2019-2020年高中化學 3.3沉淀溶解平衡教案 魯教版選修4.doc
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2019-2020年高中化學 3.3沉淀溶解平衡教案 魯教版選修4 教學目標 1.知道難溶電解質在水溶液中也存在溶解平衡 2.運用平衡移動原理分析、解決沉淀的形成、溶解和沉淀的轉化問題。 過程與方法： 能夠根據(jù)實驗現(xiàn)象，得出結論。 教學過程 [聯(lián)想質疑] （1）加熱硬水Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2會轉化為CaCO3和Mg(OH)2,你知道它們是怎樣生成的嗎？ （2）處理污水時，向其中加入FeS固體,以除去Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子，發(fā)生了那些化學反應？ [講述] CaCO3、FeS、Mg(OH)2等堿和鹽是難溶電解質，盡管難溶電解質難溶于水，但在水中也會建立一動態(tài)平衡。 一、沉淀溶解平衡與溶度積 [觀察思考]94頁。 取有PbI2沉淀的飽和溶液中上層清液，即PbI2的飽和溶液滴加幾滴KI溶液，觀察現(xiàn)象。你能解釋觀察到的現(xiàn)象嗎？ 1、沉淀溶解平衡： 盡管PbI2固體難溶于水，但仍有部分Pb2+和I-離開固體表面進入溶液，同時進入溶液的Pb2+和I-又會在固體表面沉淀下來，當這兩個過程速率相等時， Pb2+和I-的沉淀與PbI2固體的溶解達到平衡狀態(tài)即達到沉淀溶解平衡狀態(tài).PbI2固體在水中的沉淀溶解平衡可表示為： PbI2 (s) Pb2+ + 2I- 2、溶度積常數(shù)或溶度積(Ksp )： 難溶固體在溶液中達到沉淀溶解平衡狀態(tài)時，離子濃度保持不變（或一定）。其離子濃度的方次的乘積為一個常數(shù)這個常數(shù)稱之為溶度積常數(shù)簡稱為溶度積，用Ksp表示。 PbI2(s) Pb2+ + 2I- 25℃時， Ksp = [Pb2+][I-]2 = 7.110-9 mol3L-3 3、溶度積(Ksp )的性質 溶度積(Ksp )的大小與難溶電解質性質和溫度有關，與沉淀的量無關.離子濃度的改變可使平衡發(fā)生移動,而不能改變溶度積.不同的難溶電解質在相同溫度下Ksp不同。 幾種難熔電解質在25℃時的溶解平衡和溶度積： AgCl(s) Ag+ + Cl- Ksp= [Ag+][Cl-] = 1.810-10mol2L-2 AgBr(s) Ag+ + Br- Ksp= [Ag+][Br-] = 5.010-13mol2L-2 AgI(s) Ag+ + I- Ksp= [Ag+][Br-] = 8.310-17mol2L-2 Mg(OH)2(s) Mg2++2OH- Ksp= [Mg2+][OH-] 2 = 5.610-12mol3L-3 結論：相同類型的難溶電解質的Ksp越小，溶解度越小，越難溶。 如: Ksp (AgCl) > Ksp (AgBr) > Ksp (AgI) 溶解度:AgCl) > Ksp (AgBr) > Ksp (AgI) 二、沉淀溶解平衡的應用 1、沉淀的溶解與生成 離子的濃度商Qc和離子積Ksp的關系： (1).當 Qc > Ksp時是過飽和溶液，離子生成沉淀即反應向生成沉淀方向進行，直到平衡狀態(tài)（飽和為止）。 (2).當 Qc = Ksp時是飽和溶液，已達到沉淀溶解平衡狀態(tài)。 (3).當 Qc < Ksp時是不飽和溶液，沉淀溶解即反應向沉淀溶解的方向進行，直到平衡狀態(tài)（飽和為止）。 以上規(guī)則稱為溶度積規(guī)則。沉淀的生成和溶解這兩個相反的過程它們相互轉化的條件是離子濃度的大小，控制離子濃度的大小，可以使反應向所需要的方向轉化。 （1）沉淀的溶解 思考：為什么醫(yī)學上常用BaSO4作為內服造影劑“鋇餐”，而不用BaCO3作為內服造影劑“鋇餐”? BaSO4 和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為： BaSO4 Ba2+ + SO42- Ksp=1.110-10mol2L-2 BaCO3 Ba2+ + CO32- Ksp=5.110-9mol2L-2 由于人體內胃酸的酸性較強(pH0.9---1.5)，如果服下BaCO3,胃酸會與CO32-反應生成CO2和水，使CO32-離子濃度降低，使Qc < Ksp，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動，使體內的Ba2+濃度增大而引起人體中毒。 BaCO3 Ba2+ + CO32- CO32- +2 H+=== CO2 + H2O 所以，不能用BaCO3作為內服造影劑“鋇餐”而SO42-不與H+結合生成硫酸，胃酸中的H+對BaSO4的溶解平衡沒有影響，Ba2+濃度保持在安全濃度標準下，所以用BaSO4 作“鋇餐”。 [交流?研討]—97頁 (1)溶洞里美麗的石筍、鐘乳是如何形成的？ (2)海洋中的多彩珊瑚又是怎樣生長形成的？ 2.沉淀的轉化 [觀察思考]—98頁 ZnS沉淀轉化為CuS沉淀 (1)在1試管中加入2ml0.1mol/L ZnSO4溶液，再滴入1mol/L Na2S溶液，觀察現(xiàn)象。 (2)靜置后傾去上層清液，蒸餾水洗滌沉淀2-3次。 (3)向沉淀中滴加適量的0.1mol/L CuSO4溶液，觀察現(xiàn)象。 [實驗現(xiàn)象]有白色沉淀出現(xiàn)，白色沉淀轉化成為黑色沉淀。 為什么白色的ZnS沉淀會轉化成為黑色的CuS沉淀？ ZnS在水中存在沉淀溶解平衡： ZnS(s) Zn2+(aq)+S2-(aq) Ksp=1.610-24mol2?L-2 CuS在水中存在沉淀溶解平衡 CuS(s) Cu2+(aq)+S2-(aq) Ksp=1.310-36mol2?L-2 ZnS與CuS是同類難溶物，Ksp(ZnS) >Ksp(CuS),CuS的溶解度遠小于ZnS的溶解度。 [講解]ZnS沉淀轉化為CuS沉淀的定性解釋 當向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液時， ZnS溶解產生的S2-與 CuSO4溶液中的Cu2+足以滿足Qc>Ksp(CuS)的條件， S2-與Cu2+結合產生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。 CuS沉淀的生成，使得S2-的濃度降低，導致S2-與Zn2+的Qc
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