高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三章 水溶液中的离子平衡第四节 难溶电解质的溶解平衡教学设计

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第四节　难溶电解质的溶解平衡课时1　沉淀溶解平衡与溶度积目标与素养：1.了解难溶电解质沉淀溶解平衡的建立、特征和影响因素。(宏观辨识与平衡思想)2.了解溶度积及其应用。(证据推理与模型认知)一、沉淀溶解平衡1．沉淀溶解平衡的建立(以AgCl为例)从固体溶解平衡的角度，AgCl在溶液中存在下述两个过程：一方面，在水分子作用下，少量Ag＋与Cl－脱离AgCl的表面进入H2O中；另一方面，溶液中的Ag＋和Cl－受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl的表面析出——沉淀。2．沉淀溶解平衡的含义在一定温度下，当沉淀溶解和生成速率相等时，得到其饱和溶液，建立动态平衡，如AgCl沉淀体系中的溶解平衡可表示为AgCl(s)Cl－(aq)＋Ag＋(aq)。由于沉淀、溶解之间的这种动态平衡的存在，决定了Ag＋和Cl－的反应不能完全进行到底。3．沉淀溶解平衡的特征4．实验探究外界条件对沉淀溶解平衡影响对于平衡AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH>0，若改变下列条件，对其平衡的影响具体如下：平衡条件　　　平衡移动方向c(Ag＋)c(Cl－)溶解度(S)升高温度向右增大增大增大加少量水向右不变不变不变加NaCl(s)向左减小增大减小微点拨：①25 ℃时，溶解性与溶解度的关系②反应完全的标志对于常量的化学反应来说，化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，沉淀就达完全。二、溶度积(Ksp)1．溶度积常数Ksp在一定温度下，沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液，其离子浓度不再发生变化，溶液中各离子浓度幂之积为常数，叫做溶度积常数(简称溶度积)，用Ksp表示。2．表达式对于AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)。3．影响因素Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子浓度无关。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)同一溶质在不同温度下形成的饱和溶液，温度越高时浓度越大。 (　　)(2)相同温度时，同一溶质形成的饱和溶液浓度一定比不饱和溶液浓度大。  (　　)(3)X溶解达到平衡后，再加入一定量X时，平衡向溶解方向进行。   (　　)(4)Mg(OH)2的Ksp表达式为Ksp＝c(Mg2＋)·c(OH－)。 (　　)[答案]　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×2．下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是(　　)A．BaSO4属于难溶物，它在水中完全不能溶解B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入该沉淀物，将促进溶解[答案]　B3．已知Fe(OH)3的Ksp≈1×10－39，则Fe3＋沉淀完全[c(Fe3＋)≤1×10－5 mol·L－1]的溶液pH约为________。[答案]　2.7沉淀溶解平衡的影响因素沉淀溶解平衡属于化学平衡，外界因素对其的影响，同样遵守勒夏特列原理。(1)内因。难溶电解质本身的性质，这是决定因素。(2)外因。外因温度绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解的方向移动，Ksp增大浓度加水稀释，平衡向溶解的方向移动，但Ksp不变同离子效应　向平衡体系中加入难溶物相应的离子，平衡逆向移动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或更难电离或气体的离子时，平衡向溶解的方向移动，但Ksp不变1．石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是(　　)①Na2CO3溶液　②KCl溶液　③NaOH溶液　④CaCl2溶液A．①②　　　　 B．③④C．①③ D．②④A　[加入Na2CO3，Ca2＋＋CO===CaCO3↓，c(Ca2＋)减小，平衡右移，使Ca(OH)2减少；加入KCl溶液相当于加水稀释，Ca(OH)2减少；加入NaOH，c(OH－)增大，加入CaCl2，c(Ca2＋)增大，平衡均左移，Ca(OH)2增多。]2．在一定温度下，当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时：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HCl溶液C．加NaOH固体 D．加少量水D　[Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，加MgSO4固体使该溶解平衡左移，Mg(OH)2固体增多，c(Mg2＋)变大；加HCl溶液使该溶解平衡右移，Mg(OH)2固体减少，c(Mg2＋)变大；加NaOH固体使该溶解平衡左移，Mg(OH)2固体增多，c(Mg2＋)变小。]溶度积及其应用1.溶度积与离子积的关系通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解：(1)Qc>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。(2)Qc＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。(3)Qc<Ksp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。2．