《沉淀溶解平衡的应用》教案

《沉淀溶解平衡的应用》教案课标解读内容要求认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，了解沉淀的生成、溶解与转化。学业要求能用化学用语正确表示水溶液中的离子反应与平衡，能通过实验证明水溶液中存在的离子平衡，能举例说明离子反应与平衡在生产、生活中的应用。能综合运用离子反应、化学平衡原理，分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。教材解读教材在沉淀溶解平衡概念建立之后，通过理论分析和实验活动结合的方式，介绍了沉淀溶解平衡的三个应用：沉淀的生成、沉淀的溶解和沉淀的转化。通过引导学生解释相关的实验现象，用学过的知识去分析和解决实际问题，突出化学理论的应用价值；并加深对沉淀溶解平衡原理及应用的理解。在对实验现象的具体解读中，发展学生“证据推理与模型认知”、“科学探究和创新意识”的素养。从宏观现象入手，分析现象背后的微观本质，促进学生帮助学生形成“宏观辨识与微观探析”的核心素养。针对实际问题的讨论，可以让学生体会化学平衡和条件对反应的调控，了解其在生活、生产和科研领域的重要作用，并能有机会应用理论解决实际问题。学情分析学生已经完成了化学反应平衡及水溶液中离子反应平衡的学习，已经建立了化学反应平衡的相关概念，建立了分析平衡问题对一般模型。通过上节课对学习，也初步建立了沉淀溶解平衡的概念，并且对相应问题具有一定的分析能力，但是此部分内容比较抽象，学生有时难以理解。素养目标【教学目标】能通过实验了解沉淀的生成、溶解和转化。能应用化学平衡理论解释生活中沉淀的生成、溶解和转化的相关现象，并总结出一般规律。【评价目标】通过对实验现象的预测，探查学生对沉淀溶解平衡概念的理解。通过解释实验现象，评价学生对沉淀的生成、沉淀的溶解和沉淀的转化过程的理解程度，以及宏微结合的学科素养。教学重点、难点应用化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解和转化。教学方法教法：教学思路教学过程环节教师活动学生活动课堂引入【课堂引入】我们希望的环境是绿水青山，而实际生产生活中处处有污染，比如工业废水中有很多污染物，如果不处理，则会污染环境。沉淀的生成【思考】工业废水中的Cu2+、Hg2+等金属离子，可以Na2S作沉淀剂，生成极难溶的CuS、HgS等沉淀除去。请用沉淀溶解平衡原理解释原因。【解释】向废水中加入Na2S后，铜离子和硫离子的浓度增加，当Qc(CuS)>Ksp(CuS)时，生成CuS沉淀。【提问】根据铜离子常见化合物的溶解度表，回答为什么选择Na2S?【解释】CuS的溶解度极小，加入一定量的硫离子，可以沉淀出最多的铜离子。运用已有知识，尝试分析问题讨论思考，运用模型解决实际问题【思考】工业原料NH4Cl中含杂质FeCl3如何除去？问题1：根据下表，选择合适的沉淀剂，并确定除杂流程。部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：金属离子Fe2+Fe3+Cu2+开始沉淀的pH6.31.55.2沉淀完全的pH8.32.86.7问题2：从沉淀溶解平衡的角度，解释为什么Fe2+、Fe3+和Cu2+沉淀的pH不同？三种离子对应氢氧化物的Ksp不同。联系已有知识，解决实际问题根据信息解决相关问题，并通过沉淀溶解平衡原理解释原因。【思考与讨论】利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生；其次希望沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小。（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？（2）如何使沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小？沉淀的溶解【思考】水垢沉积会影响后续工业生产过程。锅炉水垢的主要成分为CaCO3、CaSO4，其中CaSO4难溶于酸，不易除去。问题1：如何除去CaCO3？【方法】用稀盐酸溶解CaCO3【解释】利用平衡原理解释反应【实验1】向两支盛有少量Mg(OH)2固体的试管中分别滴加适量的蒸馏水和盐酸，观察、记录并解释现象观察并记录现象【思考与讨论】（1）写出实验1中有关反应的化学方程式。（2）应用平衡移动原理分析、解释实验1中发生的反应用平衡移动的原理解释，加深对沉淀溶解平衡对理解。