江苏省平潮高级中学高中化学集体备课 《第三章 水溶液中的离子平衡》第四节 难溶电解质的溶解平衡教案 苏教版选修4

1 授课班级 课题 第四节课题 第四节 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡 一一 课 时 知识 与 技能 让学生掌握难溶电解质的溶解平衡及溶解平衡的应用 并运用平衡移 动原理分析 解决沉淀的溶解和沉淀的转化问题 培养学生的知识迁移能 力 动手实验的能力和逻辑推理能力 过程 与 方法 引导学生根据已有的知识经验 分析推理出新的知识 教 学 目 的 情感 态度 价值观 认识自然科学中的对立统一的辨证唯物主义 重 点难溶电解质的溶解平衡 难 点难溶电解质的溶解平衡 知 识 结 构 与 板 书 设 计 第四节 难溶电解质的溶解平衡 一 Ag 和 Cl 的反应真的能进行到底吗 1 难溶电解溶解平衡的概念 在一定条件下 难溶电解质电解质溶解成离子的速率 等于离子重新结合成沉淀的速率 溶液中各离子的浓度保持不变的状态 也叫沉淀 溶解平衡 2 表达式 如 AgCl s Cl aq Ag aq 3 特征 动 等 定 变 4 影响溶解平衡的因素 1 内因 电解质本身的性质 绝对不溶的电解质是没有的 同是难溶电解质 溶解度差别也很大 易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡 2 外因 浓度 加水 平衡向溶解方向移动 温度 升温 多数平衡向溶解方向移动 5 溶度积 平衡常数 Ksp 1 对于沉淀溶解平衡 平衡时 MmAn s mMn aq nAm aq Ksp c Mn m c Am n 在一定温度下 Ksp 是一个常数 称为 溶度积常数 简称溶度积 2 溶度积常数的意义 2 对于相同类型的电解质 Ksp 越大 其在水中的溶解能力越大 1 Ksp 和 S 均可衡量物质在水中的溶解能力 只有相同类型的物质 才有Ksp 越大 2 S 越大的结论 同一物质的Ksp 与温度有关 与溶液中的溶质离子浓度无关 3 3 溶度积规则 若任意时刻有 Qc c Mn m c Am n 则有 Qc Ksp 过饱和 析出沉淀 Qc Ksp 饱和 平衡状态 Qc Ksp 过饱和 析出沉淀 Qc Ksp 饱和 平衡状态 Qc Ksp 未饱和 随堂练习 在 100mL 0 01mol LKCl 溶液中 加入 1mL 0 01mol L 100mL 0 01mol L AgNO3 溶液 下列说法正确的是 AgCl KSP 1 8 10 10 A A 有 AgCl 沉淀析出 B 无 AgCl 沉淀 C 无法确定 D 有沉淀但不是 AgCl 拓展训练 溶度积的应用 1 已知溶度积求离子浓度 例 1 已知室温下 PbI2 的溶度积为 7 1 10 9 求饱和溶液中 Pb2 和 I 的浓度 在c I 0 1mol L 1 的溶液中 Pb2 的浓度最大可达到多少 解 PbI2 s Pb2 aq 2I aq Ksp c Pb2 c2 I c Pb2 Ksp c2 I 7 1 10 9 0 12 7 1 10 7 即 该溶液里允许 Pb2 的最大浓度为 7 1 10 7mol L 1 2 已知溶度积求溶解度 例 2 已知 298K 时 Mg OH 2 的 Ksp 5 61 10 12 求其溶解度 S 解 Mg OH 2Mg2 2OH Ksp c Mg2 c2 OH 设 Mg OH 2 的溶解度为 S 在饱和溶液中 c