3.4.1难溶电解质的溶解平衡教案.doc

金太阳教育网 普通高中课程标准实验教科书化学选修4人教版 3.4.1 难溶电解质的溶解平衡 教案教学目的：1.能描述沉淀溶解平衡。2.知道沉淀转化的本质，了解沉淀转化的应用。教学重点：描述沉淀溶解平衡。教学难点：知道沉淀转化的本质，了解沉淀转化的应用。探究建议：实验：沉淀的转化。查阅资料并交流：含氟牙膏预防龋齿的化学原理，提出预防龋齿加氟需要注意的问题。课时划分：两课时教学过程：第一课时复习溶解平衡及特征：开始时v（溶解）v(结晶)平衡时v（溶解）=v（结晶）结论：溶解平衡是一种动态平衡思考难溶物质AgCl、CaCO3、BaSO4等是否也存在以上溶解平衡？板书第四节 难溶电解质的溶解平衡一、Ag和Cl-反应真能进行到底吗？思考与交流1、网上查找有关电解质溶解的数据，在溶解度大小、易溶、难溶界限等方面，你得到那些信息？谈谈对课本后溶解度表中溶于不溶的理解。2、根据你对溶解度、反应限度、化学平衡原理的认识，说明生成沉淀的离子反应是否真的能进行到底。汇报物质溶解性的强弱和溶解度的大小，主要与溶质和溶剂的组成有关。物质易溶于与它的结构相似的溶剂中，还与温度和压强有关。物质的溶解性通常分：易溶：指20时溶解度大于10g的物质；可溶：指20时溶解度大于1g而小于10g的物质；微溶：指20时溶解度大于0.01g而小于1g的物质；难溶：指20时溶解度在0.01g以下的物质。物质的溶解度只有大小之分，没有在水中绝对不溶解的物质。所谓难溶解电解质是指溶解度小于0.01克/100克水的物质。它可以是强电解质如BaSO4、AgCl等，也可以是弱电解质如Fe(OH)3、Mg(OH)2等。但由于它们的溶解度都很小，溶解的极少部分，在水溶液中都可以认为是100%地电离，所以我们不区分其强弱，统称为难溶电解质。在水溶液中，Ag和Cl-作用产生白色的AgCl沉淀，但固态的AgCl并非绝对不溶于水，AgCl在20在水中溶解度为1.5104g，它仍能微量地溶解成为Ag+和Cl-。在一定条件下，当沉淀与溶解的速率相等时，便达到固体难溶电解质与溶液中离子间的平衡，AgCl沉淀与溶液中的Ag和Cl-之间的平衡表示为AgCl(s)Ag(aq) + Cl-(aq)讨论以BaSO4为例讨论难溶电解质的沉淀溶解平衡：在一定温度下，把难溶电解质BaSO4固体投入水中，经过充分搅拌并放置一段时间后，即形成了饱和溶液。此时BaSO4仍不断地溶解成为Ba2离子和SO42-离子，但溶液里的Ba2离子和SO42-离子也不断地结合到BaSO4 固体表面上去，只不过是溶解与沉淀的速率相等。其沉淀溶解平衡可表示为：强调对于常量化学反应来说，0.01g是很小的，因此一般情况下，相当量的离子相互反应生成难溶电解质，可以认为反应完全。溶解度再小，但也不会等于0，例如Ag2S同样存在类似AgCl的溶解平衡，可利用溶解平衡为生产、科研、环保等领域服务。板书 AgCl(s)Ag(aq) + Cl-(aq)二、沉淀反应的应用讲述难溶电解质的溶解平衡是动态平衡，同样可改变条件，使平衡发生移动，使溶液中离子转化为沉淀或将沉淀转化为离子。投影板书二、沉淀反应的应用讲解工业原料氯化铵中含有杂质氯化铁，使其溶解于水，调节溶液的pH值78，使Fe3水解生成氢氧化铁除去。除调节pH外，也可利用硫化物：H2S、Na2S作为沉淀剂使某些金属离子生成极难溶的金属硫化物除去。板书1、沉淀的生成：调节溶液pH值；加入某些沉淀剂。思考怎样利用平衡原理使沉淀溶解？。板书2、沉淀的溶解回答设法不断移去平衡体系中相应离子，使平衡向溶解方向移动，就可使沉淀溶解讲解生成弱电解质使沉淀溶解：由弱酸所形成的难溶盐，如CaCO3、FeS、Fe（OH）3、Al（OH）3等能溶解于强酸中。现以弱酸盐型沉淀MA为例，它溶于强酸HB的过程可如下表示 MA(S)=M + A- HB = B- + HH + A-=HA师生共同分析 板书（1） 生成弱电解质使沉淀溶解实验3-3根据要求，分组实验。