第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡优秀公开课教案

课题：难溶电解质的溶解平衡

教学目标：

1．理解沉淀溶解平衡的建立过程和平衡态的特征，并用此解决实际问题；

2．能正确书写溶度积的表达式、理解其意义并能据此进行简单的计算；

3．记住溶度积规则，并能用此解决简单的实际问题（沉淀的形成、溶解及转化等）。

教学重点：沉淀溶解平衡的建立；溶度积规则的应用。

教学难点：溶度积规则的应用。

教学过程：

【引课】

从我们赣南得结石病的人较多引出课题：很久以前，美国密歇根州大学健康系的教授格雷对肾结石患者的饮食提出几点建议：

１．多喝水，尤其是夏天。

２．少喝牛奶，尤其是晚上。

３．少吃菠菜，豆腐，草莓。

４．合理补钙，控制用量。

问：从化学角度来看，格雷教授的建议符合什么化学原理？

根据学生回答引入课题（3分钟）

【板书】难溶电解质的溶解平衡

【投影】讲解：溶液中的平衡体系，本节课的考纲要求、学习目标

【学生活动】要求学生对照课本结合学案对本节知识进行梳理（10分钟）

?：沉淀溶解平衡与电离平衡、水解平衡等有何相似？

根据学生回答从以下方面小结：

【投影】表格

沉淀溶解平衡与电离平衡、水解平衡比较

平衡类别

研究对象

影响

因素

升温

加水

沉淀溶解平衡

溶质与其饱和溶液的共存体系

多数促进溶解

促进溶解

电离平衡

弱电解质的水溶液

促进电离

促进电离

抑制电离

促进电离

水解平衡

盐中的“弱”离子

促进水解

促进水解

抑制水解

促进水解

加入相应离子

抑制溶解

加入反应离子

促进溶解

平衡特点和移动规则

平衡常数

特点：逆、等、动、定、变，均遵循勒沙特列原理

均只与温度有关，升高温度电离平衡常数、水解平衡常数均增大，多数沉淀的Ksp增大

【板书】

一、沉淀溶解平衡

1.定义：在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，即达到沉淀溶解平衡状态。

2. 沉淀溶解平衡的建立：

第

1 页

共

6 页

沉淀溶解速率

沉淀溶解平衡状态

沉淀生成速率

3. 沉淀溶解平衡特征：

逆、等、动、定、变

例1：AgCl(s)=Ag+(aq)+Cl-(aq) △H>0 ，填写下表

外界条件

升高温度

加水

加入AgNO3

加入HCl 加入Na2S 平衡移动方向

正向

正向

逆向

逆向

正向

c(Ag+) 增大

不变

增大

减小

减小

Ksp

增大

不变

不变

不变

不变

二、沉淀溶解平衡常数——Ksp

1.表达式

2.影响因素：

3.意义：Ksp越大，沉淀溶解能力超强。

例2：常温下，Ksp（CaSO4）=9106，常温下CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线见图。下列说－法正确的是

—3

L—1

c(Ca2+)/

mol·A．常温下CaSO4饱和溶液中，c(Ca2+)、c(SO42)对应曲—线上任意一点

B．b点将有沉淀生成，平衡后溶液中c(SO42)一定等于—

510

•a

•b

c

•

d

•

4103 —c(SO42)/ mol·L—1

—3103 mol·L—1

－C．d点溶液通过蒸发可以变到c点

D．a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp 答案：D 解读：A、CaSO4饱和溶液中，c(Ca2+)恒等于c(SO42—)，故错。

B、因析出CaSO4沉淀时，c(Ca2+)与

c(SO42—) 等量减少，若c(SO42—)＝3103

mol·L—1，－则c(Ca2+)＝4103 mol·L—1，此时仍在沉淀中。

－C、蒸发c(SO42—)必然变大，故c点必后移。

（小结）解沉淀溶解平衡图像题三步骤

第一步：明确图像中纵、横坐标的含义

第二步：理解图像中线上点、线外点的含义

第三步：抓住Ksp的特点，结合选项分析判断

练习：AlPO4的沉淀溶解平衡曲线

如图所示(T2＞T1)。下列说法正确的是(

B

) A．图像中四个点的Ksp：a＝b＞c＞d B．AlPO4在b点对应的溶解度大于c点

C．AlPO4(s)3Al3(aq)＋PO4(aq)