【思考】Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液中，请你用沉淀溶解平衡移动的原理解释。沉淀的转化【思考】水垢沉积会影响后续工业生产过程。锅炉水垢的主要成分为CaCO3、CaSO4，其中CaSO4难溶于酸，不易除去。工业处理方法如下：加入饱和Na2CO3溶液后，水垢的成分由CaSO4转化为CaCO3.通过实例，初步体会沉淀转化的过程及规律。【实验2】向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的试管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液，观察并记录现象。振荡试管，然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液，观察并记录现象。振荡试管，然后再向其中滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液，观察并记录现象。观察并记录现象，并解释实验现象。思考1：某同学用1mLAgNO3和10滴NaCl混合来得到AgCl，你怎么看？思考2：滴加KI溶液，生成的黄色沉淀AgI中的Ag+从何而来思考3：AgCl的溶解度很小，溶液中Ag+的量很少，生成AgI的量应该也很少，为什么会产生大量的黄色AgI沉淀？思考4：根据溶解度和Ksp来思考，沉淀间的转化有什么规律？思考，讨论，运用模型解决问题，总结沉淀转化的必要条件【实验3】1、向盛有2mL0.1mol/LMgCl2溶液的试管中滴加2～4滴2mol/LNaOH溶液，观察并记录现象。2、上述试管中滴加4滴0.1mol/L的FeCl3溶液，观察并记录现象。观察实验，并解释实验现象。【教师提问】问题1：写出上述两步反应的离子方程式？问题2：用平衡移动原理解释现象2的产生？讨论，进一步总结沉淀转化过程中物质的溶解度关系。学以致用【含氟牙膏预防龋齿】牙釉质的沉淀溶解平衡、吃糖后对沉淀溶解平衡对影响；使用含氟牙膏对该沉淀溶解平衡对影响。理解，体会沉淀溶解平衡在实际生活中的应用课堂小结沉淀的生成、溶解、转化实质上都是沉淀溶解平衡的移动的过程，以S2-离子的转化为例。课堂练习见ppt《沉淀溶解平衡的应用》作业1．在一定温度下，当Mg(OH)2固体在水溶液中达到平衡：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)，要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2+)不变，可采取的措施是（）A．加MgSO4固体 B．加盐酸 C．加NaOH固体 D．加水【参考答案】D【质量水平】考点细化内容质量水平浓度对难溶电解质溶解平衡的影响AMgSO4易溶于水，加MgSO4会增加c(Mg2＋)L1B加HCl溶液会中和OH－平衡右移，使c(Mg2＋)增大L1C加NaOH使c(OH－)增大平衡左移，c(Mg2＋)减小，L1D加少量水时c(Mg2＋)减少，平衡右移重新达到平衡时，c(Mg2＋)又与原平衡相同L12．一定温度下，石灰乳悬浊液中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)⇌Ca2+（aq）+2OH－(aq)，当向一定量的石灰乳悬浊液中加入少量生石灰后并恢复到原来的温度，下列说法正确的是A．溶液的pH增大 B．溶液c(Ca2+)增大C．溶液中Ca2+离子数目减少 D．溶液中溶质的质量分数增大【参考答案】C【质量水平】考点细化内容质量水平难溶电解质的溶解平衡A向悬浊液中加少量生石灰，发生CaO+H2O=Ca(OH)2反应，消耗水，溶液中c(Ca2+)、c(OH-)增大，因为原溶液已达到饱和，则沉淀溶解平衡向逆反应方向移动，故各离子的数目减少，但是饱和溶液的浓度只与温度有关，由于温度不变，故浓度保持不变。L1BL1CL1DL13．已知①相同温度下：Ksp[Zn(OH)2]＞Ksp(ZnS)，Ksp(MgCO3)＞Ksp[Mg(OH)2]；②电离出S2-的能力：FeS＞H2S＞CuS，则下列离子方程式错误的是A．将FeS加入稀盐酸中：FeS+2H+=Fe2++H2S↑B．向CuSO4溶液中通H2S气体：Cu2++H2S=CuS↓+2H+C．将ZnCl2溶液和Na2S溶液混合：Zn2++S2-+2H2O=Zn(OH)2↓+H2S↑D．