添加试剂蒸馏水盐酸氯化铵溶液现象师生共同分析 NH4Cl溶于水：NH4+H2ONH3H2O+H，生成的H与Mg(OH)2溶解电离出的OH-结合生成弱电解质H2O、促进了Mg（OH）2的溶解平衡正向移动，使Mg(OH)2溶解。板书（2）加入某些盐促进沉淀溶解讲解通过氧化还原反应使沉淀溶解许多金属硫化物如ZnS、FeS等可以溶解于强酸中并放出H2S气体，这种沉淀的溶解是属于上述的一类。但是有些金属硫化物(如HgS、CuS等)在饱和溶液中所提供的S2-离子浓度是非常小的，即使盐酸中的H离子浓度相当大，也不能和微量的S2-离子形成H2S，因此它们是不能溶解于盐酸的。如果使用具有氧化性的硝酸则发生下列氧化-还原反应： 3S2- +2NO3- +8H = 3S + 2NO + 4H2O若在CuS的饱和溶液中，由于上述反应S2-离子浓度而大大降低，结果CuS便可溶于硝酸中。这一类是氧化还原与沉淀溶解竞争的反应。生成络合物使沉淀溶解AgCl不溶于强酸，但可溶于氨水。原因是有固体AgCl的饱和溶液存在下列平衡： AgCl(s) =Ag +Cl-如果加入氨水，则NH3和Ag离子结合而生成稳定的配离子Ag(NH3)2，降低了Ag离子浓度，固体AgCl开始溶解。板书（3）通过氧化还原反应使沉淀溶解（4）生成络合物使沉淀溶解。小结沉淀溶解的方法。课堂练习 “卤块”的主要成分为MgCl2（含Fe3、Fe2、Mn2等杂质离子），若以它为原料，按如下工艺流程图，既可制得“轻质氧化镁”。 轻质氧化镁生产工艺流程图 如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本教低，流程中所用试剂或pH值控制可参考下列附表确定。 表1 生成氢氧化物沉淀的pH值物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6*Mn(OH)28.39.8Mg(OH)29.611.1 * Fe2氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为Fe3，生成Fe(OH)3沉淀而去除之。 表2 工业品价格表工业品规格价格（元/t）漂液含NaClO 25.2%450过氧化氢30%2400烧碱98%2100纯碱99.5%600卤块含MgCl2,30%310 请填写以下空白： （1）在步骤中加入的物质X，最佳选择应是 ，其作用是 。 （2）在步骤中加入的物质Y应是 ，之所以要控制pH=9.8的目的是 。 （3）在步骤时发生的化学反应方程式是： 。解析：本题取材于轻质氧化镁的生产工艺。轻质氧化镁有多种工业用途，作为橡胶增强剂是其重要应用之一。与此同时，题目还显示了海水的综合利用，因为卤块是海水的综合利用，因为卤块是海水制盐的副产品。 题目给出了生产的工艺流程，也即为学生提供了解题线索。 为除去Fe2、Fe3、Mn2等离子，从表1可以看出，当加入烧碱控制在pH=9.8时即可达到目的。此时Mg2离子也会因生成部分Mg(OH)2而进入沉淀中，但由于卤块价格低廉，这点不可避免的损失还是可以承受的，其结果是保证了产品的纯度。 为将Fe2氧化Fe3成离子，有两种氧化剂可以采用，即漂液和过氧化氢。从表2中的价格可看出，前者比后者便宜得多，应选用漂液。 从氯化镁制成氧化镁，有两条反应路线：其一、烧碱路线： 烧碱比纯碱价格昂贵，生成的中间产物氢氧化镁是胶状沉淀会造成过滤困难，更重要的是反应过程中不能进行轻化处理，因而只能得重质氧化镁。由此可见，烧碱路线应当摒弃。 纯碱价格较低，生成的中间产物碳酸镁呈粗颗粒状，易过滤。碳酸镁在水中经一定时间的加热会有部分因水解形成了二氧化碳： MgCO3 + H2O Mg(OH)2+ CO2 由于气体二氧化碳的产生，使沉淀变为疏松，灼烧沉淀后得到的是轻质氧化镁。 另外试题强调了生产中的经济效益，其立意指向了化学学习的价值观，将经济价值观与化学反应的选择结合在一起考查学生的评价能力，同时也考查了学生能否应用数据判断问题、解决问题的状况。作业P66 1、2、3、4板书计划 第四节 难溶电解质的溶解平