化學(xué)反應(yīng)原理沉淀溶解平衡

化學(xué)反應(yīng)原理沉淀溶解平衡第1頁(yè)/共62頁(yè)●課標(biāo)要求能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)?！裾n標(biāo)解讀

1.知道難溶電解質(zhì)在水中存在沉淀溶解平衡，并能結(jié)合實(shí)例進(jìn)行描述。2．理解溶度積的概念，能用溶度積規(guī)則判斷沉淀的產(chǎn)生和溶解。3．知道沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)并能夠?qū)ο嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象以及生活中的一些相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行解釋。第2頁(yè)/共62頁(yè)●教學(xué)地位本節(jié)是在學(xué)生已經(jīng)能夠從化學(xué)平衡的視角對(duì)水自身的電離、弱電解質(zhì)的電離、鹽類的水解等化學(xué)平衡問(wèn)題進(jìn)行分析，并初步形成了從平衡的角度看問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力的基礎(chǔ)上繼續(xù)用化學(xué)平衡的觀點(diǎn)來(lái)研究的另一類平衡——沉淀溶解平衡。而且沉淀溶解平衡在實(shí)際生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究中應(yīng)用十分廣泛，因此學(xué)好本節(jié)知識(shí)，具有比較重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。第3頁(yè)/共62頁(yè)●新課導(dǎo)入建議已知牙齒表面有一層堅(jiān)硬的牙釉質(zhì)羥基磷酸鈣[Ca5(PO4)3(OH)]，它對(duì)牙齒起到保護(hù)作用。使用含氟牙膏能生成更難溶且耐酸的氟磷酸鈣[Ca5(PO4)3F]覆蓋在牙齒表面，抵抗H＋的侵襲。另外溶洞的形成是石灰石巖層在經(jīng)歷了數(shù)萬(wàn)年的歲月侵蝕之后形成的。它是難溶性的CaCO3與溶洞中的CO2以及地下水作用生成了可溶性的Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2在受壓或地殼運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱量的作用下又分解成CaCO3、CO2和H2O，這些變化都與難溶電解質(zhì)的在水溶液中的行為有關(guān)，下面我們來(lái)看看難溶電解質(zhì)的溶解沉淀的相關(guān)知識(shí)。第4頁(yè)/共62頁(yè)●教學(xué)流程設(shè)計(jì)第5頁(yè)/共62頁(yè)第6頁(yè)/共62頁(yè)課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.了解沉淀溶解平衡的建立過(guò)程及特點(diǎn)。2.理解溶度積的概念，能用溶度積規(guī)則判斷沉淀的產(chǎn)生和溶解。3.能夠運(yùn)用平衡移動(dòng)的觀點(diǎn)對(duì)沉淀的溶解、生成和轉(zhuǎn)化進(jìn)行分析，并能解釋一些生活問(wèn)題。1.難溶電解質(zhì)的溶解平衡、沉淀的轉(zhuǎn)化。(重點(diǎn))2.沉淀的轉(zhuǎn)化和溶解，能初步從Q與Ksp大小關(guān)系上給予判定。(難點(diǎn))3.用平衡移動(dòng)原理認(rèn)識(shí)沉淀溶解平衡的主要特征，理解Ksp的含義及其初步應(yīng)用。(重難點(diǎn))第7頁(yè)/共62頁(yè)1.沉淀溶解平衡(1)概念在一定條件下，當(dāng)難溶_______________的速率與_____________________的速率相等時(shí)，溶液中離子濃度、固體的量保持不變的狀態(tài)。(2)特點(diǎn)①動(dòng)：沉淀溶解平衡是一種_____平衡。②等：v(沉淀)____v(溶解)____0。沉淀溶解平衡與溶度積固體溶解離子結(jié)合成難溶固體動(dòng)態(tài)＝≠第8頁(yè)/共62頁(yè)離子濃度固體的量溶解生成轉(zhuǎn)化第9頁(yè)/共62頁(yè)難溶沉淀溶解Ksp

難溶電解質(zhì)的性質(zhì)溫度[Pb2＋][I－]2

第10頁(yè)/共62頁(yè)難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力大強(qiáng)第11頁(yè)/共62頁(yè)1．沉淀溶解平衡式與該物質(zhì)的電離方程式相同嗎？【提示】