Mg2 S c OH 2S 6 Ksp Mg OH 2 c Mg 2 c2 OH S 2S 2 4S3 5 61 10 12 3 已知溶解度求溶度积 例 3 已知 AgCl 298 K 时在水中溶解了 1 92 10 3g L 1 计算其 Ksp 解 M AgCl 143 5 g mol 1 c AgCl 1 92 10 3g L 1 143 5 g mol 1 1 34 10 5 mol L 1 Ksp c2 1 34 10 5 2 1 8 10 10 4 利用溶度积判断离子共存 例 4 已知 298K 时 MgCO3的 Ksp 6 82 10 6 溶液中 c Mg2 0 0001 mol L 1 c CO32 0 0001mol L 1 此时 Mg2 和 CO32 能否共存 解 MgCO3 Mg2 CO32 c Mg2 c CO32 0 0001 2 1 10 8 1 10 8 6 82 10 6 所以 此时 Mg2 和 CO32 能共存 小结 本节课我们初步认识了沉淀溶解平衡 了解到难溶电解质也存 在溶解平衡 并在前面所学的几种平衡的基础上一起探究了沉淀溶解平 衡的特征和影响平衡移动的几个因素 以及溶解平衡常数 溶度积 要求同学们能够理解概念 掌握特征和影响平衡移动的因素以及学会将 溶度积常数用于相关的判断和 计算 随堂练习 1 某温度时 BaSO4在水中的 沉淀溶解平衡曲线如图 所示 下列说法正确的是 A 加入 Na2SO4可以使溶液 由 a 点变到 b 点 B 通过蒸发可以使溶液由 d 点变到 c 点 C d 点无 BaSO4沉淀生成 D a 点对应的Ksp大于 c 点对 应的Ksp 教学回顾 7 教 案 授课班级课题 第四节 难溶电解质的溶解平衡 二 课 时 知识 与 技能 了解沉淀溶解平衡在生产生活中的应用 沉淀生成 分步沉淀 沉淀的溶解 和转化 过程 与 方法 引导学生动手实验 分析实验 自主学习 独立思考 根据实验现象 学会分析 解决问题 教 学 目 的 情感 态度 价值观 在活动中增强团结 协作的合作意识 培养学生学习化学的兴趣 以 及对立统一的辩证唯物主义观点 重 点难溶电解质的溶解平衡 沉淀的转化 难 点沉淀的转化和溶解 知 识 结 构 与 板 书 设 计 二 沉淀溶解平衡的应用 1 沉淀的生成 1 方法 A 调节 PH 法 B 加沉淀剂法 C 同离子效应法 D 氧化还原法 2 原则 生成沉淀的反应能发生 且进行得越完全越好 3 意义 物质的检验 提纯及工厂废水的处理等 4 不同沉淀方法的应用 1 直接沉淀法 除去指定的溶液中某种离子或获取该难溶电解质 2 分步沉淀法 鉴别溶液中含有哪些离子或分别获得不同难溶电解质 3 共沉淀法 除去一组某种性质相似的离子 加入合适的沉淀剂 4 氧化还原法 改变某离子的存在形式 促使其转变为溶解度更小的难溶电解质便 于分离除去 2 沉淀的溶解 1 酸碱溶解法 2 盐溶解法 8 3 生成配合物使沉淀溶解 4 发生氧化还原反应使沉淀溶解 3 沉淀的转化 1 方法 加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子 使 平衡向溶解的方向移动 2 实质 生成溶解度更小的难溶物 教学过程 教学步骤 内容 教学方法 手段 师生活动 新课引入 难溶电解质的沉淀溶解平衡作为一种动态的平衡 我们 可以通过改变条件 控制其进行的方向 沉淀转为溶液中的离子 或 者溶液中的离子转化为沉淀 本节课我们共同探究沉淀反应的应用 