高中化学《沉淀溶解平衡》精品教案新人教版选修4

第四节沉淀溶解平衡一、学习点拨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平衡特点，正确理解和掌握溶度积KSP的概念。（3）掌握运用浓度商和平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平衡特点，运用溶度积KSP简单计算溶液中相关离子的浓度（2）运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。3．学习方法难溶电解质在水中也会建立一种动态平衡，这种动态平衡和化学平衡、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。难溶电解质溶解程度大小可以用沉淀溶解平衡常数--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平衡常数的正确的理解，一方面要运用前面的影响化学平衡、电离平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、学习训练材料第一课时[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：（1）____________（2）____________（3）____________（4）____________3．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_________。请写出PbI2Cu(OH)2BaSO4CaCO3Al(OH)3CuS的沉淀溶解平衡与溶度积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：①30mL水②10mL0.2mol/LNa2CO3溶液③50mL0.01mol/L氯化钡溶液④100mL0.01mol/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=2.2×10－20mol3·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……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。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－]＝1.8×10－10Ksp(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。[学习小结]参考答案[知识技能]1．难溶电解质动态平衡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、浓度等条件平衡移动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平衡移动方向5．一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质沉淀溶解平衡的移动此时有沉淀析出直至沉积与溶解达到平衡沉积与溶解处于平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平衡状态6．白→淡黄→黄色AgClAgBrAgI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。7．③④①②8．略[能力方法]1．A2．(1)①2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4·H2O)+2CO2或2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4·H2O)+2CO2②2SO2+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SO23．（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，使平衡向脱矿方向移动5Ca2++3PO34+F-=Ca5（PO4）3F↓加Ca2+（或加PO34等）[拓展体验]①AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)1510spLmol103.1108.1)AgCl(K)AgCl(cAg2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO42－(aq)2xx(2x)2·x=Ksp1531234242105.64101.14)()(LmolCrOAgKCrOAgcsp∴c(AgCl)＜c(Ag2CrO4)②在0.010mol·L-1AgNO3溶液中，c(Ag+)=0.010mol·L-1AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)溶解平衡时：0.010＋xx(0.010＋x)·x＝1.8×10－10∵x很小，∴0.010＋x≈0.010x＝1.8×10－8(mol·L－1)c(AgCl)=1.8×10－8(mol·L－1)Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO2－4(aq)溶解平衡时：0.010＋xx(0.010＋2x)2·x＝1.1×10－12∵x很小，∴0.010＋2x≈0.010x＝1.1×10－8(mol·L－1)∴c(Ag2CrO4)＝1.1×10-8(mol·L－1)∴c(AgCl)＞c(Ag2CrO4)