高三化學 1_11溶解平衡教學設計
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溶解平衡 〖復習目標〗 （1）了解沉淀平衡的定義及影響因素。 （2）掌握沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化條件及應用。 （3）了解溶度積及其有關(guān)的計算。 〖教學重點〗溶解平衡的含義及影響因素、溶度積的應用 〖教學難點〗溶度積的應用 〖教學過程〗 【知識精講】 1、溶解平衡的本質(zhì) （1）溶解平衡的含義： 在一定重要條件下，當沉淀與溶解的速度相等時，便達到固體難溶電解質(zhì)與溶液中離子間的平衡狀態(tài)。例如： BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42￣ (aq) （2）溶度積 在一定溫度下，在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，各離子濃度冪之乘積為一常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，簡稱溶度積。用符號Ksp表示。 對于AmBn型電解質(zhì)來說，溶度積的公式是：Ksp=An+]mBm+]n ①溶度積與溶解度的關(guān)系 溶度積和溶解度都可以表示物質(zhì)的溶解能力，溶度積的大小與溶解度有關(guān)，它反映了物質(zhì)的溶解能力。 當化學式所表示的組成中陰、陽離子個數(shù)比相同時，Ksp數(shù)值越大的難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強。 ②根據(jù)離子積Qc與溶度積的大小關(guān)系，可以判斷溶液中沉淀的生成和溶解。 某難溶電解質(zhì)的溶液中任一情況下有關(guān)離子濃度的乘積為Qc 當Qc＜Ksp時，為不飽和溶液，加入固體溶解； 當Qc=Ksp時，為飽和溶液，處于平衡狀態(tài)； 當Qc＞Ksp時，為過飽和溶液，析出沉淀。 2、影響沉淀溶解平衡的因素 （1）內(nèi)因 難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)，這是決定因素。 （2）外因 ①濃度：加水稀釋，平衡向溶解方向移動，但Ksp不變。 ②溫度：絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過程，升高溫度，平衡向溶解方向移動，Ksp增大。 ③其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應生成更難溶物質(zhì)或更難電離物質(zhì)或氣體的離子時，平衡向溶解方向移動，但Ksp不變。 3、沉淀溶解平衡的應用 （1）沉淀的生成 原理：若Qc大于Ksp，難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡向左移動，就會生成沉淀。 在工業(yè)生產(chǎn)、科研、廢水處理等領域中，常利用生成沉淀來達到分離或除去某些離子的目的。常見的方法有： ①調(diào)節(jié)溶液的pH法：使雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀。 ②加沉淀劑法：如除去溶液中的Cu2+、Hg2+，可加入Na2S、H2S等作為沉淀劑。 〖特別提醒〗 ①為使沉淀更完全，所選用沉淀劑的原則是：使生成沉淀的反應進行得越完全越好(所沉淀離子形成沉淀的Ksp盡可能的小，即沉淀溶解度越小越好)。 ②不能影響其他離子的存在，由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)離子要便于除去或不引入新的雜質(zhì)。 （2）沉淀的溶解 原理：當Qc小于Ksp，使難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡向右移動，沉淀就會溶解。 根據(jù)平衡移動，對于在水中難溶的電解質(zhì)，如果能設法不斷地移去溶解平衡體系中的相應離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動，就可以使沉淀溶解。方法有： ①酸堿溶解法：如難溶于水的CaCO3溶于鹽酸中。 ②發(fā)生氧化還原反應使沉淀溶解：如CuS溶于硝酸中，HgS溶解度更小，只能用王水使其溶解。 ③生成配合物使沉淀溶解：向沉淀體系中加入適當配合劑，使溶液中的某些離子生成穩(wěn)定的配合物，減小其濃度，從而使沉淀溶解。如AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)、Ag++2NH3(加氨水) Ag(NH3)2]+，此法對用酸堿法不能溶解的難溶電解質(zhì)尤其具有重要意義。 （3）沉淀的轉(zhuǎn)化 ①實質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動。 ②特征 A．一般說來，溶解能力相對較強的物質(zhì)易轉(zhuǎn)化為溶解能力相對較弱的物質(zhì)。 B．沉淀的溶解能力差別越大，越容易轉(zhuǎn)化。 例如：AgNO3 → AgCl(白色沉淀) → AgBr (淺黃色沉淀) →AgI(黃色沉淀) → Ag2S (黑色沉淀)。 ③沉淀轉(zhuǎn)化的應用 A．鋇化合物的制備 重晶石(主要成分是BaSO4)是制備鋇化合物的重要原料，但BaSO4不溶于酸，若用飽和Na2CO3溶液處理即可轉(zhuǎn)化為易溶于酸的BaCO3。 總反應的離子方程式為BaSO4+CO32￣BaCO3+SO42￣。雖然BaSO4比BaCO3更難溶于水，但在CO32￣濃度較大的溶液中，BaSO4溶解在水中的Ba2+能與CO32￣結(jié)合形成BaCO3沉淀。轉(zhuǎn)化過程是用飽和Na2CO3溶液處理BaSO4沉淀，待達到平衡后，移走上層溶液；再加入飽和Na2CO3溶液，重復處理多次，使絕大部分BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3；最后加入鹽酸，Ba2+即轉(zhuǎn)入到溶液中。 B．鍋爐除水垢 除水垢CaSO4(s) → CaCO3(s) → Ca2+(aq)] 〖特別提醒〗沉淀溶解平衡與弱電解質(zhì)電離平衡的區(qū)別: （1）從物質(zhì)類別看，難溶電解質(zhì)可以是強電解質(zhì)，也可以是弱電解質(zhì)如BaSO4是強電解質(zhì)，而Al(OH)3是弱電解質(zhì)]，而難電離物質(zhì)只能是弱電解質(zhì)。 （2）從變化的過程來看，沉淀溶解平衡是指已溶解的溶質(zhì)與未溶解的溶質(zhì)之間形成沉淀與溶解的平衡狀態(tài)；而電離平衡則是指已經(jīng)溶解在溶液中的弱電解質(zhì)分子與離子之間的轉(zhuǎn)化達到平衡狀態(tài)。 【方法精講】 1、溶度積和離子積 以AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq)為例： 溶度積 離子積 概念 沉淀溶解的平衡常數(shù) 溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積 符號 Ksp Qc 表達式 Ksp(AmBn)＝cm(An＋)cn(Bm－)，式中的濃度都是平衡濃度 Qc(AmBn)＝cm(An＋)cn(Bm－)，式中的濃度是任意濃度 應用 判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解 ①Q(mào)c>Ksp：溶液過飽和，有沉淀析出 ②Qc＝Ksp：溶液飽和，處于平衡狀態(tài) ③Qc
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