板书 二 沉淀溶解平衡的应用 探究问题 向饱和 NaCl 溶液中加浓盐酸会有什么现象 运用平衡移 动原理 讨论产生现象的原因 讲 加入相同离子 平衡向沉淀方向移动 问 以上是存在溶解平衡时的情况 如果不存在溶解平衡 如何生 成沉淀呢 探究问题 如何处理工业废水中的 Fe3 讲 加入含 OH 的溶液将 Fe3 转化为 Fe OH 3沉淀 OH 的溶液就是 沉淀剂 还可以通过调节溶液的 pH 值来使 Fe3 转化为 Fe OH 3沉淀 讲 常见的方法是调节 PH 法和加沉淀剂法 如工业原料氯化铵中含 杂质 FeCl3 使其溶解于 H2O 再加入氨水调节 PH 至 7 8 可使 Fe3 转 变为 Fe OH 3沉淀而除去 再如以 Na2S H2S 等作沉淀剂 使某些金 属离子如 Cu2 Hg2 等生成极难溶的硫化物 CUS HgS 等沉淀 也是分 离 除去杂质常用的方法 板书 1 沉淀的生成 1 方法 A 调节 PH 法 B 加沉淀剂法 C 同离子效应法 D 氧化还原法 讲 1 沉淀剂的选择 要求除去溶液中的某种离子 又不能影响 其他离子的存在 并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去 如 沉淀 Ag 可用 NaCl 作沉淀剂 因为它的溶解度小 溶液中沉淀 物的溶解度越小 被沉淀离子沉淀越完全 如 被沉淀离子为 Ca2 离子 可用生成 CaCO3 CaSO4或 CaC2O4形成沉淀出来 但这三种沉淀物中以 CaC2O4的溶解度最小 因此 沉淀成 CaC2C4的形式 Ca2 离子去除的最 学生回忆 讨论 学生思考 讨论 回答 可以加入 含 OH 的溶液将 Fe3 转化为 Fe OH 3沉淀 9 完全 2 形成沉淀和沉淀完全的条件 由于难溶电解质溶解平衡的存在 在 合理选用沉淀剂的同时 有时还要考虑溶液的 pH 和温度的调控 加入 适当过量沉淀剂 使沉淀完全 一般过量 20 50 要注意沉淀剂的 电离程度 如欲使 Mg2 离子沉淀为 Mg OH 2 用 NaOH 做沉淀剂比用氨 水的效果要好 4 控制溶液 PH 值 对于生成难溶氢氧化物或硫化物的反应 必须 控制溶液的 PH 值 3 通过氧化还原反应等方式改变某离子的存在形式 促使其转变为溶 解度更小的难电解质以便分离出去 思考与交流 P63 指导学生思考讨论两个问题 1 如果要除去某溶液中的 SO42 你选择加入钙盐还是钡盐 为什么 从溶解度角度考虑 应选择钡盐 板书 2 原则 生成沉淀的反应能发生 且进行得越完全越好 3 意义 物质的检验 提纯及工厂废水的处理等 讲 生成难溶电解质的沉淀 是工业生产 环保工程和科学研究中 除杂质或提纯物质的重要方法之一 但不是唯一方法 板书 4 不同沉淀方法的应用 1 直接沉淀法 除去指定的溶液中某种离子或获取该难溶电解质 2 分步沉淀法 鉴别溶液中含有哪些离子或分别获得不同难溶电解质 3 共沉淀法 除去一组某种性质相似的离子 加入合适的沉淀剂 4 氧化还原法 改变某离子的存在形式 促使其转变为溶解度更小的 难溶电解质便于分离除去 随堂练习 为除去 MgCl2溶液中的 FeCl3 可在加热搅拌的条件下加 入的一种试剂是 D A NaOH B Na2CO3 C 氨水 D MgO 过 既然已经存在沉淀 就存在沉淀溶解平衡 沉淀的溶解就要从 沉淀向溶解方向移动考虑 问 结合以前的知识 如果想溶解碳酸钙 可以用什么方法 为什 么 板书 2 沉淀的溶解 1 