難溶電解質(zhì)可以是強(qiáng)電解質(zhì)(如BaSO4)，也可以是弱電解質(zhì)[如Al(OH)3]，其沉淀溶解平衡是一個(gè)可逆過(guò)程；而屬于強(qiáng)電解質(zhì)的難溶物的電離方程式不是可逆的。第12頁(yè)/共62頁(yè)1.沉淀的溶解和生成通過(guò)比較溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積——____________的相對(duì)大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否生成或溶解。(1)當(dāng)Q>Ksp時(shí)，溶液中_______析出，直至沉淀溶解與離子生成沉淀達(dá)到_______________。(2)當(dāng)Q＝Ksp時(shí)，溶液中沉淀溶解與離子生成沉淀處于___________，_____沉淀生成和溶解。沉淀溶解平衡的應(yīng)用濃度商Q有沉淀平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)無(wú)第13頁(yè)/共62頁(yè)(3)當(dāng)Q<Ksp時(shí)，溶液中_____________析出，若加入過(guò)量難溶電解質(zhì)，則固體________，直至沉淀溶解與離子生成沉淀達(dá)到____________。2．沉淀的轉(zhuǎn)化(1)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是_____________________。通常，一種沉淀可以轉(zhuǎn)化為_(kāi)__________的沉淀，兩種難溶物的溶解能力_______________，這種轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)就越大。無(wú)沉淀溶解平衡狀態(tài)沉淀溶解平衡的移動(dòng)更難溶差別越大第14頁(yè)/共62頁(yè)FeSMnS5.0%Na2SO4

第15頁(yè)/共62頁(yè)2．水垢的主要成分為什么是CaCO3和Mg(OH)2，而不是CaCO3和MgCO3?第16頁(yè)/共62頁(yè)【問(wèn)題導(dǎo)思】

①存在沉淀溶解平衡的難溶物都屬于弱電解質(zhì)嗎？②升高溫度、沉淀溶解平衡常數(shù)K值都增大嗎？【提示】

①可以是強(qiáng)電解質(zhì)(如BaSO4、AgCl等)也可以是弱電解質(zhì)[如Al(OH)3等]。②化學(xué)平衡與沉淀溶解平衡既有吸熱反應(yīng)，也有放熱反應(yīng)，因此升高溫度K值可能變大，也可能變??；而電離平衡、水解平衡均為吸熱過(guò)程，因此升高溫度K值均變大。沉淀溶解平衡的理解及影響因素第17頁(yè)/共62頁(yè)1．沉淀溶解平衡與難溶電解質(zhì)的電離第18頁(yè)/共62頁(yè)第19頁(yè)/共62頁(yè)2．化學(xué)平衡常數(shù)K、溶度積Ksp與電離平衡常數(shù)Ka(Kb)的對(duì)比KKa或KbKsp相關(guān)因素反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)及溫度弱電解質(zhì)的性質(zhì)及溫度難溶電解質(zhì)的性質(zhì)及溫度無(wú)關(guān)因素反應(yīng)物的濃度和其相互比例，以及是否有外加入的成分溶液的濃度以及是否有外加入的成分難溶物質(zhì)的量、溶液中離子濃度以及是否有外加入的成分表示意義可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度弱電解質(zhì)電離的能力難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力對(duì)比前提各反應(yīng)物與生成物系數(shù)相同的反應(yīng)陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同的弱電解質(zhì)陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同的電解質(zhì)平衡移動(dòng)只要溫度不變，無(wú)論平衡是否移動(dòng)，各K值均不變。但只要K值改變，平衡一定移動(dòng)第20頁(yè)/共62頁(yè)3.影響沉淀溶解平衡的因素影響因素沉淀溶解平衡內(nèi)因難溶物質(zhì)本身的性質(zhì)外因溫度溫度升高，多數(shù)溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)稀釋向溶解方向移動(dòng)同離子效應(yīng)加入相同離子，向生成沉淀的方向移動(dòng)第21頁(yè)/共62頁(yè)

下列關(guān)于沉淀溶解平衡的說(shuō)法中不正確的是(

)A．難溶電解質(zhì)在水中存在沉淀溶解平衡，且是一種動(dòng)態(tài)平衡B．Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，而與沉淀的量和溶液中離子的濃度無(wú)關(guān)C．在一定溫度下，在BaSO4飽和溶液中再加入BaCl2固體，BaSO4的Ksp減小D．對(duì)于陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同的電解質(zhì)，Ksp的大小能反應(yīng)電解質(zhì)在水中溶解能力的強(qiáng)弱第22頁(yè)/共62頁(yè)【解析】

