人教版选修4 第3章第4节 难溶电解质的溶解平衡 学案 (1).doc

第四节难溶电解质的溶解平衡1.沉淀生成的主要方法有调节ph法和加沉淀剂法。2沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。3溶度积“三要素”：(1)含义：难溶电解质溶液中离子浓度的幂之积；(2)影响因素：ksp只与温度有关；(3)意义：ksp反映难溶电解质的溶解能力，相同类型的难溶电解质，ksp越小，溶解能力越小。4溶度积规则：(1)当qcksp，有沉淀析出。(2)当qcksp，溶液饱和，沉淀和溶解处于平衡状态。(3)当qc10 g1 g10 g0.01 g1 g0的平衡体系，改变条件：a.加热；b.加水；c.加入agcl(s)，d.加入nacl晶体。溶解平衡怎样移动？提示：a.升高温度：平衡正向移动，溶解度增大；b.加入水：平衡正向移动；c.加入agcl固体：平衡不移动；d.加入nacl晶体：平衡逆向移动必记结论1沉淀溶解平衡(1)概念：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即达到溶解平衡状态。(2)实例：agcl沉淀体系中的溶解平衡可表示为：agcl(s)ag(aq)cl(aq)。由于沉淀、溶解之间的这种动态平衡的存在，决定了ag与cl的反应不能完全进行到底。2沉淀溶解平衡的特征动态平衡，溶解速率和沉淀速率不等于0。溶解速率和沉淀速率相等。平衡状态时，溶液中的离子浓度保持不变。当改变外界条件时，溶解平衡发生移动。成功体验1对“agcl(s)ag(aq)cl(aq)”的理解正确的是()a说明agcl没有完全电离，agcl是弱电解质b说明溶解的agcl已完全电离，是强电解质c说明ag与cl反应不能完全进行到底d说明ag与cl反应可以完全进行到底解析：选cagcl(s)ag(aq)cl(aq)表示的是agcl的溶解平衡，说明ag与cl反应不能完全进行到底。沉淀反应的应用(一)沉淀的生成新知探究探究1如何除去nh4cl溶液中少量的fe3？提示：向溶液中加入适量氨水，调节ph至78，使fe3转化成fe(oh)3沉淀而除去。探究2如何除去工业废水中的cu2、hg2等重金属离子？提示：以na2s、h2s作沉淀剂，使cu2、hg2转化成极难溶的硫化物而除去，反应如下：cu2s2=cus，cu2h2s=cus2h；hg2s2=hgs，hg2h2s=hgs2h。必记结论1选用合适的沉淀剂在选择时应注意以下两点：要使生成沉淀的反应能够发生；希望沉淀生成的反应进行得越完全越好，因此沉淀剂要过量。2常用的沉淀方法(1)调节ph法：通过调节溶液的ph，使溶液中的杂质离子转化成沉淀而除去。(2)直接沉淀法：通过沉淀剂除去溶液中的某种指定离子或获取该难溶电解质。成功体验2要使工业废水中的pb2沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知pb2与这些离子形成的化合物的溶解度如下：化合物pbso4pbco3pbs溶解度/g1.031041.811071.841014由上述数据可知，选用的沉淀剂最好是()a硫化物b硫酸盐c碳酸盐 d以上沉淀剂均可解析：选a产生沉淀的溶解度越小，沉淀反应进行的越完全。在某种沉淀中加入适当的沉淀剂，可使原来的沉淀溶解而转化为另一种溶解度更小的沉淀。(二)沉淀的溶解新知探究探究1用沉淀溶解平衡移动原理解释为什么caco3沉淀能溶于盐酸？提示：caco3(s)co2气体的生成和逸出，使caco3溶解平衡体系中的co浓度不断减小，平衡向沉淀溶解的方向移动，故caco3沉淀能溶于盐酸。探究2实验探究mg(oh)2沉淀的溶解性，填写表格中空白：实验操作实验现象实验结论 沉淀不溶解mg(oh)2沉淀不仅能被盐酸溶解，还能被nh4cl溶液溶解沉淀溶解沉淀溶解必记结论1沉淀溶解的原理根据平衡移动，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。2溶解沉淀的试剂类型(1)用强酸溶解：例如，溶解caco3、fes、al(oh)3、cu(oh)2等难溶电解质。(2)用某些盐溶液溶解：例如：mg(oh)2沉淀可溶于nh4cl溶液，反应化学方程式为mg(oh)22nh4cl=mgcl22nh3h2o。成功体验3al(oh)3为两性氢氧化物，在水溶液中存在酸式电离和碱式电离两种形式，试根据平衡移动原理，解释下列有关问题：(1)向al(oh)3沉淀中加入盐酸，沉淀溶解，其原因是_，有关离子方程式是_。(2)向al(oh)3沉淀中加入苛性钠溶液，沉淀溶解，其原因是_，有关离子方程式是_。