2020_2021学年高中化学第三章物质在水溶液中的行为第3节沉淀溶解平衡学案鲁科版选修420210317220

1、第3节沉淀溶解平衡1了解沉淀溶解平衡的概念、建立过程及影响因素。2理解溶度积的概念，能用溶度积规则判断沉淀的生成和溶解。3能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成和转化进行分析，并能解释一些生活问题和自然现象。授课提示：对应学生用书第58页知识点一沉淀溶解平衡和溶度积1沉淀溶解平衡(1)概念：在一定温度下的水溶液里沉淀形成的速率和沉淀溶解的速率相等，固体的量不变的状态。(2)特点：符合化学平衡的特点“动、等、定、变”。(3)表示方法：如PbI2的沉淀溶解平衡可表示为：PbI2(s)Pb2(aq)2I(aq)。2溶度积(1)概念：沉淀溶解平衡的平衡常数叫溶度积常数或溶度积，通常用符号Ksp来表示

2、。(2)表达式：若难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时，建立沉淀溶解平衡：AmBn(s)mAn(aq)nBm(aq)，其溶度积的表达式为：KspAnmBmn。(3)影响因素：溶度积只与难溶电解质的性质和温度有关，与沉淀的量和溶液中离子浓度无关。(4)意义：Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。自我诊断溶解度与溶度积都表达了物质的溶解能力，那是否溶解度越大，其溶度积也越大呢？提示不一定，溶解度是用质量表达的，而溶度积是用物质的量浓度计算出来的，与物质的摩尔质量及组成形式有关。知识点二沉淀溶解平衡的应

3、用1沉淀的溶解与生成(1)原理：通过改变条件使溶解平衡移动，最终使溶液中的离子转化为沉淀或沉淀转化为溶液中的离子。(2)判断：在难溶电解质溶液中，当QKsp时，就会有沉淀生成。当QKsp时，处于平衡状态。当QKsp时，就会使沉淀溶解。(3)应用：利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。用来解释某些生活现象。如溶洞中石笋、钟乳石的形成，所涉及的化学反应有：CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2CaCO3CO2H2O。2沉淀的转化(1)实质：是沉淀溶解平衡的移动。(2)特点：通常一种沉淀可以转化为另一种更难溶的沉淀。两种难溶物的溶解度差别越大，越容易转化。(3)应用：除

4、去废水中的Cu2、Hg2、Pb2等，常用FeS、MnS等难溶物做沉淀剂。将某些用酸或其他方法不易除去的沉淀转化为用酸或其他方法易除去的沉淀。如可用Na2CO3把锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用酸除去。将CaSO4转化为CaCO3的过程用离子方程式表示为：CaSO4(s)CO(aq)=CaCO3(s)SO(aq)。自我诊断为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”？提示由于人体内胃酸的酸性较强(pH为0.91.5)，如果服下BaCO3，胃酸会与CO反应生成二氧化碳和水，使CO浓度降低，QKsp，BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，体内的Ba

5、2浓度增大而引起人体中毒。所以，不能用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”，而SO与H结合生成硫酸，胃酸中的H对BaSO4的溶解平衡基本没有影响，Ba2浓度保持在安全浓度标准下，所以用BaSO4作“钡餐”。授课提示：对应学生用书第59页要点一沉淀溶解平衡的特点及影响因素典例1氢氧化镁固体在水中溶解，有下列平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，加入下列哪种物质可使Mg(OH)2固体的质量减少()ANa2CO3BMgCl2CNH4Cl DNaCl解析：Na2CO3水解显碱性，加入Na2CO3，增大了OH的浓度，平衡逆向移动，使Mg(OH)2固体的质量增加。加入MgCl2，增大了Mg2

6、的浓度，平衡逆向移动；NH4Cl溶液电离出的NH和OH结合成弱电解质NH3H2O，使沉淀溶解平衡正向移动；Na和Cl不参与反应，加入NaCl固体对平衡移动无影响。答案：C1沉淀溶解平衡的特点2沉淀溶解平衡的影响因素(1)内因：难溶电解质本身的性质。(2)外因：影响因素平衡移动方向Ksp变化温度升温向吸热方向移动，多数为溶解方向多数增大降温向放热方向移动，多数为沉淀方向多数减小浓度加水向溶解方向移动不变加入相同离子向生成沉淀的方向移动不变加入与体系中离子发生反应的离子向溶解的方向移动不变1把Ca(OH)2固体放入一定量的蒸馏水中，一定温度下达到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq

7、)，当向Ca(OH)2悬浊液中加少量生石灰后，若温度保持不变，下列判断正确的是()A溶液中Ca2数目不变B溶液pH不变C溶液中Ca2增大D溶液pH增大解析：加入生石灰后会发生反应：CaOH2O=Ca(OH)2，水减少，平衡左移，析出Ca(OH)2，但由于沉淀平衡仍存在，则各离子浓度不变，pH不变，B正确，C、D错；由于析出了Ca(OH)2，溶液中Ca2数目减少。答案：B要点二溶度积的应用典例2已知Ksp(AgCl)1.81010 mol2L2，Ksp(AgI)1.01016 mol2L2，下列关于不溶物之间转化的说法中错误的是()AAgCl不溶于水，不能转化为AgIB两种不溶物的Ksp相差越大

8、，不溶物就越容易转化为更难溶的不溶物CAgI比AgCl更难溶于水，所以AgCl可以转化为AgID常温下，AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI，则NaI的浓度必须不低于1011 molL1解析：沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的相对移动，一般是一种难溶物向另一种更难溶的物质转化。因Ksp(AgI)1.01016 mol2L2Ksp(AgI)，即I1011 molL1，故D项正确。答案：A1利用Ksp判断沉淀的溶解与生成定义难溶电解质溶液中有关离子浓度幂的乘积(浓度商)为Q。通过比较Ksp和Q的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下能否溶解。2利用Ksp计算难溶物质的溶解度一定温度下，若已知难

9、溶物质的Ksp，可以根据Ksp表达式换算为该物质的物质的量浓度。由于溶液极稀，密度可视为水的密度，进一步计算出100 g溶液中溶解的难溶物的质量，即为溶解度。2已知：Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)8.31017，Ksp(Ag2CrO4)2.01012，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag浓度大小顺序正确的是()AAgClAgIAg2CrO4BAgClAg2CrO4AgICAg2CrO4AgClAgIDAg2CrO4AgIAgCl解析：AgCl溶液中的Ag1.34105(molL1)；AgI溶液中的Ag9.1109(molL1)；Ag2CrO4溶液中KspAg2c(CrO)，则Ag

10、322.01012(mol3L3)，c(Ag)1.59104 molL1。答案：C溶度积在生产、生活中的应用典例沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。已知25 时，Ksp(BaSO4)11010 mol2L2，Ksp(BaCO3)1109 mol2L2。(1)将浓度均为0.1 molL1的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合，充分搅拌后过滤，滤液中Ba2_molL1。取100 mL滤液与100 mL 2 molL1 Na2SO4溶液混合，混合液中Ba2_ molL1。(2)医学上进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸很强(pH约为1)，

11、但服用大量BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于酸的原因是(用溶解平衡原理解释)_。万一误服了少量BaCO3，应尽快用大量0.5 molL1 Na2SO4溶液给患者洗胃，如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化，残留在胃液中的Ba2浓度仅为_molL1。(3)长期使用的锅炉需要定期除水垢，否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为_；请分析CaSO4转化为CaCO3的原理_。解析：(1)BaCl2与Na2SO4溶液等体积混合后，二者恰好完全反应Ba2SO=BaSO

12、4，将形成BaSO4沉淀的悬浊液，因此存在BaSO4的沉淀溶解平衡BaSO4(s)Ba2(aq)SO(aq)，存在KspBa2SO，因此，溶液中Ba2SO1105 molL1。取100 mL滤液与100 mL 2 molL1的Na2SO4溶液混合后，混合液中SO2 molL11 molL1，所以有Ba211010 molL1。(2)BaSO4沉淀存在沉淀溶解平衡BaSO4(s)Ba2(aq)SO(aq)，H不与Ba2或SO反应，即不能使二者的浓度减小，就不能使平衡发生移动。因KspBa2SO，所以胃液中残留的Ba221010 molL1。(3)由于CaSO4是微溶物，而CaCO3比CaSO4更难溶于水，因而发生了CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的过程。答案：(1)110511010(2)对于沉淀溶解平衡BaSO4(s)Ba2(aq)SO(aq)，H不能减小S