鲁科版第三章物质在水溶液中的行为第3节 沉淀溶解平衡 学案 共三课时
文档属性
| 名称 | 鲁科版第三章物质在水溶液中的行为第3节 沉淀溶解平衡 学案 共三课时 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 23.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2009-11-16 15:59:00 | ||
图片预览
文档简介
本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
第3节 沉淀溶解平衡 学案
安丘市实验中学 李廷勋
【学习目标】
1、知道难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，并能结合实例进行描述。
2、能描述沉淀溶解平衡，能写出溶度积KSP的表达式，知道溶度积的含义，知道溶度积是沉淀溶解平衡的平衡常数、溶度积可以反映难溶电解质在水中的溶解能力。
3、能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化的过程进行分析，知道沉淀转化的本质并能够对相关的实验的现象以及生活中的相关问题进行解释。
4、掌握简单的利用KSP的表达式计算溶液中相关离子的浓度。
第一课时
【复习】
1、在初中，根据溶解度把物质分为 、 、 和 四种情况。这四类物质在常温下的溶解度最小分别是多少？
2、不溶于水的物质是否就是绝对不溶？在水溶液中是否存在溶解的溶质成分与未溶解的溶质成分之间的溶解平衡？根据是什么？
3、将一块事先仔细观察的不规则的氯化钠固体放入氯化钠的饱和溶液中，填写下列情况
采取措施 固体氯化钠质量 固体氯化钠外形
温度、水量不变
加热浓缩后恢复原温
冷冻降温
滴加少量盐酸
温度不变加水
以上事实说明：物质放入溶剂中，存在 和 两个互为可逆过程。
当 速率 （填“大于”、 “小于”或“等于”） 速率时，物质在溶解；
当 速率 （填“大于”、 “小于”或“等于”） 速率时，物质在结晶析出；
当 速率 （填“大于”、 “小于”或“等于”） 速率时，物质处于溶解平衡状态。
可见，溶解平衡也是化学平衡，具有化学平衡、电离平衡相同的特征，平衡的移动也可用 原理加以解释。
【新授】
一、沉淀溶解平衡与溶度积
㈠溶解平衡
1、CaCO3、FeS、Mg(OH)2是否是电解质？
一些电解质如BaSO4在水中只能溶解很少、可以说是难以溶解，所以称为______________。尽管这些电解质难以溶解于水中，但在水中也会建立一种________ _____。
2、阅读课本P94【观察·思考】
现象： 。
结论： 。
化学方程式：
解释现象：
3、难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律，其基本特征为：⑴_____ __ _
⑵__ ______ ⑶________ _ ⑷________ _ ⑸ 。
【练习】
1、有关氯化银沉淀的溶解平衡说法正确的是
A、AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等
B、AgCl难溶于水，溶液中没有Ag+和Cl-
C、升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大
D、向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变
2、向含有大量CaCO3固体的饱和溶液中分别加入表中所列物质，按表中要求填写：
加入物质 沉淀溶解平衡移动方向 [Ca2+][CO32-] [CO32-] [Ca2+]·[CO32-]
少量CaCl2
少量Na2CO3
少量稀盐酸
㈡溶度积
1、什么叫溶度积常数？
难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常数称为_____ __ __，简称______ 。写出下列物质的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式。
⑴ PbI2
⑵ Cu(OH)2
⑶ BaSO4
⑷ CaCO3
⑸ Al(OH)3
⑹ CuS
2．溶度积表示的意义是什么？影响溶度积的因素是什么？
溶度积KSP反映了难溶电解质在水中的__ ______ ___，KSP的大小和溶质的溶解度不同，它只与__ ______ 有关，与__ ______ 无关，并且溶液中离子浓度的变化只能使 ，并不改变 。利用溶度积KSP可以判沉淀的生成 、溶解情况以及沉淀溶解平衡移动方向。
【练习】
1、已知25℃时，BaSO4的Ksp=1.1×10-10mol2·L-2。请计算25℃时BaSO4饱和溶液中c(Ba2+)和BaSO4的溶解度。
2、已知在室温时，Cu(OH)2的溶度积Ksp=2.2×10－20 mol3·L－3，求室温下Cu(OH)2饱和溶液中Cu2+和OH-的物质的量浓度。
3、一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数，这个常数称为该难溶电解质的溶度积，用符号Ksp表示。
即：AmBn(s)mAn+(aq)＋nBm－(aq) [An+]m·[Bm－]n＝Ksp
已知：某温度时，Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl－] ＝1.8×10－10
Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2- 4] ＝1.1×10－12
试求：
（1）此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度，并比较两者的大小。
（2）此温度下，在0.010mo1·L-1的AgNO3溶液中，AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度，并比较两者的大小。
【小结】
1、难溶电解质在水中存在 ，其平衡常数称为 ，符号为 ，简称 。写出沉淀AmBn沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式：
。KSP反映了 ，其大小与 有关，与 无关。
2、K、Ka（或Kb）Ksp比较
K Ka（或Kb） Ksp
影响因素
无关因素
表示意义
对比前提
平衡移动
第2课时
二、沉淀溶解平衡的应用
㈠沉淀的溶解
1、 阅读课本P96——图3—3—3，浓度商（Q）和溶度积（Ksp）与沉淀的溶解和溶液中离子生成沉淀之间有什么关系？
2、 用沉淀溶解平衡理论解释课本P94【观察·思考】中的现象。
3、医学上做钡餐透视时为什么用硫酸钡而不用碳酸钡？若误将可溶性钡盐当作食盐或纯碱食用，会造成钡中毒，如何处理？请运用沉淀溶解平衡理论解释。
【练习】
1、已知在常温时，Cu(OH)2的溶度积Ksp=2×10－20 mol3·L－3。
⑴某硫酸铜溶液里，c(Cu 2+)=0.02mo1·L-1，若要生成Cu(OH)2，应调整溶液PH使之大于 。
⑵要使0.2mo1·L-1硫酸铜溶液中Cu 2+浓度降至原来的千分之一，则应向溶液里加入氢氧化钠溶液，使溶液PH为 。
2、牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：
Ca5(PO4)3OH(固) 5Ca2++3PO43-+OH-
进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是
。 已知Ca5(PO4)3F（固）的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。用离子方程式和简要文字表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因： 。
根据以上原理，请你提出一种其它促进矿化的方法： 。
3、 FeS饱和溶液中存在溶解平衡，常温下，Ksp=8.1×10－17 mol2·L－2。
⑴理论上FeS溶解度为 。
⑵又知FeS饱和溶液中c(H+)与 c(S 2+)之间存在以下关系：c2(H+)·c(S 2+)=1.0×10－22 mol3·L－3，为了使溶液里c( Fe2+)达到1 mo1·L-1，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的c(H+)为 。
㈡沉淀的生成
1、 用沉淀溶解平衡理论解释课本P94【观察·思考】中的现象。
2、 写出课本P94【联想·质疑】中的有关化学方程式。
3、“桂林山水甲天下”，桂林的“溶洞”更是大自然的妙笔。阅读课本P97【交流·研讨】请你从沉淀溶解平衡的角度解释溶洞的形成并写出有关化学方程式。
第3课时
㈢沉淀的转化
1、 课本P98【观察·思考】中的现象：
化学方程式：
解释现象：
2、沉淀的转化是__ _____ _的过程，其实质 _。
除去溶液中的重金属离子，常用的沉淀剂有 ，通过一个例子用沉淀溶解平衡理论解释：
__ _____
__ _____ 。
当Q大于Ksp时，情况为：__ _____ 。
当Q等于Ksp时，情况为：__ _____ 。
当Q小于Ksp时，情况为：__ _____ 。
【练习】
1、将AgNO3溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都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： 。
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： _____
【综合练习】
1、试用化学平衡移动的原理分析：用等量的水和稀硫酸洗涤BaSO4沉淀，为何用水洗的沉淀损失要大于用稀硫酸洗时的沉淀损失？
2、己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)2(固)Ca2+＋2OH－，CaCO3(固) 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
3、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……
⑴新方法的反应方程式为：
⑵该反应反应物CuO是不溶物，为什么该反应还能进行：
⑶简述新方法生产效率高、成本低的原因。
4、为了除去下列括号内的杂质,下列物质的分离和提纯的适宜方法为
混合物 除杂方法 沉淀反应的应用
NH4Cl(FeCl3)
NaCl(CuCl2)
NaCl(Na2CO3)
BaSO4(CaCO3)
Mg(OH)2(ＭgCO3)
AgBr(AgCl)
