难容电解质的溶解平衡导学案
文档属性
| 名称 | 难容电解质的溶解平衡导学案 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 18.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2010-09-11 10:08:00 | ||
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文档简介
南海中学高二选修4 2008-12-12
第四节 难溶电解质的溶解平衡
【讨论】 1)NaCl在水溶液里达到溶液平衡状态时有何特征？
2)要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体，可采取什么措施？
实验探究：在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸
现象：
【讨论】发生该变化的原因？
一、Ag＋和Cl－的反应能进行到底吗？
溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶
溶解度
习惯上，将溶解度小于0.01克的电解质称为 电解质
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时，沉淀达到完全。
一、溶解平衡
1、概念：
2、特征：
3、影响溶解平衡的因素
①内因：
②外因：
【练习1】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
4、溶度积常数即溶度积(Ksp )：
(1)定义：
(2)数学表达式： AnBm nAm+ + mBn- KSP(AnBm) =
(3)影响溶度积(Ksp )的因素（判断是否有关）
a.与难溶电解质性质 b.与温度
c.与沉淀的量 d.与离子浓度大小
1）离子浓度的改变可使平衡发生移动，但不能改变溶度积。
2）不同的难溶电解质在相同温度下Ksp不同。
（4）KSP与溶解度的关系
相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶。
如: Ksp (AgCl) > Ksp (AgBr) > Ksp (AgI) 溶解度: Ksp ( AgCl) > Ksp (AgBr) > Ksp (AgI)
5.有关计算
类型一.利用溶度积计算某种离子的浓度
[练1]25℃时， Ksp (AgBr)= 5.0×10-10 mol2L-2 求AgBr的饱和溶液中的c（Ag+）和c（Br-）.
[练2] 25℃时， Ksp [Mg(OH)2]= 1.8×10-11mol3L-3 求Mg(OH)2 的饱和溶液中的C（Mg2+）和c（OH-）
类型二 溶度积Ksp与难溶电解质溶解度的有关换算
[练3]、已知Ksp,AgCl＝ 1.56 10-10， Ksp,Ag2CrO4＝ 9.0 10-12，试求AgCl和Ag2CrO4的溶解度（用g/L表示）
[练4]、把足量的AgCl放入1L 1 .0 mol ／L的盐酸溶液中溶解度是多少？（g/L）
对于沉淀溶解平衡：（平衡时） MmAn (s) mMn＋(aq) ＋ nAm－(aq)
Ksp＝[c(Mn＋)]m·[c(Am－)]n
溶度积规则：任意时刻有离子积Qc=c(Mn＋)m · c(Am－)n
Qc > Ksp，溶液处于 状态， 沉淀
Qc = Ksp，沉淀和溶解 平衡，溶液为 溶液， 沉淀
Qc < Ksp，溶液 饱和，沉淀
【练习2】 在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中，加入 1mL 0.01mol/L AgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl Ksp=1.8×10－10) （ ）
A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀 C.无法确定 D.有沉淀但不是AgCl
【练习3】下列情况下，有无CaCO3沉淀生成？
（1）往盛有1.0 L纯水中加入0.1 mL浓度为0.01 mol /L 的CaCl2和Na2CO3；
（2）改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0 mol /L 呢？
二、沉淀反应的应用
1、沉淀的生成
（1）应用：生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中除杂或提纯物质的重要方法之一。
阅读课本P66~68
（2）方法
a 、调pH值
b 、加沉淀剂：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂
c、同离子效应法
d、氧化还原法：
【练习4 】1、 除去NaCl溶液中的FeCl3，需加入的试剂是（ ）
A.NaOH B.石灰水 C.铜片 D.氨水
2、 要除去MgCl2酸性溶液中少量的FeCl3，不宜选用的试剂是（ ）
A、MgO B、MgCO3 C、NaOH D、Mg(OH)2
2、沉淀的溶解
(1)原理：
(2)举例
a 、溶于酸中
如：CaCO3溶于盐酸，FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸
b 、溶于某些盐溶液
