新授课
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第12课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡
【学习目标】
1.了解沉淀溶解平衡的建立过程及特点，理解溶度积的概念。 2.用平衡移动原理认识沉淀溶解平衡的影响因素。
【学习活动】
学习任务
目标一：了解沉淀溶解平衡的建立过程及特点，理解溶度积的概念。 任务1：阅读教材p77-p78内容，完成下列问题。 物质的溶解度只有大小之分，没有在水中绝对不溶解的物质。所谓难溶电解质是指溶解度小于0.01 g的物质。它可以是强电解质，如BaSO4、AgCl等；也可以是弱电解质，如Fe(OH)3、Mg(OH)2等。但由于它们的溶解度都很小，溶解极少部分，在水溶液中都可以认为是100%的电离，所以我们不区分其强弱，统称为难溶电解质。 下表是几种电解质的溶解度(20 ℃)： 化学式溶解度/g化学式溶解度/gAgNO3211Fe(OH)33×10－9Ag2SO40.786Mg(OH)26.9×10－4AgCl1.5×10－4Ca(OH)20.160AgBr8.4×10－6Ba(OH)23.89AgI3×10－7MgSO435.1Ag2S1.3×10－16CaSO40.202BaCl235.7BaSO43.1×10－4
（1）如何根据电解质的溶解度区分难溶物、微溶物和可溶物？ 参考答案：电解质的溶解性与溶解度的关系如下表： 溶解性难溶微溶物可溶易溶溶解度<0.01 g0.01～1 g1～10 g>10 g
（2）在AgCl溶于水的起始阶段，v溶解和v沉淀怎样变化？当v溶解＝v沉淀时，可逆过程达到一种什么样的状态？画出v t图。 参考答案：AgCl溶于水的起始阶段，v溶解开始最大，后逐渐减小，v沉淀开始为0，后逐渐增大，直到v溶解＝v沉淀，说明溶解达到沉淀溶解平衡状态。v t图如下： AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq) （3）什么是溶度积常数？你能写出AgCl的溶度积常数表达式吗？ 参考答案：在一定温度下，难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，溶液中各离子浓度幂之积为一常数，称为溶度积常数，用Ksp表示。AgCl的Ksp＝c(Ag＋)·c2(Cl－)。 【知识小结】 1.沉淀溶解平衡 (1)沉淀溶解平衡：一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，称为沉淀的溶解平衡。 (2)表示方法：如PbI2的沉淀溶解平衡可表示为AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。 2．溶度积 (1)定义：沉淀溶解平衡的平衡常数叫溶度积常数或溶度积，通常用符号Ksp来表示。 (2)表达式：当难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时，建立沉淀溶解平衡：AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，其溶度积的表达式为Ksp＝c(An＋)·c(Bm－)。 (3)影响因素：Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关。 (4)意义：Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解程度。通常，对于相同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr和AgI)，Ksp越大，难溶电解质在水中的溶解程度就越高。 （4）沉淀溶解平衡状态有哪些特征？ 参考答案：沉淀溶解平衡符合化学平衡的特点。 “动”——动态平衡。 “等”——离子生成沉淀速率和沉淀溶解速率相等。 “定”——沉淀的量及溶液中离子浓度保持不变。 “变”——条件改变，平衡发生移动。 任务2：若用Q表示电解质溶液某一时刻的离子浓度幂的乘积(浓度商)为：Q=[c(Mn+)]m · [c(Am-)]n，根据平衡原理，Ksp与离子积（浓度商）Q的相对大小关系判断沉淀的生成和溶解。 1.将4×10-3mol/L的AgNO3溶液与4×10-3mol/L的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出？Ksp(AgCl)= 1.8×10-10。 参考答案：c(Ag+)=2 ×10-3, c(Cl-)= 2 ×10-3 Qc=2 ×10-3× 2 ×10-3=4.0 ×10-6 >1.8×10-10 Qc>Ksp ，所以有AgCl沉淀析出 【方法导引】 通过比较溶度积Ksp与浓度商Q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)Q>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。 (2)Q＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。 (3)QKsp,溶液过饱和,有沉淀析出。 ③增大c(Br-)可以使溶液由c点到d点,该过程中Ksp(AgBr)是否变化 参考答案：不变化。溶度积常数除与物质本身的溶解性有关外，溶度积只与温度有关，大多数难溶物的溶解度随温度的升高而增大，少数难溶物（如氢氧化钙）的溶解度随温度的升高而减小。 3．已知FeS和CuS的溶度积常数：Ksp(FeS)＝6.3×10－18，Ksp(CuS)＝6.3×10－36，你能确定相同温度下CuS和FeS的溶解度的大小吗？ 参考答案：依据FeS和CuS的Ksp可知，相同温度下，FeS的溶解度大于CuS的溶解度。
目标二：用平衡移动原理认识沉淀溶解平衡的影响因素。 任务1：沉淀溶解平衡也满足平衡移动原理，思考并完成下列问题。 1.常温下，分别将AgCl溶于水和0.1 mol·L－1的NaCl溶液中，其溶解度相同吗？为什么？ 参考答案：不同。在NaCl溶液中，Cl－的存在会导致AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)向左移动，使AgCl溶解度更小。 2．向AgCl饱和溶液中加水，AgCl的溶解度会增大吗？溶解平衡移动吗？Ksp是否增大？升高温度，Ksp如何变化？ 参考答案：向AgCl饱和溶液中加水，AgCl溶解平衡正向移动，但是AgCl的溶解度不会增大，Ksp不变。升高温度，AgCl的Ksp将增大。 3.钡餐透视主要用于拍摄胃镜照片。患者在进行胃镜检查前，食入钡餐(BaSO4悬浊液)，钡餐在含有盐酸的胃酸中不会溶解，从而可以像摄入的食物一样成功粘在胃壁上。胃壁有溃疡等表面损失的部位则无法粘上。对胃部进行X光拍摄，由于X光无法透过硫酸钡固体，钡餐将在照片上留下阴影，而未留下阴影的部分即为病变部位。BaCO3也是难溶性电解质，但是不能用于钡餐透视。 （1）请写出BaCO3的沉淀溶解平衡表达式。 参考答案：BaCO3(s)Ba2+(aq)+C(aq)。 （2）胃液主要含有什么成分 该成分对上述碳酸钡沉淀溶解平衡有什么影响 c(Ba2+)如何变化 参考答案：盐酸;因为发生反应:2H++CCO2↑+H2O，导致C浓度降低，所以沉淀溶解平衡右移，c(Ba2+)增大(可溶性钡盐有毒，因此造成中毒)。 （3）钡餐透视误服BaCO3后，一般可以通过服用泄盐MgSO4解毒，从沉淀溶解平衡角度解释原因。 参考答案：MgSO4易溶，电离出高浓度S，导致BaSO4(s)Ba2+(aq)+S(aq)向左移动，c(Ba2+)降低，当c(Ba2+)浓度非常低时就没有毒性了。 （4）碳酸钡沉淀溶解平衡体系，加热以后平衡向哪个方向移动 碳酸钡固体质量如何变化 钡离子浓度如何变化 参考答案：由于碳酸钡沉淀溶解过程属于吸热过程，所以升温后平衡正向移动，碳酸钡固体质量减小，钡离子浓度升高。 任务2：以CaCO3溶解平衡为例，小组讨论完成下列表格。 CaCO3(S) Ca2+(aq) + (aq) △H>0 条件Ksp改变条件瞬间的QKsp与Q相对大小移动方向沉淀的物质的量变化升温增大不变Q＜Ksp正向移动减少加入Na2CO3固体不变增大Q＞Ksp逆向移动增多通入HCl气体不变减小Q＜Ksp正向移动减少加水稀释不变减小Q＜Ksp正向移动减少
【知识小结】 沉淀溶解平衡的影响因素 影响因素平衡移动方向Ksp变化温 度升高温度向吸热方向移动，多数为溶解方向多数增大降低温度向放热方向移动，多数为沉淀方向多数减小浓 度加水向溶解方向移动不变加入相同离子向生成沉淀方向移动不变加入与体系中离子发生反应的离子向溶解方向移动不变
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
2新授课
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第12课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡
【学习目标】
1.了解沉淀溶解平衡的建立过程及特点，理解溶度积的概念。 2.用平衡移动原理认识沉淀溶解平衡的影响因素。
【学习活动】
学习任务
目标一：了解沉淀溶解平衡的建立过程及特点，理解溶度积的概念。 任务1：阅读教材p77-p78内容，完成下列问题。 物质的溶解度只有大小之分，没有在水中绝对不溶解的物质。所谓难溶电解质是指溶解度小于0.01 g的物质。它可以是强电解质，如BaSO4、AgCl等；也可以是弱电解质，如Fe(OH)3、Mg(OH)2等。但由于它们的溶解度都很小，溶解极少部分，在水溶液中都可以认为是100%的电离，所以我们不区分其强弱，统称为难溶电解质。 下表是几种电解质的溶解度(20 ℃)： 化学式溶解度/g化学式溶解度/gAgNO3211Fe(OH)33×10－9Ag2SO40.786Mg(OH)26.9×10－4AgCl1.5×10－4Ca(OH)20.160AgBr8.4×10－6Ba(OH)23.89AgI3×10－7MgSO435.1Ag2S1.3×10－16CaSO40.202BaCl235.7BaSO43.1×10－4