5、将5mL1×10-5mol/L的AgNO3溶液和15mL4×10-5mol/L的K2CrO4溶液混和时，有无砖红色Ag2CrO4沉淀生成？已知Ksp (Ag2CrO4)=9×10-12mol3·L-3
矿化
脱矿
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网
第3节 沉淀溶解平衡 学案
安丘市实验中学 李廷勋
【学习目标】
1、知道难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，并能结合实例进行描述。
2、能描述沉淀溶解平衡，能写出溶度积KSP的表达式，知道溶度积的含义，知道溶度积是沉淀溶解平衡的平衡常数、溶度积可以反映难溶电解质在水中的溶解能力。
3、能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化的过程进行分析，知道沉淀转化的本质并能够对相关的实验的现象以及生活中的相关问题进行解释。
4、掌握简单的利用KSP的表达式计算溶液中相关离子的浓度。
第一课时
【复习】
1、在初中，根据溶解度把物质分为 、 、 和 四种情况。这四类物质在常温下的溶解度最小分别是多少？
2、不溶于水的物质是否就是绝对不溶？在水溶液中是否存在溶解的溶质成分与未溶解的溶质成分之间的溶解平衡？根据是什么？
3、将一块事先仔细观察的不规则的氯化钠固体放入氯化钠的饱和溶液中，填写下列情况
采取措施 固体氯化钠质量 固体氯化钠外形
温度、水量不变
加热浓缩后恢复原温
冷冻降温
滴加少量盐酸
温度不变加水
以上事实说明：物质放入溶剂中，存在 和 两个互为可逆过程。
当 速率 （填“大于”、 “小于”或“等于”） 速率时，物质在溶解；
当 速率 （填“大于”、 “小于”或“等于”） 速率时，物质在结晶析出；
当 速率 （填“大于”、 “小于”或“等于”） 速率时，物质处于溶解平衡状态。
可见，溶解平衡也是化学平衡，具有化学平衡、电离平衡相同的特征，平衡的移动也可用 原理加以解释。
【新授】
一、沉淀溶解平衡与溶度积
㈠溶解平衡
1、CaCO3、FeS、Mg(OH)2是否是电解质？
一些电解质如BaSO4在水中只能溶解很少、可以说是难以溶解，所以称为______________。尽管这些电解质难以溶解于水中，但在水中也会建立一种________ _____。
2、阅读课本P94【观察·思考】
现象： 。
结论： 。
化学方程式：
解释现象：
3、难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律，其基本特征为：⑴_____ __ _
⑵__ ______ ⑶________ _ ⑷________ _ ⑸ 。
【练习】
1、有关氯化银沉淀的溶解平衡说法正确的是
A、AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等
B、AgCl难溶于水，溶液中没有Ag+和Cl-
C、升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大
D、向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变
2、向含有大量CaCO3固体的饱和溶液中分别加入表中所列物质，按表中要求填写：
加入物质 沉淀溶解平衡移动方向 [Ca2+][CO32-] [CO32-] [Ca2+]·[CO32-]
少量CaCl2
少量Na2CO3
少量稀盐酸
㈡溶度积
1、什么叫溶度积常数？
难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常数称为_____ __ __，简称______ 。写出下列物质的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式。
⑴ PbI2
⑵ Cu(OH)2
⑶ BaSO4
⑷ CaCO3
⑸ Al(OH)3
⑹ CuS
2．溶度积表示的意义是什么？影响溶度积的因素是什么？
溶度积KSP反映了难溶电解质在水中的__ ______ ___，KSP的大小和溶质的溶解度不同，它只与__ ______ 有关，与__ ______ 无关，并且溶液中离子浓度的变化只能使 ，并不改变 。利用溶度积KSP可以判沉淀的生成 、溶解情况以及沉淀溶解平衡移动方向。
【练习】
1、已知25℃时，BaSO4的Ksp=1.1×10-10mol2·L-2。请计算25℃时BaSO4饱和溶液中c(Ba2+)和BaSO4的溶解度。
2、已知在室温时，Cu(OH)2的溶度积Ksp=2.2×10－20 mol3·L－3，求室温下Cu(OH)2饱和溶液中Cu2+和OH-的物质的量浓度。
3、一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数，这个常数称为该难溶电解质的溶度积，用符号Ksp表示。
即：AmBn(s)mAn+(aq)＋nBm－(aq) [An+]m·[Bm－]n＝Ksp
已知：某温度时，Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl－] ＝1.8×10－10
Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2- 4] ＝1.1×10－12
试求：