[实验3-3]
试管编号及内盛试剂 (1)Mg(OH)2 (2)Mg(OH)2 (3)Mg(OH)2
滴加试剂 蒸馏水 盐酸 NH4Cl溶液
现象
1、写出实验3－3有关反应的化学方程
2、应用平衡移动原理分析、解释实验3－3中发生的反应，并试从中找出使沉淀溶解的规律。
3、沉淀的转化
【实验3-4】见书
【实验3-5】见书
沉淀转化规律：
思考:如果将上述两个实验中沉淀生成和转化的操作步骤颠倒顺序，会产生什么结果？
[归纳整理] 沉淀的溶解与转化
无论是沉淀的溶解还是沉淀的转化，其实质都是溶解平衡的移动，都遵循平衡移动原理（勒夏特列原理）。
【练习6 】
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（s） 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（s）的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因 。
【小结】：沉淀的生成、溶解、转化本质上都是沉淀溶解平衡的移动问题，其基本依据主要有：
①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。
②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。
③加入相同离子，平衡向沉淀方向移动。
④加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。
〖巩固练习〗
1．下列有关离子反应的叙述不正确的是 （ ）
Ａ．溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应的发生条件之一
Ｂ．离子反应发生的方向总是向着溶液中离子浓度降低的方向进行
Ｃ．离子反应生成的沉淀的溶解度为零
Ｄ．生成沉淀的离子反应之所以能发生，在于生成物的溶解度小
E．绝对不溶解的物质是不存在的
2．在2mL物质的量浓度相等的NaCl和NaI溶液中滴入几滴AgNO3溶液，发生的反应为（ ）
A．只有AgCl沉淀生成 B．只有AgI沉淀生成
C．生成等物质的量的AgCl和AgI沉淀 D．两种沉淀都有，但以AgI为主
3．铝和镓的性质相似，如M(OH)3都是难溶的两性氢氧化物。在自然界镓常以极少量分散于铝矿，如Al2O3中。用NaOH溶液处理铝矿（Al2O3）时，生成NaAlO2、NaGaO2；而后通入适量CO2，得Al(OH)3沉淀，而NaGaO2留在溶液中（循环多次后成为提取镓的原料）。发生后一步反应是因为
A．镓酸酸性强于铝酸 B、铝酸酸性强于镓酸
C、镓浓度小，所以不沉淀 D、Al(OH)3是难溶物
4、下列说法中正确的是（ ）
A.不溶于水的物质溶解度为0 B.绝对不溶解的物质是不存在的
C.某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0 D．物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水
5、以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相关性质是（ ）
A.具有吸附性 B. 溶解度与CuS、PbS、CdS等相同
C.溶解度大于CuS、PbS、CdS D. 溶解度小于CuS、PbS、CdS
6、下列各组离子，在水溶液中能以较高浓度大量共存的是（ ）
①I－ ClO－ NO3－ H＋ ②K＋ NH4＋ HCO3－ OH－ ③ SO42－ SO32- Cl－ OH－ ④Fe3+ Cu2+ SO42－ Cl－ ⑤H＋ K＋ AlO2－ HSO3－ ⑥Ca2＋ Na＋ SO42- CO32-
A．①⑥ B．③④ C．②⑤ D．①④
7、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： ___ __
8．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：
①SO2与CaCO3悬浊液反应
②SO2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
9．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……
（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。
10．试用化学平衡移动的原理分析
（１）为何碳酸钙溶于碳酸？
（２）为何氢氧化铝既“溶”于强酸又“溶”于强碱？
（3）碳酸钙不“溶”于稀硫酸却“溶”于醋酸中
（4）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？
11．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。
12．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Ag2CrO4的Ksp=9×10-12
13、氢氧化钙的溶解度较小，20℃时，每100g水中仅溶解0.165g。
⑴20℃时，在烧杯中放入7.40gCa(OH)2固体，加水100g，经充分搅拌后，所得饱和溶液的体积为100mL，计算溶液中的OH－的物质的量浓度。
