高三化學 1_11溶解平衡教學設計

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溶解平衡復習目標（1）了解沉淀平衡的定義及影響因素。（2）掌握沉淀的溶解和轉化條件及應用。（3）了解溶度積及其有關的計算。教學重點溶解平衡的含義及影響因素、溶度積的應用教學難點溶度積的應用教學過程【知識精講】1、溶解平衡的本質（1）溶解平衡的含義：在一定重要條件下，當沉淀與溶解的速度相等時，便達到固體難溶電解質與溶液中離子間的平衡狀態(tài)。例如： BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42 (aq) （2）溶度積在一定溫度下，在難溶電解質的飽和溶液中，各離子濃度冪之乘積為一常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，簡稱溶度積。用符號Ksp表示。對于AmBn型電解質來說，溶度積的公式是：Ksp=An+mBm+n 溶度積與溶解度的關系溶度積和溶解度都可以表示物質的溶解能力，溶度積的大小與溶解度有關，它反映了物質的溶解能力。當化學式所表示的組成中陰、陽離子個數(shù)比相同時，Ksp數(shù)值越大的難溶電解質在水中的溶解能力越強。根據(jù)離子積Qc與溶度積的大小關系，可以判斷溶液中沉淀的生成和溶解。某難溶電解質的溶液中任一情況下有關離子濃度的乘積為Qc當QcKsp時，為不飽和溶液，加入固體溶解；當Qc=Ksp時，為飽和溶液，處于平衡狀態(tài)；當QcKsp時，為過飽和溶液，析出沉淀。2、影響沉淀溶解平衡的因素（1）內因難溶電解質本身的性質，這是決定因素。（2）外因濃度：加水稀釋，平衡向溶解方向移動，但Ksp不變。溫度：絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過程，升高溫度，平衡向溶解方向移動，Ksp增大。其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應生成更難溶物質或更難電離物質或氣體的離子時，平衡向溶解方向移動，但Ksp不變。3、沉淀溶解平衡的應用（1）沉淀的生成原理：若Qc大于Ksp，難溶電解質的沉淀溶解平衡向左移動，就會生成沉淀。 在工業(yè)生產、科研、廢水處理等領域中，常利用生成沉淀來達到分離或除去某些離子的目的。常見的方法有： 調節(jié)溶液的pH法：使雜質離子轉化為氫氧化物沉淀。 加沉淀劑法：如除去溶液中的Cu2+、Hg2+，可加入Na2S、H2S等作為沉淀劑。特別提醒 為使沉淀更完全，所選用沉淀劑的原則是：使生成沉淀的反應進行得越完全越好(所沉淀離子形成沉淀的Ksp盡可能的小，即沉淀溶解度越小越好)。 不能影響其他離子的存在，由沉淀劑引入溶液的雜質離子要便于除去或不引入新的雜質。 （2）沉淀的溶解 原理：當Qc小于Ksp，使難溶電解質的沉淀溶解平衡向右移動，沉淀就會溶解。 根據(jù)平衡移動，對于在水中難溶的電解質，如果能設法不斷地移去溶解平衡體系中的相應離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動，就可以使沉淀溶解。方法有： 酸堿溶解法：如難溶于水的CaCO3溶于鹽酸中。 發(fā)生氧化還原反應使沉淀溶解：如CuS溶于硝酸中，HgS溶解度更小，只能用王水使其溶解。 生成配合物使沉淀溶解：向沉淀體系中加入適當配合劑，使溶液中的某些離子生成穩(wěn)定的配合物，減小其濃度，從而使沉淀溶解。如AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)、Ag+2NH3(加氨水) Ag(NH3)2+，此法對用酸堿法不能溶解的難溶電解質尤其具有重要意義。（3）沉淀的轉化 實質：沉淀溶解平衡的移動。 特征 A一般說來，溶解能力相對較強的物質易轉化為溶解能力相對較弱的物質。 B沉淀的溶解能力差別越大，越容易轉化。 