ΔH＜0 ＋－第

2 页

共

6 页

D．升高温度可使d点移动到b点

例3：已知Cu(OH)2沉淀在一定的条件下可以溶解在氨水中，有关反应的化学方程式为：

Cu(OH)2＋4NH3·H2O有下列实验操作：

(1)操作1：在盛有3 mL 0.1 mol/L的CuSO4溶液的试管中滴加3 mL 0.2 mol/L的NaOH溶液，结果出现蓝色的悬浊液，有关反应的离子方程式为_____________________________ ________________________________________________________________________。

(2)操作2：在盛有3 mL 0.1 mol/L的CuSO4溶液的试管中滴加3 mL 0.2 mol/L的氨水，结果也出现蓝色的悬浊液，有关反应的离子方程式为______________________________ ________________________________________________________________________。

(3)在上述两种悬浊液中分别加入2 mol/L的氨水溶液，请从平衡移动的角度思考哪一种悬浊液更易溶解成为澄清溶液？________(填“操作1”或“操作2”)，理由是

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)请你设计一个简单的实验方案验证上述观点(或理由)的可靠性：

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)操作1产生的是氢氧化铜沉淀．

(2)操作2说明弱碱也能使铜离子转化为氢氧化铜沉淀．

(3)考虑到氢氧化铜的溶解平衡，当氨水浓度大时利于溶解氢氧化铜．

(4)为证明该结论，可做对比实验，用铵盐与普通盐做对比实验，看哪种情况下氢氧化铜的溶解效果好．

答案：(1)Cu2＋2OH＋－

[Cu(NH3)4]2＋2OH＋4H2O ＋－Cu(OH)2↓

Cu(OH)2↓＋2NH4

＋－＋(2)Cu2＋2NH3·H2O＋＋－(3)操作2

操作2中产生的NH4能结合OH，使平衡Cu(OH)2＋4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2＋2OH＋4H2O正向移动

(4)做对比实验：取操作1所得的悬浊液两等份，向其中分别加入等浓度等体积的NH4Cl溶液和NaCl溶液，观察发生的现象。

三、沉淀溶解平衡的应用

溶度积规则：

当Qc>Ksp时，生成沉淀；

当Qc

当Qc=Ksp时，达到平衡。

1.沉淀的生成：

(1)应用：制备、分离、除杂、鉴定（鉴别）

(2)方法：加沉淀剂、调节pH 2.沉淀的溶解：酸碱法(CaCO3+HCl)、络合法(AgCl+NH3)、盐溶法(Mg(OH)2+NH4Cl)、氧化第

3 页

共

6 页

还原法(CuS+HNO3)。

3.沉淀的转化

(1)实质：沉淀溶解平衡的移动

(2)特征：

①一般，易转化成溶解度更小。如：AgNO3→AgCl→AgBr→AgI→Ag2S ②溶解度差别越大越易转化

(3)应用：①锅炉除垢（CaSO4→CaCO3）②矿物转化（重晶石BaSO4→BaCO3）③废水中的重金属离子用FeS沉淀

例4：

设计一简单实验证明Ksp（AgI）＞Ksp（AgCl）。

答案：向2.0mL浓度均为0.1mol·L-1的KCl、KI混合溶液中滴加1~2滴0.01mol·L-1AgNO3

溶液，振荡，静置。产生黄色沉淀，可证明之。

误解：向NaCl溶液中滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，然后再滴加KI溶液，常常转化为黄色，可证明之。AgCl转化为AgI，可能是Ksp（AgI）＞Ksp（AgCl），也可能是Ksp（AgI）略小于Ksp（AgCl）！！！

例5：

已知：I2＋2S2O32-物质

Ksp Cu(OH)2

2.2×10＋－20

S4O62-＋2I。相关物质的溶度积常数见下表：

―Fe(OH)3

2.6×10－39CuCl

1.7×107

－＋CuI 1.3×10－12

（1）某酸性CuCl2溶液中含少量的FeCl3，为得纯净CuCl2溶液，宜加入

调至溶液pH＝4，使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的c(Fe3)＝____________；过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl2•2H2O晶体。

（2）在空气中直接加热CuCl2•2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2，原因是（用化学方程式表示）

。

（3）某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2•2H2O晶体的试样（不含能与I发生反应的氧化性质杂质）的纯度，过程如下：取0.36 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1000 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。