答案：(1)al(oh)3的碱式电离为al(oh)3al33oh，加入酸溶液时，由于h与al(oh)3电离出来的少量oh反应生成水，使al(oh)3的碱式电离平衡向正反应方向移动，al(oh)33h=al33h2o。(2)al(oh)3的酸式电离为al(oh)3haloh2o，加入碱性溶液时，oh与al(oh)3电离出的h反应生成水，使c(h)减小，al(oh)3的酸式电离平衡向正反应方向移动，al(oh)3oh=alo2h2o。(三)沉淀的转化新知探究探究1先将nacl与agno3两溶液混合，再向其中加入ki，会有agi沉淀生成吗？提示：有agi沉淀生成，原因是agi的溶解度小于agcl。agcl转化为agi的反应为：agcl(s)ag(aq)cl(aq)探究2先将mgcl2溶液与naoh溶液混合，有什么现象发生？再向其中加入fecl3溶液，又有什么现象发生？写出上述过程中的化学方程式。提示：有白色沉淀生成；白色沉淀又逐渐变为红褐色。mgcl22naoh=mg(oh)22nacl3mg(oh)22fecl3=2fe(oh)33mgcl2必记结论1沉淀转化的实验(1)agno3溶液产生白色沉淀沉淀转化为黄色沉淀转化为黑色(2)mgcl2溶液产生白色沉淀沉淀转化为红褐色。2沉淀转化的实质沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动，溶解度小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀。两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀越容易转化。3沉淀转化的应用(1)锅炉除水垢：水垢caso4(s)caco3(s)ca2(aq)(2)自然界中矿物的转化：原生铜的硫化物cuso4溶液铜蓝(cus)成功体验4在含有浓度均为0.01 moll1的cl、br、i离子的溶液中，缓慢且少量地加入agno3稀溶液，结合溶解度判断析出三种沉淀的先后顺序是()aagcl、agbr、agi bagi、agbr、agclcagbr、agcl、agi d三种沉淀同时析出解析：选bagi比agbr、agcl更难溶于水，故ag不足时先生成agi，析出沉淀的先后顺序是agi、agbr、agcl。溶度积ksp新知探究探究1agcl和fe(oh)3的溶度积常数的表达式相同吗？试一一写出。提示：ksp(agcl)=c(ag)、c(cl)，kspfe(oh)3c(fe3)c3(oh)探究2已知fes和cus的溶度积常数：ksp(fes)6.31018，ksp(cus)1.31036，你能确定相同温度下cus和fes的溶解度的大小吗？提示：依据fes和cus的ksp可知，相同温度下，fes的溶解度大于cus的溶解度。探究3要将等体积的4103mol/l的agno3溶液和4103mol/l的k2cro4溶液混合，是否能析出ag2cro4沉淀？已知ksp(ag2cro4)9.01012提示：混合后c(ag)c(cro)2103mol/lqcc2(ag)c(cro)(2103)2210381099.01012，故有ag2cro4沉淀析出。必记结论1溶度积ksp在一定条件下，难溶强电解质ambn溶于水形成饱和溶液时，溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡，叫作沉淀溶解平衡，这时，离子浓度幂的乘积为一常数，叫做溶度积，用ksp表示。2表达式对于ambn(s)man(aq)nbm(aq)，kspcm(an)cn(bm)。3溶度积与离子积的关系通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积离子积qc的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解：(1)qcksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。(2)qcksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。(3)qcksp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。成功体验5已知在ca3(po4)2的饱和溶液中c(ca2)2.0106mol/l，c(po)1.58106mol/l，则ca3(po4)2的ksp是_。解析：ca3(po4)2的kspc(ca2)3c(po)2(2.0106)3(1.58106)22.01029.答案：2.010296(新课标全国卷)在0.10 moll1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的ph8 时，c(cu2)_moll1(kspcu(oh)22.21020)。