本題考查了沉淀溶解平衡特點(diǎn)以及Ksp的含義、應(yīng)用。沉淀溶解平衡是平衡的一種，也是一種動(dòng)態(tài)平衡。B、C、D三項(xiàng)考查的是Ksp的含義。難溶電解質(zhì)Ksp的大小反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。它只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，與沉淀的量無(wú)關(guān)。溶液中離子濃度改變只能使平衡移動(dòng)，并不改變?nèi)芏确e。在一定溫度下，Ksp為一常數(shù)。所以C項(xiàng)是錯(cuò)誤的?！敬鸢浮?/p>

C第23頁(yè)/共62頁(yè)1．Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)。溶液中離子濃度的變化只能使平衡移動(dòng)，并不改變?nèi)芏确e。2．對(duì)于陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同的電解質(zhì)，Ksp的數(shù)值越大，電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)。第24頁(yè)/共62頁(yè)1．對(duì)于難溶鹽MX，其飽和溶液中M＋和X－的物質(zhì)的量濃度之間的關(guān)系類似于[H＋][OH－]＝KW，存在等式[M＋]·[X－]＝Ksp。現(xiàn)將足量的AgCl分別放入下列物質(zhì)中，AgCl的溶解度由大到小的排列順序是(

)①20mL0.01mol·L－1KCl溶液②30mL0.02mol·L－1CaCl2溶液③40mL0.03mol·L－1HCl溶液④10mL蒸餾水⑤50mL0.05mol·L－1AgNO3溶液A．①>②>③>④>⑤ B．④>①>③>②>⑤C．⑤>④>②>①>③ D．④>③>⑤>②>①第25頁(yè)/共62頁(yè)第26頁(yè)/共62頁(yè)【問(wèn)題導(dǎo)思】

①沉淀溶解平衡在科學(xué)研究與生產(chǎn)生活實(shí)踐中有哪些廣泛的應(yīng)用？②沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是什么？【提示】

①能夠運(yùn)用平衡移動(dòng)的觀點(diǎn)對(duì)沉淀的溶解、生成和轉(zhuǎn)化進(jìn)行分析，并能解釋一些生活問(wèn)題。②沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動(dòng)。由于難溶電解質(zhì)的溶解平衡也是動(dòng)態(tài)平衡，因此可以通過(guò)改變條件使平衡移動(dòng)，最終使溶液中的離子轉(zhuǎn)化為沉淀或沉淀轉(zhuǎn)化為溶液中的離子。沉淀溶解平衡的應(yīng)用第27頁(yè)/共62頁(yè)1．沉淀的生成(1)沉淀生成的應(yīng)用在涉及無(wú)機(jī)物的制備、提純工藝的生產(chǎn)、科研、廢水處理等領(lǐng)域中，常利用生成沉淀來(lái)達(dá)到分離或除去某些離子的目的。第28頁(yè)/共62頁(yè)第29頁(yè)/共62頁(yè)第30頁(yè)/共62頁(yè)(3)不同沉淀方法的應(yīng)用①直接沉淀法：除去指定的溶液中某種離子或獲取該難溶電解質(zhì)。②分步沉淀法：鑒別溶液中含有哪些離子或分別獲得不同難溶電解質(zhì)。③共沉淀法：除去一組某種性質(zhì)相似的離子，加入合適的沉淀劑。④氧化還原法：改變某離子的存在形式，促使其轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛雀〉碾y溶電解質(zhì)便于分離除去。第31頁(yè)/共62頁(yè)第32頁(yè)/共62頁(yè)第33頁(yè)/共62頁(yè)第34頁(yè)/共62頁(yè)第35頁(yè)/共62頁(yè)第36頁(yè)/共62頁(yè)第37頁(yè)/共62頁(yè) 某溫度時(shí)，Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示：(1)a點(diǎn)表示Ag2SO4________(填“飽和”或“不飽和”)溶液。第38頁(yè)/共62頁(yè)第39頁(yè)/共62頁(yè)第40頁(yè)/共62頁(yè)第41頁(yè)/共62頁(yè)第42頁(yè)/共62頁(yè)2．已知298K時(shí)，Mg(OH)2的溶度積常數(shù)Ksp＝5.6×10－12mol3·L－3，取適量的MgCl2溶液，加入一定量的燒堿溶液達(dá)到沉淀溶解平衡，測(cè)得pH＝13.0，則下列說(shuō)法不正確的是(