例如：AgNO3 AgCl(白色沉淀) AgBr (淺黃色沉淀) AgI(黃色沉淀) Ag2S (黑色沉淀)。 沉淀轉化的應用 A鋇化合物的制備 重晶石(主要成分是BaSO4)是制備鋇化合物的重要原料，但BaSO4不溶于酸，若用飽和Na2CO3溶液處理即可轉化為易溶于酸的BaCO3。 總反應的離子方程式為BaSO4+CO32BaCO3+SO42。雖然BaSO4比BaCO3更難溶于水，但在CO32濃度較大的溶液中，BaSO4溶解在水中的Ba2+能與CO32結合形成BaCO3沉淀。轉化過程是用飽和Na2CO3溶液處理BaSO4沉淀，待達到平衡后，移走上層溶液；再加入飽和Na2CO3溶液，重復處理多次，使絕大部分BaSO4轉化為BaCO3；最后加入鹽酸，Ba2+即轉入到溶液中。 B鍋爐除水垢 除水垢CaSO4(s) CaCO3(s) Ca2+(aq)特別提醒沉淀溶解平衡與弱電解質電離平衡的區(qū)別: （1）從物質類別看，難溶電解質可以是強電解質，也可以是弱電解質如BaSO4是強電解質，而Al(OH)3是弱電解質，而難電離物質只能是弱電解質。 （2）從變化的過程來看，沉淀溶解平衡是指已溶解的溶質與未溶解的溶質之間形成沉淀與溶解的平衡狀態(tài)；而電離平衡則是指已經(jīng)溶解在溶液中的弱電解質分子與離子之間的轉化達到平衡狀態(tài)。 【方法精講】1、溶度積和離子積以AmBn(s) mAn(aq)nBm(aq)為例：溶度積離子積概念沉淀溶解的平衡常數(shù)溶液中有關離子濃度冪的乘積符號KspQc表達式Ksp(AmBn)cm(An)cn(Bm)，式中的濃度都是平衡濃度Qc(AmBn)cm(An)cn(Bm)，式中的濃度是任意濃度應用判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解QcKsp：溶液過飽和，有沉淀析出QcKsp：溶液飽和，處于平衡狀態(tài)QcKsp：溶液未飽和，無沉淀析出2、沉淀溶解平衡圖像題的解題策略體積也必須是混合液的體積。【典例精講】【例1】實驗：0.1molL-1AgNO3溶液和0.1molL-1NaCl溶液等體積混合得到濁液a，過濾得到濾液b和白色沉淀c； 向濾液b中滴加0.1molL-1KI溶液，出現(xiàn)渾濁； 向沉淀c中滴加0.1molL-1KI溶液，沉淀變?yōu)辄S色。下列分析不正確的是 （ ）A濁液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)+ Cl-(aq)B濾液b中不含有Ag+C中顏色變化說明AgCl 轉化為AgID實驗可以證明AgI比AgCI更難溶【答案】B【解析】由濾液b加0.1molL-1KI溶液，出現(xiàn)渾濁，說明溶液中存在Ag+，也就說明了濁液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)+ Cl-(aq)，所以A正確，B錯誤；中沉淀顏色變化說明AgCl 轉化為AgI，故實驗可以證明AgI比AgCI更難溶，所以C D正確?！纠?】某溫度下，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是 （ ）A加入Na2SO4可以使溶液由a點變到b點 B通過蒸發(fā)可以使溶液由d點變到c點Cd點無BaSO4沉淀生成 Da點對應的Ksp大于c點對應的Ksp【答案】C【解析】BaSO4在水中的沉淀溶解平衡BaSO4（s） Ba2+（aq）+SO42-（aq），當向其中加入Na2SO4溶液時，c（SO42-）增大，平衡逆向移動，c（Ba2+）減小，所以不可能使溶液由a點變到b點，錯誤。B蒸發(fā)溶液，c（SO42-）、c（Ba2+）都增大，因此不可能使溶液由d點變到c點，錯誤。C在d點是由于溶液為不飽和溶液，因此無BaSO4沉淀生成，正確。Da點、c點對應的溫度是同一溫度，溫度不變，對應的Ksp不變，錯誤。【例3】銀是一種貴金屬，古代常用于制造錢幣及裝飾器皿，現(xiàn)代在電池和照明器材等領域亦有廣泛應用?