⑵在⑴的烧杯中，需要加入多少升0.1mol/L的Na2CO3溶液，才能使沉淀全部转为CaCO3，并使原溶液中的Ca2＋降至0.01mol/L？
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第四节 难溶电解质的溶解平衡
【讨论】 1)NaCl在水溶液里达到溶液平衡状态时有何特征？
2)要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体，可采取什么措施？
实验探究：在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸
现象：
【讨论】发生该变化的原因？
一、Ag＋和Cl－的反应能进行到底吗？
溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶
溶解度
习惯上，将溶解度小于0.01克的电解质称为 电解质
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时，沉淀达到完全。
一、溶解平衡
1、概念：
2、特征：
3、影响溶解平衡的因素
①内因：
②外因：
【练习1】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
4、溶度积常数即溶度积(Ksp )：
(1)定义：
(2)数学表达式： AnBm nAm+ + mBn- KSP(AnBm) =
(3)影响溶度积(Ksp )的因素（判断是否有关）
a.与难溶电解质性质 b.与温度
c.与沉淀的量 d.与离子浓度大小
1）离子浓度的改变可使平衡发生移动，但不能改变溶度积。
2）不同的难溶电解质在相同温度下Ksp不同。
（4）KSP与溶解度的关系
相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶。
如: Ksp (AgCl) > Ksp (AgBr) > Ksp (AgI) 溶解度: Ksp ( AgCl) > Ksp (AgBr) > Ksp (AgI)
5.有关计算
类型一.利用溶度积计算某种离子的浓度
[练1]25℃时， Ksp (AgBr)= 5.0×10-10 mol2L-2 求AgBr的饱和溶液中的c（Ag+）和c（Br-）.
[练2] 25℃时， Ksp [Mg(OH)2]= 1.8×10-11mol3L-3 求Mg(OH)2 的饱和溶液中的C（Mg2+）和c（OH-）
类型二 溶度积Ksp与难溶电解质溶解度的有关换算
[练3]、已知Ksp,AgCl＝ 1.56 10-10， Ksp,Ag2CrO4＝ 9.0 10-12，试求AgCl和Ag2CrO4的溶解度（用g/L表示）
[练4]、把足量的AgCl放入1L 1 .0 mol ／L的盐酸溶液中溶解度是多少？（g/L）
对于沉淀溶解平衡：（平衡时） MmAn (s) mMn＋(aq) ＋ nAm－(aq)
Ksp＝[c(Mn＋)]m·[c(Am－)]n
溶度积规则：任意时刻有离子积Qc=c(Mn＋)m · c(Am－)n
Qc > Ksp，溶液处于 状态， 沉淀
Qc = Ksp，沉淀和溶解 平衡，溶液为 溶液， 沉淀
Qc < Ksp，溶液 饱和，沉淀
【练习2】 在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中，加入 1mL 0.01mol/L AgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl Ksp=1.8×10－10) （ ）
A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀 C.无法确定 D.有沉淀但不是AgCl
【练习3】下列情况下，有无CaCO3沉淀生成？
（1）往盛有1.0 L纯水中加入0.1 mL浓度为0.01 mol /L 的CaCl2和Na2CO3；
（2）改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0 mol /L 呢？
二、沉淀反应的应用
1、沉淀的生成
（1）应用：生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中除杂或提纯物质的重要方法之一。
阅读课本P66~68
（2）方法
a 、调pH值
b 、加沉淀剂：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂
c、同离子效应法
d、氧化还原法：
【练习4 】1、 除去NaCl溶液中的FeCl3，需加入的试剂是（ ）
A.NaOH B.石灰水 C.铜片 D.氨水
2、 要除去MgCl2酸性溶液中少量的FeCl3，不宜选用的试剂是（ ）
A、MgO B、MgCO3 C、NaOH D、Mg(OH)2
2、沉淀的溶解
(1)原理：
(2)举例
a 、溶于酸中
如：CaCO3溶于盐酸，FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸
b 、溶于某些盐溶液
[实验3-3]
试管编号及内盛试剂 (1)Mg(OH)2 (2)Mg(OH)2 (3)Mg(OH)2
滴加试剂 蒸馏水 盐酸 NH4Cl溶液
现象
1、写出实验3－3有关反应的化学方程
2、应用平衡移动原理分析、解释实验3－3中发生的反应，并试从中找出使沉淀溶解的规律。
