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2015年高中化学《化学反应原理》3.4难溶电解质溶解*衡教案 新人教版选修4

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第四节 难溶电解质溶解*衡

一、学*点拨 1.目标要求 (1)了解难溶电解质在水中的溶解情况。 (2)理解难溶电解质在水中的沉淀溶解*衡特点,正确理解和掌握溶度积 KSP 的概念。 (3)掌握运用浓度商和*衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。 (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。 2.知识要点 (1)难溶电解质在水中的沉淀溶解*衡特点,运用溶度积 KSP 简单计算溶液中相关离子 的浓度 (2)运用浓度商和*衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。 3.学*方法 难溶电解质在水中也会建立一种动态*衡,这种动态*衡和化学*衡、电离*衡一样合 乎*衡的基本特征、满足*衡的变化基本规律。难溶电解质溶解程度大小可以用沉淀溶解* 衡常数--溶度积 KSP来进行判断,因此我们就可以运用溶度积 KSP计算溶液中相关离子的浓度。 对难溶电解质的溶解*衡常数的正确的理解,一方面要运用前面的影响化学*衡、电离*衡 的因素知识进行牵移和类比以达到强化和内化的目标;另一方面要用溶度积 KSP 知识来分析 沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。本节内容的核心知识点就是溶度积 KSP
二、学*训练材料
第一课时

[知识技能]

1.一些电解质如 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.难溶电解质在水中的沉淀溶解*衡和化学*衡、电离*衡一样,合乎*衡的基本特征、

满足*衡的变化基本规律,其基本特征为:(1)________ ____(2)__ ______ ____

(3)________

____(4)________

____

3.难溶电解质在水中存在沉淀溶解*衡,其*衡常数称为_______

__,简称

_______

__。请写出 PbI2 Cu(OH)2 BaSO4 CaCO3 Al(OH)3 CuS 的沉淀溶

解*衡与溶度积 KSP 表达式

4.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。利用溶度积 KSP 可以判断__

______ __、__ ______ __以及__ _____

_ __。

5.沉淀的转化是__ _____

_

__的过程,其实质是__ _____

_ __。

当 Qc 大于 Ksp 时,情况为:__ _____

_ __

当 Qc 等于 Ksp 时,情况为:__ _____

_ __

当 Qc 小于 Ksp 时,情况为:__ _____

_ __

6.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:

_ _____

_

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.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。 [能力方法]

1.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

2.己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解*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……
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。

4.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*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。主动脉用离子方程式表示,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:

[拓展体验]

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[CrO24- ] =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。

[学*小结] 参考答案 [知识技能] 1.难溶电解质 动态*衡 2.可逆过程 沉积和溶解速率相等 各离子浓度不变 改变温度、浓度等条件*衡移动 3.溶度积常数 溶度积 (略) 4.溶解能力 温度 浓度 沉淀的生成 溶解情况 沉淀溶解*衡移动方向 5.一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质 沉淀溶解*衡的移动 此时有沉淀析出 直至沉积与溶解达到*衡 沉积与溶解处于*衡状态 若溶液中存在难溶电解质,则难溶 电解质会溶解,直至沉积与溶解达到*衡状态 6.白→淡黄→黄色 AgCl AgBr AgI 的 Ksp 逐渐减小,白色 AgCl 沉淀转化成难溶的淡 黄色的 AgBr,然后淡黄色的 AgBr 再转变成更难溶的黄色 AgI 沉淀。 7.③④①② 8. 略 [能力方法] 1.A
2.(1)①2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4·H2O)+2CO2 或
2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4·H2O)+2CO2
②2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2(CaSO4·2H2O)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

3.(1)BaS+CuO+9H2O=Ba(OH)2·8H2O+CuS[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)2·8H2O 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。

4..H++OH-=H2O,使*衡向脱矿方向移动



Ca2+(或加

PO

3? 4

等)

5Ca2++3PO

3? 4

+F-=Ca5(PO4)3F↓

[拓展体验] ①AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)

c(AgCl ) ? Ksp(AgCl ) ? 1.8?10?10 ? 1.3?10?5 mol ? L?1

Ag2CrO4(s)

2Ag+(aq)+CrO42-(aq)

2x

x

(2x)2·x=Ksp

3
c( Ag2CrO4 ) ?

Ksp ( Ag2CrO4 ) 4

3
?

1.1?10?12 4

? 6.5 ?10?5 mol ? L?1

∴ c(AgCl)<c(Ag2CrO4)

②在 0.010 mol·L-1 AgNO3 溶液中,c(Ag+)=0.010 mol·L-1

AgCl(s)

Ag+(aq) +

Cl-(aq)

溶解*衡时:

0.010+x

x

(0.010+x)·x=1.8×10-10

∵ x 很小,∴ 0.010+x ≈0.010

x=1.8×10-8(mol·L-1)

c(AgCl)= 1.8×10-8(mol·L-1)

Ag2CrO4(s) 溶解*衡时:

2Ag+(aq) 0.010+x



CrO24-(aq)

x

(0.010+2x)2·x=1.1×10-12

x=1.1×10-8(mol·L-1)



∴ c(AgCl)>c(Ag2CrO4)

∵ x 很小,∴ 0.010+2x≈0.010 c(Ag2CrO4)=1.1×10-8 (mol·L-1)




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