若在0.1 moll1硫酸铜溶液中通入过量h2s气体，使cu2完全沉淀为cus，此时溶液中的h浓度是_moll1。解析：ph8时c(oh)106 moll1，由硫酸铜的溶度积常数可知：ksp2.210201012c(cu2)，得c(cu2)2.2108 moll1；使cu2沉淀完全，已知c(cu2)0.1 moll1，根据反应关系式：cu22h得c(h)0.2 moll1。答案：2.21080.2 考查沉淀溶解平衡的应用例1(新课标全国卷)已知ksp(agcl)1.561010，ksp(agbr)7.71013，ksp(ag2cro4)9.01012。某溶液中含有cl、br和cro，浓度均为0.010 moll1，向该溶液中逐滴加入0.010 moll1的agno3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为()acl、br、crobcro、br、clcbr、cl、cro dbr、cro、cl解析本题考查溶度积常数，意在考查考生的化学计算能力。设加入一定体积的agno3溶液时，溶液中cl、br和cro的浓度均为c moll1，则形成agcl、agbr、ag2cro4沉淀所需ag浓度分别是moll1、moll1、 moll1，比较ksp数值可知，br形成沉淀时所需ag浓度最小，即最先产生沉淀；cro形成沉淀时所需ag浓度最大，即最后产生沉淀。答案c(1)相同温度下，对于同类型物质，ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。如由ksp数值可知，溶解能力：agclagbragi，cu(oh)2mg(oh)2。(2)不同类型的物质，ksp差距不大时不能直接作为比较依据。如(25)：agcl(s)ag(aq)cl(aq)，ksp1.81010，mg(oh)2(s)mg2(aq)2oh(aq)，ksp1.81011，虽然mg(oh)2的ksp较小，但不能认为mg(oh)2比agcl更难溶。125时有关物质的颜色和溶度积(ksp)如下表：物质agclagbragiag2s颜色白淡黄黄黑ksp1.810107.710131.510161.81050下列叙述中不正确的是()a向agcl的白色悬浊液中加入0.1 mol/l ki溶液，有黄色沉淀产生b25时，agcl、agbr、agi、ag2s饱和水溶液中ag的浓度相同c25，agcl固体在等物质的量浓度nacl、cacl2溶液中的溶度积相同d在5 ml 1.8106 mol/l nacl溶液中，加入1滴(20滴约为1 ml)1103mol/l agno3溶液，不能产生白色沉淀解析：选b由四种物质的溶度积常数可知，溶解度大小关系为agclagbragiag2s，故a项正确、b项错误；由于溶度积常数是温度常数，温度不变其值不变，c项正确；加入1滴硝酸银溶液后c(cl)可认为保持不变，即c(cl)1.8106mol/l，而agno3溶液相当于稀释100倍，故c(ag)1105mol/l，c(cl)c(ag)1.81011ksp，ca3(aso4)2开始沉淀13金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的ph，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同ph下的溶解度s/(mol/l)如图。(1)ph3时溶液中铜元素的主要存在形式是_。(2)若要除去cucl2溶液中的少量fe3，应该控制溶液的ph为_。a1b4左右c6(3)在ni(oh)2溶液中含的少量的co2杂质，_(填“能”或“不能”)通过调节溶液ph的方法来除去，理由是_。(4)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水，生成cu(nh3)42，写出反应的离子方程式。_。(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：物质fesmnscuspbshgsznsksp6.310182.510131.310363.410286.410531.61024某工业废水中含有cu2、pb2、hg2，最适宜向此工业废水中加入过量的_除去它们(选填序号)。anaohbfescna2s解析：(1)据图知ph45时，cu2开始沉淀为cu(oh)2，因此ph3时，主要以cu2形式存在。(2)若要除去cucl2溶液中的fe3，以保证fe3完全沉淀，而cu2还未沉淀，据图知ph 为4左右。(3)据