溶度积与沉淀溶解能力的关系溶度积(Ksp)反映了难溶电解质在水中的溶解能力。(1)对于阴、阳离子个数比相同的电解质，Ksp的数值越大，难溶电解质在水中的溶解度越大。(2)对于阴、阳离子个数比不同的电解质，Ksp小的电解质的溶解度不一定比Ksp大的溶解度小，如Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl)，但Ag2CrO4的溶解度大于AgCl的溶解度。因此，不能通过比较Ksp数值的大小来确定溶解度的大小。【典例】　要将等体积的4×10－3 mol·L－1的AgNO3溶液和4×10－3 mol·L－1的K2CrO4溶液混合，是否能析出Ag2CrO4沉淀？[已知Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12][解析]　混合液中c(Ag＋)＝2×10－3 mol·L－1，c(CrO)＝2×10－3 mol·L－1，Qc＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝(2×10－3)2×2×10－3＝8×10－9>9.0×10－12，故有Ag2CrO4沉淀生成。[答案]　能析出Ag2CrO4沉淀。将题中的“4×10－3”改为“4×10－4”，还有Ag2CrO4沉淀析出吗？________。[答案]　没有3．下列说法不正确的是 (　　)A．Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关B．由于KSp(ZnS)>Ksp(CuS)，所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀C．其他条件不变，离子浓度改变时，Ksp不变D．两种难溶电解质作比较时，Ksp小的溶解度一定小D　[两难溶电解质组成比类型不同时，Ksp小的溶解度不一定小。]4．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9×10－11。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为(　　)A．Cl－、Br－、CrO  B．CrO、Br－、Cl－C．Br－、Cl－、CrO D．Br－、CrO、Cl－C　[根据三种难溶物的溶度积数据，在Cl－、Br－和CrO的浓度均为0.010 mol·L－1时，氯离子沉淀时银离子的最小值是(1.56×10－10/0.010)mol·L－1＝1.56×10－8 mol·L－1，溴离子沉淀时银离子的最小值是(7.7×10－13/0.010)mol·L－1＝7.7×10－11 mol·L－1，CrO沉淀时银离子的最小值是(9×10－11/0.010)mol·L－1＝3×10－4.5 mol·L－1，沉淀所需银离子浓度小的先沉淀，所以三种离子沉淀的先后顺序是Br－、Cl－、CrO。]1．下列有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是(　　)A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解达到平衡后不再进行B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－C．升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大D．向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变C　[难溶物达到溶解平衡时沉淀的生成和溶解都不停止，但溶解速率和生成速率相等，A错误；没有绝对不溶的物质，B错误；温度越高，一般物质的溶解度越大，C正确；向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，使溶解平衡左移，AgCl的溶解度减小，D错误。]2．25 ℃时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)，加入KI溶液，下列说法正确的是(　　)A．溶液中Pb2＋和I－浓度都增大B．溶度积常数Ksp增大C．沉淀溶解平衡不移动D．溶液中Pb2＋浓度减小D　[加入KI溶液，使溶液中的I－浓度增大，使PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)平衡向左移动，溶液中Pb2＋浓度减小。Ksp只与温度有关，与浓度无关，温度不变，Ksp不变。]3．下列有关溶度积常数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．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp减小C．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp增大D．常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变D　[温度不变，溶度积常数不变，A项不正确；大多数难溶物温度升高，Ksp增大，但也有少数物质相反，故B、C均不正确。]4．在0.1 mol·L－1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH＝8时，c(Cu2＋)＝________ mol·L－1{Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20}。若在0.1 mol·L－1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2＋完全沉淀为CuS，此时溶液中的H＋浓度是________mol·L－1。[解析]　pH＝8时，c(OH－)＝10－6 mol·L－1，由氢氧化铜的溶度积常数可知：Ksp＝2.2×10－20＝10－12×c(Cu2＋)，得c(Cu2＋)＝2.2×10－8 mol·L－1；使Cu2＋沉淀完全，已知c(Cu2＋)＝0.1 mol·L－1，根据反应关系式：Cu2＋～2H＋得c(H＋)＝0.2 mol·L－1。[答案]　2.2×10－8　0.2