鲁科版化学第三章第3节沉淀溶解平衡教案

第3节沉淀溶解平衡知识与技能：知道难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，并能结合实例进行描述；能描述沉淀溶解平衡，能写出溶度积的表达式，知道溶度积常数（溶度积）的含义，知道溶度积是沉淀溶解平衡的平衡常数、溶度积可以反映难溶电解质在水中的溶解能力；能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化过程进行分析，知道沉淀转化的本质并能够对相关实验的现象以及生活中的一些相关问题进行解释。过程与方法：利用栏目和补充实例展开讨论，从而激发兴趣，在“观察思考”中，先演示再解释现象，更深层次的建立沉淀溶解平衡概念。从前面所学分析平衡问题的思路出发，遵循规律进而解决一些简单问题。情感态度与价值观：提高认识水平和解决问题的能力，并培养起可持续发展的观点。教学重点：溶度积常数的含义，沉淀的溶解、生成和转化的本质教学难点：沉淀的转化课时安排：２课时教学过程：第一课时一、沉淀溶解平衡与溶度积【引入】已知牙齿表面有一层坚硬的牙釉质羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3(OH)]，它对牙齿起到保护作用。使用含氟牙膏能生成更难溶且耐酸的氟磷酸钙[Ca5(PO4)3F]覆盖在牙齿表面，抵抗Ｈ+的侵袭。另外溶洞的形成是石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后形成的。它是难溶性的CaCO3与溶洞中的CO2以及地下水作用生成了可溶性的Ca(HCO3)2，后Ca(HCO3)2在受压或地壳运动产生的热量的作用下又分解成CaCO3、CO2和H2O,这些变化都与难溶电解质在水溶液中的行为有关，即与难溶电解质的沉淀溶解有关。我们知道：物质的溶解是绝对的，难溶难溶微溶可溶易溶0.01110（Sg/100g水）【说明】【教师】下面我们来看看难溶电解质的溶解沉淀的相关知识【板书】一、沉淀溶解平衡与溶度积【探究实验】（1）将少量的PbI2固体加到盛有一定量水的试管中，振荡，静置一段时间。【分析】PbI2(s)Pb2+(aq)+2I—(aq)，溶解就是固体变成水溶液中离子的过程。ttt10V溶解=V结晶>0V结晶V溶解V当V溶解=V结晶>0时，溶液就达到了饱和，固体物质的质量就不再变化了，表面上看上去就像“不溶”了，实际上是溶解和结晶的速率相等。实验可以证明——饱和CuSO饱和CuSO4溶液CuSO4固体【举例】【探究实验】（2）取上层清液1～2ml，加入试管中，逐滴加入KI溶液，振荡，观察实验现象。【分析】分析（2）的现象，说明平衡发生了移动。那么怎么定义这个平衡呢？【板书】一、沉淀溶解平衡1、定义：一定温度下，沉淀溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，形成饱和溶液，固体质量和溶液中各离子的浓度保持不变的状态。2、特征：逆、动、等、定、变【教师】那么影响这个平衡的因素有哪些呢？【启发】溶解是吸热还是放热的？（从断键、成键上分析物质，但也有例外，如:Ca(OH)2）【板书】3、影响沉淀溶解平衡的因素：内因：难溶物质本身性质——主要决定因素外因：（1）温度—升温，多数平衡向溶解方向移动【练习】下列操作会使CaCO3Ca2++CO32—溶解平衡如何移动？操作加水升温加入CaCl2或Na2CO3加入盐酸溶解平衡移动方向【学生】回答【板书】（2）浓度—加水，平衡向溶解方向移动（3）同离子效应—向平衡体系中加入相同的离子使平衡向沉淀方向移动（4）其他—向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或气体时，平衡正移【教师】对于PbI2(s)Pb2++2I—这个溶解沉淀平衡的可逆过程，它的平衡常数可以表示为：K=EQ\f([Pb2+][I—]2,[PbI2])，Ksp=K[PbI2]=[Pb2+][I—]2也是一个常数，我们把这个常数称之为溶度积常数【板书】4、溶度积常数（Ksp）在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时，离子浓度保持不变。其离子浓度的化学计量数次方的乘积为一个常数，称之为溶度积常数,简称溶度积，用Ksp表示。【说明并板书】25℃,Ksp=K[PbI2]=[Pb2+][I—]2=7.1×10—9mol3·L—3注：（1）Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关，与浓度无关。【问题探究】(1)溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能力，请根据下表分析，溶度积与溶解度有什么关系？难溶物Ksp表达式Ksp值（25℃）溶解度（g）AgCl1.8×10—10mol2·L—21.8×10—4AgBr5.0×10—13mol2·L—28.4×10—6AgI8.3×10—17mol2·L—22.1×10—7Mg(OH)25.6×10—12mol3·L—36.5×10—3Cu(OH)22.2×10—20mol3·L—31.7×10—5(2)写出以上难溶物的溶度积表达式(3)将0.001mol/LNaCl溶液和0.001mol/LAgNO3溶液等体积混合,是否有AgCl沉淀生成?【强调】（1）溶度积的大小反映了溶液中溶质离子浓度的大小，一定程度上反映了难溶电解质在水中的溶解能力，但不能说溶度积越大，物质的溶解度就越大。因为从c→n→m→S还要乘以M，溶解度大的物质其M不一定大。【板书】（2）Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。同类型的难溶电解质，在同温度下，Ksp越大，溶解度越大；不同类型的难溶电解质，应通过计算才能进行比较。【强调】（2）以AgCl为例，讲求溶解度S的计算方法。学生完成Mg(OH)2溶解度S的求算。