酸碱溶解法 投影 CaCO3的溶解 10 讲 在上述反应中 气体 CO2的生成和逸出使 CaCO3溶解平衡体系中 的 CO32 浓度不断减小 平衡向沉淀溶解方向移动 难溶电解质 FeS Al OH 3 Cu OH 2也可溶于强酸 其反应如下 FeS 2H Fe2 H2S Al OH 3 3H Al3 3H2O Cu OH 2 2H Cu2 2H2O 过 除了酸之外 某些盐溶液也可用来溶解沉淀 板书 2 盐溶解法 投影实验 3 3 滴加试剂蒸馏水盐酸氯化氨溶液 现象固体无明显溶 解现象 迅速溶解逐渐溶解 思考与交流 1 有关反应的化学方程式 2 应用平衡移动原理分析 解释上述发生的反应 并试从中找出使沉 淀溶解的规律 分析 对于难溶氢氧化物来说 如 Mg OH 2 Fe OH 3 Cu OH 2 加酸 由于形成弱电解质水促使沉淀溶解 例如 Mg OH 2可溶于盐酸 表示如下 由于溶液中生成水 OH 离子浓度降低 使 Mg OH 2沉淀溶解平衡向右 移动 从而促使 Mg OH 2沉淀溶解 Mg OH 2 Mn OH 2等溶解度较大的氢氧化物还能溶于 NH4Cl 溶液中 表 示为 11 由于溶液中生成弱电解质 NH3 H2O 使 OH 离子浓度降低 Mn OH 2沉 淀溶解平衡向右移动 从而促使 Mn OH 2沉淀溶解 小结 上面两个反应中 Mg OH 2在水中少量溶解 电离出的 OH 分别与酸和盐电离出的 H NH4 作用 生成弱电解质 H2O 和 NH3 H2O 它们的电离程度小 在水中比 Mg OH 2更难释放出 OH H2O 和 NH3 H2O 的生成使 Mg OH 2的溶解沉淀平衡向溶解方向 移动 直至完全溶解 过 除此之外 还有一些其他方法 例如 AgCl 可溶于 NH3 H2O 银氨溶液的配制过程其实质都是生成配合物沉淀溶解 板书 3 生成配合物使沉淀溶解 4 发生氧化还原反应使沉淀溶解 讲 如有些金属硫化物 CuS HgS 等 不溶于非氧化性酸 只能溶于 氧化性酸 通过减少 C S2 而达到沉淀溶解的目的 例如 3CuS 8HNO3 3Cu NO3 2 S 2NO 4H2O 随堂练习 试用平衡移动原理解释下列事实 1 FeS 不溶于水 但却能溶于稀盐酸中 2 CaCO3难溶于稀硫酸 但却能溶于醋酸中 3 分别用等体积的蒸馏水和 0 010mol L 硫酸洗涤 BaSO4沉淀 用水 洗涤造成的 BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤造成的损失量 过渡 当向 AgNO3和 NaCl 恰好完全反应的平衡体系中加入 I 若再 加入 S2 会看到什么现象 投影实验 向盛有 10 滴 0 1 mol L 的 AgNO3溶液的试管中加 0 1 mol L 的 NaCl 溶液 至不再有白色沉淀生成 向其中滴加 0 1 mol L KI 溶液 观察 记录现象 再向其中滴加 0 1 mol L 的 Na2S 溶液 观 察并记录现象 思考 根据实验 3 4 的实验步骤 指导学生完成实验 设问 通过实验你观察到了什么现象 投影 步 骤 AgCl 和 AgNO3 溶液混合 向所得固体混合物 中滴加 KI 溶液 向新得固体混合物中 滴加 Na2S 溶液 现 象 又白色沉淀析 出 白色沉淀转化为黄 色 黄色沉淀转化为黑色 演示实验 3 5 根据实验 3 4 的实验步骤 指导学生完成实验 步 骤 向 MgCl2 溶液中滴 加 NaOH 溶液 向有白色沉淀的溶