；卮鹣铝袉栴}，已知Ksp(AgCl)=1810-10,若向50mL0018molL-1的AgNO3溶液中加入50mL0020molL-1的鹽酸，混合后溶液中的Ag+的濃度為 molL-1，pH為 ?！敬鸢浮?.810-7mol/L；2【解析】根據(jù)反應中HCl和硝酸銀的物質的量可知HCl過量，則計算剩余的氯離子的物質的量濃度為（0.02-0.018）mol/L/2=0.001mol/L，根據(jù)AgCl的溶度積的表達式計算即可；因為該反應中氫離子未參加反應，所以溶液的體積變?yōu)?00mL時，氫離子的濃度為0.01mol/L，則pH=2【考題精練】1AgCl（s）Ag+（aq） + Cl-（aq），平衡時，Ksp =C（Ag+ )C(Cl-) ,過量氯化銀分別投入100 mL水 24 mL 01 molL-1NaCl 10 mL 01 molL-1MgCl2 30 mL 01 molL-1AgNO3溶液中,溶液中C(Ag+)由大到小順序為 （ ） A B C D【答案】B【解析】從平衡移動的角度分析，將過量氯化銀分別放入下列溶液中，依據(jù)溫度不變Ksp=c（Ag+）c（Cl-）為定值，Cl-濃度越大，則Ag+的濃度越??；100mL蒸餾水中，c（Cl-）=0，24mL 0.1molL-1NaCl，c（Cl-）=0.1molL-1，10mL 0.1molL-1MgCl2中，c（Cl-）=0.2molL-1所以Cl-濃度：，依據(jù)Ksp=c（Ag+）c（Cl-）為定值，銀離子濃度由大到小的順序是：，而加入的是銀離子，所以30mL 0.1molL-1AgNO3溶液中c（Ag+）=0.1molL-1，所以中c（Ag+）最大；銀離子濃度由大到小的順序是：；選B。2下列說法正確的是 （ ）A常溫下向飽和AgCl水溶液中加入鹽酸，Ksp值變大B用稀鹽酸洗滌AgCl沉淀比用水洗滌損耗AgCl小C在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固體，c(Ba2+)增大D物質的溶解度隨溫度的升高而增加，物質的溶解都是吸熱的【答案】B【解析】AgCl的Ksp值只與溫度有關，常溫下向飽和AgCl水溶液中加入鹽酸，Ksp值不變，故A項錯誤；稀鹽酸中含較多的Cl，使AgCl（S）Ag+（aq）+ Cl（aq）平衡逆向移動，故用稀鹽酸洗滌AgCl沉淀比用水洗滌損耗AgCl小，B項正確；在含有BaSO4沉淀的溶液中存在BaSO4（S） Ba2+（aq）+ SO42（aq），加入Na2SO4固體使溶液中c(SO42)增大，溶解平衡逆向移動，故c(Ba2+)減小，C項錯誤；物質的溶解有的吸熱，有的放熱，例如：Ca(OH)2的溶解過程為放熱，且其溶解度隨溫度升高而降低，故D項錯誤；本題選B。325時，Ksp(BaSO4)=110-10，Ksp(BaCO3)=2.610-9。該溫度下，下列說法不正確的是 （ ）A同濃度的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加BaCl2溶液，BaSO4先析出BBaCO3的懸濁液中加入少量的新制氯水，c(Ba2+)增大CBaSO4和BaCO3共存的懸濁液中，DBaSO4懸濁液中加入Na2CO3濃溶液，BaSO4不可能轉化為BaCO3【答案】D【解析】A、Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)，所以同濃度的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加BaCl2溶液，BaSO4先析出，A正確；B、BaCO3的懸濁液中加入少量的新制氯水，氯水顯酸性，消耗溶液中的CO32，促進碳酸鋇的溶解平衡，因此c(Ba2+)增大，B正確；C、BaSO4和BaCO3共存的懸濁液中，C正確；D、只要溶液中c(CO32) c(Ba2)Ksp(BaCO3)就可以形成碳酸鋇沉淀，所以BaSO4懸濁液中加入Na2CO3濃溶液，BaSO4有可能轉化為BaCO3，D不正確，答案選D。