksp表达式及应用
解释溶洞的形成
【课堂练习】
1.下列有关AgCl的沉淀溶解平衡说法正确的是( )
A.升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大 B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-
C.AgCl沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行
D.向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度不变
2.25 ℃时,在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s) Pb2+(aq)+2I-(aq),加入KI溶液,下列说法正确的是( )
A.溶度积常数Ksp增大 B.溶液中Pb2+浓度减小
C.沉淀溶解平衡向右移动 D.溶液中Pb2+和I-浓度都增大
3.下列说法正确的是( )
A.在一定温度下AgCl水溶液中,Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数;
B.AgCl的Ksp=1.8×10-10 mol·L-1,在任何含AgCl固体的溶液中,c(Ag+)=c(Cl-)且Ag+与Cl-浓度的乘积等于1.8×10-10 mol·L-1;
C.温度一定时,当溶液中Ag+和Cl-浓度的乘积等于Ksp值时,此溶液为AgCl的饱和溶液;
D.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,Ksp值变大。
4.在一定温度下,当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2+)不变,可采取的措施是( )
A.加MgSO4固体 B.加HCl溶液 C.加NaOH固体 D.加少量水
5.将AgCl分别投入下列溶液中:
①40 mL 0.03 mol·L-1的HCl溶液 ②50 mL 0.03 mol·L-1的AgNO3溶液
③30 mL 0.02 mol·L-1的CaCl2溶液 ④10 mL蒸馏水。
判断:AgCl的溶解度由大到小的顺序是 ______________________。
6.将10mL 0.02 mol·L-1-CaCl2溶液与等体积、等浓度的Na2C2O4溶液相混合,已知Ksp(CaC2O4)=2.34×10-9,试根据溶度积判断是否有CaC2O4沉淀生成?
1
6