向少量Mg(HCO3)2溶液中加入足量NaOH溶液：Mg2++2+4OH-=Mg(OH)2↓+2+2H2O【参考答案】C【质量水平】考点细化内容质量水平难溶电解质的溶解平衡A在相同温度下，结合溶度积可知，溶度积越小，越难溶，溶液中的离子优先结合生成难溶或更难溶的物质；结合电离出S2-的能力：FeS＞H2S＞CuS，则结合S2-能力逐渐增强，反应向结合S2-的能力强的方向移动，由此分析。L1BL1CL1DL14．下列有关难溶电解质及其溶度积常数Ksp的说法正确的是（）A．常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小B．用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗的AgCl少C．Mg（OH）2可溶于盐酸，不溶于NH4Cl溶液D．温度相同时，Ksp小的物质其溶解度一定比Ksp大的物质的溶解度小【参考答案】B【质量水平】考点细化内容质量水平浓度对难溶电解质溶解平衡的影响A溶度积常数与温度有关系，与溶液类型以及浓度无关，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp不变L1B氯化银在水中存在沉淀溶解平衡，用稀盐酸洗涤AgCl沉淀，能使沉淀溶解平衡逆移，减少AgCl的溶解，所以用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl少L1CMg(OH)2电离出来的OH-与结合生成难电离的弱电解质NH3•H2O，从而使Mg(OH)2的溶解平衡正向移动，故Mg(OH)2能溶于NH4Cl溶液中L1D当难溶物类型不同时，不能直接根据溶度积数据大小判断溶解度，则Ksp小的物质其溶解能力不一定比Ksp大的物质的溶解能力小L15．一定温度下将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是()①20mL0.01mol·L－1KCl溶液②30mL0.02mol·L－1CaCl2溶液③40mL0.03mol·L－1HCl溶液④10mL蒸馏水⑤50mL0.05mol·L－1AgNO3溶液A．①＞②＞③＞④＞⑤ B．④＞①＞③＞②＞⑤C．⑤＞④＞②＞①＞③ D．④＞③＞⑤＞②＞①【参考答案】B【质量水平】考点细化内容质量水平难溶电解质的溶解平衡AAgCl饱和溶液中存在溶解平衡：AgCl(aq)Ag+(aq)+Cl-(aq)，AgCl的溶解度大小取决于溶液中c(Ag+)或c(Cl-)的大小，c(Ag+)或c(Cl-)越小，AgCl的溶解度越大，①c(Cl-)=0.01mol/L，②c(Cl-)=0.04mol/L，③c(Cl-)=0.03mol/L，④c(Cl-)或c(Ag+)为0，⑤c(Ag+)=0.05mol/L，则AgCl的溶解度由大到小排列顺序是④＞①＞③＞②＞⑤L2BL2CL2DL26．已知Ksp(AgBr)=5.53×10-13，Ksp(AgCl)=1.8×10-10，将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合，再加入足量浓AgNO3溶液，下列叙述正确的是A．只有AgBr沉淀生成B．AgCl和AgBr沉淀等量生成C．AgCl和AgBr沉淀都有，但以AgCl沉淀为主D．AgCl和AgBr沉淀都有，但以AgBr沉淀为主【参考答案】C【质量水平】考点细化内容质量水平难溶电解质的溶解平衡A已知AgCl的Ksp=1.8×10-10，AgBr的Ksp=5.53×10-13，这说明溴化银难溶，因此将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合，溶液中氯离子浓度大于溴离子浓度，因此再加入足量浓AgNO3溶液，AgCl和AgBr沉淀都有，生成的AgCl沉淀多于AgBr沉淀，即以AgCl沉淀为主。L2BL2CL2DL27．下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是①纯碱溶液洗涤油污的能力比冷纯碱溶液强；②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用时，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒；③石灰岩(喀斯特地貌)的溶洞形成；④BaCO3不能做“钡餐”，而BaSO4则可以；⑤使用泡沫灭火器时“泡沫”生成的原理。A．②③④ B．①②③ C．③④⑤ D．