（3）该题引出溶度积规则。另沉淀完全是指溶液中该离子的浓度小于10—5mol/L作业：P962P1097【板书设计】一、沉淀溶解平衡1、定义：一定温度下，沉淀溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，形成饱和溶液，固体质量和溶液中各离子的浓度保持不变的状态。2、特征：逆、动、等、定、变3、影响沉淀溶解平衡的因素：内因：难溶物质本身性质——主要决定因素外因：（1）浓度—加水，平衡向溶解方向移动（2）温度—升温，多数平衡向溶解方向移动（3）同离子效应—向平衡体系中加入相同的离子使平衡向沉淀方向移动（4）其他—向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或气体时，平衡正移4、溶度积常数（Ksp）在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时，离子浓度保持不变。其离子浓度的化学计量数次方的乘积为一个常数，称之为溶度积常数,简称溶度积，用Ksp表示。注：（1）Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关，与浓度无关。（2）Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。同类型的难溶电解质，在同温度下，Ksp越大，溶解度越大；不同类型的难溶电解质，应通过计算才能进行比较。第二课时二、沉淀溶解平衡的应用【总结】5、溶度积规则：在一定温度下，通过比较任意状态离子积（Q）与溶度积（Ksp）的大小，判断难溶电解质沉淀溶解平衡进行的方向。①当Q＝Ksp时，饱和溶液，已达到沉淀溶解平衡状态。②当Q＜Ksp时，不饱和溶液，沉淀溶解，即反应向沉淀溶解的方向进行，直达平衡状态（饱和为止）。③当Q＞Ksp时，离子生成沉淀，即反应向生成沉淀方向进行，直到平衡状态（饱和为止）。【讲解】这节课我们主要是利用Q与Ksp的相对大小与难溶电解质的沉淀溶解的关系了解一下沉淀溶解平衡在自然界、生活、生产、溶液中的化学反应等方面有哪些应用。【板书】二、沉淀溶解平衡的应用【讲解】我们在必修阶段讲过离子的检验，大家回忆一下Cl—、SO42—是如何检验的？（先加酸，后加盐）【学生】回答【讲解】这里我们主要是利用了生成沉淀的原理。【板书】1、沉淀的生成（1）意义：在物质的检验、提纯及工厂废水的处理等方面有重要意义。（2）方法：A、加沉淀剂法B、调节pH法（3）原则：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好【说明】根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断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。例如医院中进行钡餐透视时，用BaSO4做内服造影剂，为什么不用BaCO3做内服造影剂？BaCO3Ba2++CO32—【板书】2、沉淀的溶解【教师】当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗？【问题1】溶洞里美丽的石笋、钟乳是如何形成的？CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2受热或受压受热或受压Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O【问题2】人口增长、燃烧煤和其他化石燃料为什么会干扰珊瑚的生长？CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2【板书】3、沉淀的转化【探究实验2】（1）向盛有2mL0.1mol/LZnSO4溶液的试管中加入几滴Na2S(0.1mol/L)溶液，再向其中滴加CuSO4溶液，观察沉淀颜色的变化。物质ZnSCuSKsp(mol2·L—2)1.6×10—241.3×10—36沉淀颜色白色黑色【分析】ZnSO4+Na2S=ZnS↓+Na2SO4ZnS(s)Zn(aq)2++S2—(aq)+平衡向右移动Cu2+(aq)CuS(s)【板书】（1）实质：沉淀溶解平衡的移动（2）条件：难溶电解质转化成更加难溶的物质【学生解释】1.在处理污水时，为什么加入FeS固体就能除去Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子？FeS还能换成哪些物质来除去这些重金属离子？2.为什么水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3和MgCO3？【注意】绝大多数的金属硫化物能溶于硫酸，但CuS不溶，故有：H2S+CuSO4CuS+H2SO4(特例——弱酸制强酸)【练习】1.将4×10—3mol/L的Pb(NO3)2溶液与4×10—3mol/L的KI溶液等体积混合能否有沉淀析出？(Ksp(PbI2)=7.1×10—9mol3·L—3)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（s）=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（s）的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因。3、讨论：对于平衡AgCl（s）Ag+(aq)+Cl—(aq)若改变条件，对其有何影响改变条件平衡移动方向C（Ag+）C（Cl—）升温加水加AgCl（s）加NaCl（s）加NaI（s）加AgNO3(s)加NH3·H2O已知在18℃~25℃难溶电解质Ksp单位省略AgCl:1.8×10—10AgI:8.3×10—17怎样验证相同条件下AgCl的溶解度大于AgI?根据所提供的试剂设计实验并进行验证。提供试剂：AgNO3溶液、NaCl溶液、Na