)A．所得溶液中的[H＋]＝1.0×10－13mol·L－1B．所得溶液中由水電離產(chǎn)生的[OH－]＝1.0×10－13mol·L－1C．所加燒堿溶液的pH＝13.0D．所得溶液中的[Mg2＋]＝5.6×10－10mol·L－1第43頁(yè)/共62頁(yè)第44頁(yè)/共62頁(yè)【教師備課資源】分步沉淀實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)步驟：①分別配制濃度均為0.03mol·L－1的KBr、KCl、KI溶液；②分別取上述三種溶液各1mL，并將其混合在一起；③向混合液中慢慢滴加0.01mol·L－1AgNO3溶液。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：先觀察到有黃色沉淀生成，后有淺黃色沉淀生成，最后有白色沉淀生成。第45頁(yè)/共62頁(yè)原理分析：由于難溶電解質(zhì)的溶度積不同，加入同一種沉淀劑后，誰(shuí)的濃度商Q先達(dá)到Ksp，誰(shuí)就先沉淀，這種現(xiàn)象稱為分步沉淀。應(yīng)用：利用分步沉淀可以進(jìn)行物質(zhì)的分離。如工業(yè)上有時(shí)利用調(diào)整溶液pH的方法分離工業(yè)廢水中的Fe3＋和Cu2＋。第46頁(yè)/共62頁(yè) 某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組為了探究FeS、CuS、ZnS溶解度的大小，進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)，并測(cè)出了三種物質(zhì)在常溫下的Ksp的大小，如下表所示，請(qǐng)根據(jù)數(shù)據(jù)完成后面的問(wèn)題。(1)向含有FeCl2、CuSO4、ZnSO4的混合溶液中滴加0.01mol·L－1的Na2S溶液時(shí)，F(xiàn)e2＋、Cu2＋、Zn2＋沉淀的先后順序?yàn)開(kāi)_______________(用離子符號(hào)表示)。(2)這三種硫化物在室溫下的溶解度由大到小的順序?yàn)開(kāi)_________________(用硫化物化學(xué)式表示。)化合物FeSCuSZnSKsp/mol2·L－26.3×10－181.3×10－361.6×10－24第47頁(yè)/共62頁(yè)第48頁(yè)/共62頁(yè)第49頁(yè)/共62頁(yè)1．下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是(

)A．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，溶液中各離子濃度相等B．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，沉淀的速率和溶解的速率相等C．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等，且保持不變D．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進(jìn)溶解第50頁(yè)/共62頁(yè)【解析】

本題考查了沉淀溶解平衡的建立與特征。A項(xiàng)中反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，各離子的濃度沒(méi)有必然的關(guān)系；B項(xiàng)正確；C項(xiàng)沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)溶液中溶質(zhì)的離子濃度保持不變，但不一定相等；D項(xiàng)中沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入難溶性的該沉淀物，由于固體的濃度為常數(shù)，故平衡不發(fā)生移動(dòng)。【答案】

B第51頁(yè)/共62頁(yè)第52頁(yè)/共62頁(yè)【解析】

對(duì)于陰、陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)比相同即相同類型的難溶電解質(zhì)，它們的溶解能力可以直接用Ksp來(lái)比較，Ksp的數(shù)值小的難溶電解質(zhì)，先析出沉淀?！敬鸢浮?/p>

B第53頁(yè)/共62頁(yè)第54頁(yè)/共62頁(yè)第55頁(yè)/共62頁(yè)4．下列化學(xué)原理的應(yīng)用，主要用沉淀溶解平衡原理來(lái)解釋的是(

)①熱純堿溶液的洗滌油污能力強(qiáng)②誤將鋇鹽[BaCl2、Ba(NO3)2]當(dāng)作食鹽使用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒③溶洞、珊瑚的形成④碳酸鋇不能作“鋇餐”而硫酸鋇則能⑤泡沫滅火器滅火的原理A．②③④

B．①②③C．③④⑤

D．①②③④⑤第56頁(yè)/共62頁(yè)【解析】

熱純堿溶液的洗滌油污能力強(qiáng)，是由于碳酸鈉的水解程度隨溫度的升高而增強(qiáng)，因而溶液的堿性越強(qiáng)，除油污的效果自然就強(qiáng)了；泡沫滅火器