3、沉淀的转化
【实验3-4】见书
【实验3-5】见书
沉淀转化规律：
思考:如果将上述两个实验中沉淀生成和转化的操作步骤颠倒顺序，会产生什么结果？
[归纳整理] 沉淀的溶解与转化
无论是沉淀的溶解还是沉淀的转化，其实质都是溶解平衡的移动，都遵循平衡移动原理（勒夏特列原理）。
【练习6 】
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（s） 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（s）的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因 。
【小结】：沉淀的生成、溶解、转化本质上都是沉淀溶解平衡的移动问题，其基本依据主要有：
①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。
②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。
③加入相同离子，平衡向沉淀方向移动。
④加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。
〖巩固练习〗
1．下列有关离子反应的叙述不正确的是 （ ）
Ａ．溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应的发生条件之一
Ｂ．离子反应发生的方向总是向着溶液中离子浓度降低的方向进行
Ｃ．离子反应生成的沉淀的溶解度为零
Ｄ．生成沉淀的离子反应之所以能发生，在于生成物的溶解度小
E．绝对不溶解的物质是不存在的
2．在2mL物质的量浓度相等的NaCl和NaI溶液中滴入几滴AgNO3溶液，发生的反应为（ ）
A．只有AgCl沉淀生成 B．只有AgI沉淀生成
C．生成等物质的量的AgCl和AgI沉淀 D．两种沉淀都有，但以AgI为主
3．铝和镓的性质相似，如M(OH)3都是难溶的两性氢氧化物。在自然界镓常以极少量分散于铝矿，如Al2O3中。用NaOH溶液处理铝矿（Al2O3）时，生成NaAlO2、NaGaO2；而后通入适量CO2，得Al(OH)3沉淀，而NaGaO2留在溶液中（循环多次后成为提取镓的原料）。发生后一步反应是因为
A．镓酸酸性强于铝酸 B、铝酸酸性强于镓酸
C、镓浓度小，所以不沉淀 D、Al(OH)3是难溶物
4、下列说法中正确的是（ ）
A.不溶于水的物质溶解度为0 B.绝对不溶解的物质是不存在的
C.某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0 D．物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水
5、以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相关性质是（ ）
A.具有吸附性 B. 溶解度与CuS、PbS、CdS等相同
C.溶解度大于CuS、PbS、CdS D. 溶解度小于CuS、PbS、CdS
6、下列各组离子，在水溶液中能以较高浓度大量共存的是（ ）
①I－ ClO－ NO3－ H＋ ②K＋ NH4＋ HCO3－ OH－ ③ SO42－ SO32- Cl－ OH－ ④Fe3+ Cu2+ SO42－ Cl－ ⑤H＋ K＋ AlO2－ HSO3－ ⑥Ca2＋ Na＋ SO42- CO32-
A．①⑥ B．③④ C．②⑤ D．①④
7、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： ___ __
8．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：
①SO2与CaCO3悬浊液反应
②SO2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
9．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……
（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。
10．试用化学平衡移动的原理分析
（１）为何碳酸钙溶于碳酸？
（２）为何氢氧化铝既“溶”于强酸又“溶”于强碱？
（3）碳酸钙不“溶”于稀硫酸却“溶”于醋酸中
（4）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？
11．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。
12．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Ag2CrO4的Ksp=9×10-12
13、氢氧化钙的溶解度较小，20℃时，每100g水中仅溶解0.165g。
⑴20℃时，在烧杯中放入7.40gCa(OH)2固体，加水100g，经充分搅拌后，所得饱和溶液的体积为100mL，计算溶液中的OH－的物质的量浓度。
⑵在⑴的烧杯中，需要加入多少升0.1mol/L的Na2CO3溶液，才能使沉淀全部转为CaCO3，并使原溶液中的Ca2＋降至0.01mol/L？
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