①可选用___________作滴定指示剂，滴定终点的现象是_________________。

②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为______________________________。

③该试样中CuCl2•2H2O的质量百分数为___________________________。

答案：

（1）CuO或Cu(OH)2或CuCO3或碱式碳酸铜、2.6×109。

－―（2）CuCl2•2H2O＝CuO+HCl↑+ H2O↑

（3）①

淀粉溶液、溶液由蓝色恰好变为无色且半分钟不变色

② 2Cu2++4I—＝2CuI↓+ I2（解读：由表知白色沉淀为CuI并由表中数据可判断

无CuCl沉淀）

③ 95% 例6：某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，查得如表资料：

难溶电CaCO3

CaSO4

MgCO3

Mg(OH)2

解质

－－－－Ksp

2.8×109

9.1×105

6.8×106

1.8×1011

第

4 页

共

6 页

△

实验步骤如下：

①往100 mL 0.1 mol/L的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol/L的Na2SO4溶液，立即有白色沉淀生成．

②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g，搅拌、静置、沉淀后弃去上层清液．

③再加入蒸馏水搅拌、静置、沉淀后再弃去上层清液．

(1)写出第②步发生反应的化学方程式：_______________________________________ ________________________________________________________________________. (2)设计第③步的目的是_________________________________________________．

(3)请补充第④步操作及发生的现象：_____________________________________ ________________________________________________________________________. (4)请写出该转化在实际生产、生活中的一个应用_____________________________ ________________________________________________________________________. －2＋解析：在硫酸钙的悬浊液中存在着CaSO4(s) SO24(aq)＋Ca(aq)，而加入Na2CO3－2－2＋2－后，溶液中CO23浓度较大，而CaCO3的Ksp较小，故CO3与Ca结合生成沉淀，即CO3＋＋Ca2===CaCO3↓.既然是探究性试验，必须验证所推测结果的正确性，故设计了③④步操作，即验证所得固体是否为碳酸钙．然后联系生活实际除去锅炉中的水垢，即可解答(4)小题。

答案：(1)Na2CO3＋CaSO4===Na2SO4＋CaCO3

－(2)洗去沉淀中附着的SO24

(3)向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解，并放出无色无味气体

(4)将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3易于除去

回顾：

如何从化学角度来看，格雷教授的建议符合什么化学原理？

１．多喝水，尤其是夏天。

减小浓度，促进结石溶解

２．少喝牛奶，尤其是晚上。

牛奶有利于Ca的吸收，增大Ca离子的浓度

３．少吃菠菜，豆腐，草莓。

菠菜，豆腐，草莓等含有较多的草酸

４．合理补钙，控制用量。

缺钙对身体不利，过量又易增大Ca离子浓度引起结石

板书设计：

一、沉淀溶解平衡

1．定义：一定T，饱和溶液，v(溶)= v(沉) 2. 建立：

v(溶) 沉淀溶解平衡状态

v(沉)

3. 特征：逆、等、动、定、变

4、溶度积——Ksp

（一定条件下的沉淀溶解平衡的平衡常数）

（1）表达式

MmAn：

MmAn(s)=mMn+(aq)+nAm-(aq)

Ksp=c m (Mn+)·c n (Am-)（2）影响因素：外因：只与温度有关

（3）意义：Ksp越大，沉淀溶解能力越强。

二、沉淀溶解平衡的应用

当Qc>Ksp时，生成沉淀；

当Qc

当Qc>Ksp时，达到平衡。

第

5 页

共

6 页

1.沉淀的生成：

(1)应用(意义)：制备、分离、除杂、鉴定（鉴别）

(2)方法：加沉淀剂、调节pH 2.沉淀的溶解：酸碱法(CaCO3+HCl)、络合法(AgCl+NH3)、盐溶法(Mg(OH)2+NH4Cl)、氧化还原法(CuS+HNO3)。

3.沉淀的转化

(1)实质：沉淀溶解平衡的移动

(2)特点：

①一般，易转化成溶解度更小。如：AgNO3→AgCl→AgBr→AgI→Ag2S ②溶解度差别越大越易转化

(3)应用：①锅炉除垢（CaSO4→CaCO3）②矿物转化（重晶石BaSO4→BaCO3）③废水中的重金属离子用FeS沉淀

第

6 页

共

6 页