（1）如何根据电解质的溶解度区分难溶物、微溶物和可溶物？ （2）在AgCl溶于水的起始阶段，v溶解和v沉淀怎样变化？当v溶解＝v沉淀时，可逆过程达到一种什么样的状态？画出v t图。 （3）什么是溶度积常数？你能写出AgCl的溶度积常数表达式吗？ 【知识小结】 1.沉淀溶解平衡 (1)沉淀溶解平衡：一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，称为沉淀的溶解平衡。 (2)表示方法：如PbI2的沉淀溶解平衡可表示为AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。 2．溶度积 (1)定义：沉淀溶解平衡的平衡常数叫溶度积常数或溶度积，通常用符号Ksp来表示。 (2)表达式：当难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时，建立沉淀溶解平衡：AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，其溶度积的表达式为Ksp＝c(An＋)·c(Bm－)。 (3)影响因素：Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关。 (4)意义：Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解程度。通常，对于相同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr和AgI)，Ksp越大，难溶电解质在水中的溶解程度就越高。 （4）沉淀溶解平衡状态有哪些特征？ 任务2：若用Q表示电解质溶液某一时刻的离子浓度幂的乘积(浓度商)为：Q=[c(Mn+)]m · [c(Am-)]n，根据平衡原理，Ksp与离子积（浓度商）Q的相对大小关系判断沉淀的生成和溶解。 1.将4×10-3mol/L的AgNO3溶液与4×10-3mol/L的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出？Ksp(AgCl)= 1.8×10-10。 【方法导引】 通过比较溶度积Ksp与浓度商Q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)Q>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。 (2)Q＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。 (3)Q目标二：用平衡移动原理认识沉淀溶解平衡的影响因素。 任务1：沉淀溶解平衡也满足平衡移动原理，思考并完成下列问题。 1.常温下，分别将AgCl溶于水和0.1 mol·L－1的NaCl溶液中，其溶解度相同吗？为什么？ 2．向AgCl饱和溶液中加水，AgCl的溶解度会增大吗？溶解平衡移动吗？Ksp是否增大？升高温度，Ksp如何变化？ 3.钡餐透视主要用于拍摄胃镜照片。患者在进行胃镜检查前，食入钡餐(BaSO4悬浊液)，钡餐在含有盐酸的胃酸中不会溶解，从而可以像摄入的食物一样成功粘在胃壁上。胃壁有溃疡等表面损失的部位则无法粘上。对胃部进行X光拍摄，由于X光无法透过硫酸钡固体，钡餐将在照片上留下阴影，而未留下阴影的部分即为病变部位。BaCO3也是难溶性电解质，但是不能用于钡餐透视。 （1）请写出BaCO3的沉淀溶解平衡表达式。 （2）胃液主要含有什么成分 该成分对上述碳酸钡沉淀溶解平衡有什么影响 c(Ba2+)如何变化 （3）钡餐透视误服BaCO3后，一般可以通过服用泄盐MgSO4解毒，从沉淀溶解平衡角度解释原因。 （4）碳酸钡沉淀溶解平衡体系，加热以后平衡向哪个方向移动 碳酸钡固体质量如何变化 钡离子浓度如何变化 任务2：以CaCO3溶解平衡为例，小组讨论完成下列表格。 CaCO3(S) Ca2+(aq) + (aq) △H>0 条件Ksp改变条件瞬间的QKsp与Q相对大小移动方向沉淀的物质的量变化升温加入Na2CO3固体通入HCl气体加水稀释
【知识小结】 沉淀溶解平衡的影响因素 影响因素平衡移动方向Ksp变化温 度升高温度向吸热方向移动，多数为溶解方向多数增大降低温度向放热方向移动，多数为沉淀方向多数减小浓 度加水向溶解方向移动不变加入相同离子向生成沉淀方向移动不变加入与体系中离子发生反应的离子向溶解方向移动不变
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
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