（1）此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度，并比较两者的大小。
（2）此温度下，在0.010mo1·L-1的AgNO3溶液中，AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度，并比较两者的大小。
【小结】
1、难溶电解质在水中存在 ，其平衡常数称为 ，符号为 ，简称 。写出沉淀AmBn沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式：
。KSP反映了 ，其大小与 有关，与 无关。
2、K、Ka（或Kb）Ksp比较
K Ka（或Kb） Ksp
影响因素
无关因素
表示意义
对比前提
平衡移动
第2课时
二、沉淀溶解平衡的应用
㈠沉淀的溶解
1、 阅读课本P96——图3—3—3，浓度商（Q）和溶度积（Ksp）与沉淀的溶解和溶液中离子生成沉淀之间有什么关系？
2、 用沉淀溶解平衡理论解释课本P94【观察·思考】中的现象。
3、医学上做钡餐透视时为什么用硫酸钡而不用碳酸钡？若误将可溶性钡盐当作食盐或纯碱食用，会造成钡中毒，如何处理？请运用沉淀溶解平衡理论解释。
【练习】
1、已知在常温时，Cu(OH)2的溶度积Ksp=2×10－20 mol3·L－3。
⑴某硫酸铜溶液里，c(Cu 2+)=0.02mo1·L-1，若要生成Cu(OH)2，应调整溶液PH使之大于 。
⑵要使0.2mo1·L-1硫酸铜溶液中Cu 2+浓度降至原来的千分之一，则应向溶液里加入氢氧化钠溶液，使溶液PH为 。
2、牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：
Ca5(PO4)3OH(固) 5Ca2++3PO43-+OH-
进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是
。 已知Ca5(PO4)3F（固）的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。用离子方程式和简要文字表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因： 。
根据以上原理，请你提出一种其它促进矿化的方法： 。
3、 FeS饱和溶液中存在溶解平衡，常温下，Ksp=8.1×10－17 mol2·L－2。
⑴理论上FeS溶解度为 。
⑵又知FeS饱和溶液中c(H+)与 c(S 2+)之间存在以下关系：c2(H+)·c(S 2+)=1.0×10－22 mol3·L－3，为了使溶液里c( Fe2+)达到1 mo1·L-1，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的c(H+)为 。
㈡沉淀的生成
1、 用沉淀溶解平衡理论解释课本P94【观察·思考】中的现象。
2、 写出课本P94【联想·质疑】中的有关化学方程式。
3、“桂林山水甲天下”，桂林的“溶洞”更是大自然的妙笔。阅读课本P97【交流·研讨】请你从沉淀溶解平衡的角度解释溶洞的形成并写出有关化学方程式。
第3课时
㈢沉淀的转化
1、 课本P98【观察·思考】中的现象：
化学方程式：
解释现象：
2、沉淀的转化是__ _____ _的过程，其实质 _。
除去溶液中的重金属离子，常用的沉淀剂有 ，通过一个例子用沉淀溶解平衡理论解释：
__ _____
__ _____ 。
当Q大于Ksp时，情况为：__ _____ 。
当Q等于Ksp时，情况为：__ _____ 。
当Q小于Ksp时，情况为：__ _____ 。
【练习】
1、将AgNO3溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都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： 。
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： _____
【综合练习】
1、试用化学平衡移动的原理分析：用等量的水和稀硫酸洗涤BaSO4沉淀，为何用水洗的沉淀损失要大于用稀硫酸洗时的沉淀损失？
2、己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)2(固)Ca2+＋2OH－，CaCO3(固) 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
3、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……
⑴新方法的反应方程式为：
⑵该反应反应物CuO是不溶物，为什么该反应还能进行：
⑶简述新方法生产效率高、成本低的原因。
4、为了除去下列括号内的杂质,下列物质的分离和提纯的适宜方法为
混合物 除杂方法 沉淀反应的应用
NH4Cl(FeCl3)
NaCl(CuCl2)
NaCl(Na2CO3)
BaSO4(CaCO3)
Mg(OH)2(ＭgCO3)
AgBr(AgCl)
5、将5mL1×10-5mol/L的AgNO3溶液和15mL4×10-5mol/L的K2CrO4溶液混和时，有无砖红色Ag2CrO4沉淀生成？已知Ksp (Ag2CrO4)=9×10-12mol3·L-3
矿化
脱矿
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网