①②③④⑤【参考答案】A【质量水平】考点细化内容质量水平难溶电解质的溶解平衡A①碳酸钠是强碱弱酸盐，因为水解使其溶液呈碱性，碱能促进油脂水解；水解是吸热过程，加热有利于水解平衡正向移动，故热纯碱溶液洗涤油污的能力比冷纯碱溶液强，应用了盐类水解原理，故①不选；②可溶性的钡盐有毒，钡离子和硫酸根离子反应生成不溶于酸和水的硫酸钡，即易溶性的物质能向难溶性的物质转化，所以可以用沉淀溶解平衡原理来解释，故②可选；③碳酸钙在水中存在溶解平衡、水中含有钙离子、碳酸根，空气中有二氧化碳，二氧化碳、碳酸根和水反应生成碳酸氢根、促使碳酸钙溶解平衡右移，所以可以用沉淀平衡原理来解释，故③可选；④碳酸钡在水中存在溶解平衡、水中含有钡离子、碳酸根，碳酸根能和氢离子反应生成二氧化碳、水，促使碳酸钡溶解平衡右移，所以可以用沉淀平衡原理来解释，故④可选；⑤碳酸氢钠水解使其溶液呈碱性，硫酸铝水解使其溶液呈酸性，氢离子和氢氧根离子反应生成水，则碳酸氢钠和硫酸铝相互促进水解，从而迅速的产生二氧化碳，所以可以用盐类水解原理来解释泡沫灭火器灭火的原理，故⑤不选；故能用沉淀溶解平衡原理来解释的是②③④。L2BL2CL2DL28．已知常温下，，下列有关说法正确的是A．常温下，在纯水中的比在溶液中的大B．向与的悬浊液中加入几滴浓溶液，不变C．在的饱和溶液中通入，有析出，且溶液中D．向、的混合溶液中滴入几滴溶液，出现黄色沉淀，此现象可验证【参考答案】B【质量水平】考点细化内容质量水平浓度对难溶电解质溶解平衡的影响A只随温度的改变而改变，所以二者相等L2B与的悬浊液在滴入几滴浓溶液后，仍是二者的饱和浴液，温度不变，、不变，故不变L2C在的饱和溶液中通入，增大，的沉淀溶解平衡向左移动，有析出，溶液中增大，减小，、不再相等L2D向、的混合溶液中滴入几滴溶液，出现黄色沉淀，证明发生了反应：，但由于不知道溶液中、的浓度大小，不能确定和溶度积大小关系L29．一定温度下，难溶强电解质的饱和溶液中存在着沉淀溶解平衡，其平衡常数如下：物质对于1L含、和各的混合溶液，根据表中数据判断，下列说法错误的是A．向混合溶液中逐滴加入溶液，最先看到红褐色沉淀B．向溶液中加入双氧水，并用粉末调节，过滤后可获得较纯净的溶液C．该溶液中D．将少量粉末加入悬浊液中，增大【参考答案】C【质量水平】考点细化内容质量水平浓度对难溶电解质溶解平衡的影响A向混合溶液中逐滴加入溶液，Fe3+开始沉淀时c(OH-)=mol/L=×10-13mol/L，Cu2+开始沉淀时c(OH-)=mol/L=×10-10mol/L＞×10-13mol/L，Fe(OH)2和Cu(OH)2类型相同，Fe(OH)2的Ksp大于Cu(OH)2，Fe2+开始沉淀时c(OH-)＞×10-10mol/L，所以最先看到红褐色沉淀L2B向溶液中加入双氧水，可将氧化为，当Fe3+完全沉淀时c(OH-)＞mol/L=×10-12mol/L＜Cu2+开始沉淀时的c(OH-)，故用粉末调节可使转化为沉淀，过滤后可获得较纯净的溶液L2C该溶液中、、因发生水解而消耗一部分，所以＞5：4L2D将少量粉末加入悬浊液中，25℃时，，因此Fe3+更易与OH-结合，使平衡右移，增大L210．在t℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t℃时AgCl的Ksp=4×10-10，下列说法不正确的是A．在AgBr饱和溶液中加入AgNO3固体，可使溶液由a点到c点B．在t℃时，AgBr的Ksp为4.9×10-13C．图中b点对应的是AgBr的过饱和溶液，有固体析出D．在t℃时，AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈816【参考答案】A【质量水平】考点细化内容质量水平浓度对难溶电解质溶解平衡的影响A在AgBr饱和溶液中加入AgNO3固体后，增大，溶解平衡逆向移动，减小，由于温度不变，所以平衡常数K不变L3B根据中c点的和可得出该温度下AgBr的Ksp为4.9×10-13L3C在b点时，故b点为AgBr的过饱和溶液，有固体析出L3D由在t℃时，AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数：L311．自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成ＣｕＳＯ４溶液，向地下层渗透，遇到难溶的ＺｎＳ或ＰｂＳ，慢慢转变为铜蓝（ＣｕＳ）。下列分析正确的是A．相同温度下，ＣｕＳ的溶解度大于ＰｂＳ的溶解度B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性C．ＣｕＳＯ４与ＺｎＳ反应的离