第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡课时教学实录

沉淀溶解平衡教学设计

江西省石城中学

廖步云

【考纲要求】

了解溶液的组成，理解溶液中溶质的质量分数的概念，并能进行有关计算；了解难溶电解质的沉淀溶解平衡，了解溶度积常数及其有关计算，掌握沉淀的生成、溶解和转化的条件及其应用。

【设计思路】

沉淀溶解平衡只是化学平衡的一种，符合化学平衡的根本特征。在第二章建立了化学平衡的基本概念之后，第三章溶液中的平衡主要是侧重于具体条件下平衡原理的应用，其中沉淀溶解平衡的特别之处在于它是存在于固体和溶液离子间的两相平衡。具体到沉淀的生成、溶解和转化问题，归根结底都属于平衡移动的问题。因此本节教学设计立足于学生建立对沉淀溶解平衡的正确认识，重点讨论沉淀溶解平衡的移动问题和有关溶度积常数的计算。

【学案部分】

教学设计（第一课时）

一、溶解度：

在一定温度下，某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。

1、易溶电解质的溶解平衡

【学生活动】1、填写下表中的空白部分（饱和NaCl溶液的密度为1.12 g/cm3）

溶解度(20℃)

S(g)/100g H2O NaCl 35.9 c(Na+) mol·L-1

5.06 c(Cl-) mol·L-1

5.06 溶质的质量分数

％（只列式）

【学生活动】2、读图并回答下列问题：

1

溶解度（g/100g水）

硫酸铵

氯化铵

氯化钾

硫酸钾

0

20

40

60

80

温度（℃）

100

已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如右图所示，产品的化学式为_

K2SO4_

，写出反应的化学方程式

(NH4)2SO4

+

2KCl ===

2NH4Cl

+

K2SO4(s)

。

2、难溶电解质的溶解平衡

M mA n (s)m M n+ (aq) + n A m- (aq)

Ksp＝[c (M n+)]m·[c (A m-)]n

【学生活动】3、写出下列难溶电解质的溶度积表达式

AgCl 溶解平衡表达式：

Ksp=

MgF2

溶解平衡表达式：

Ksp=

Cr(OH)3溶解平衡表达式：

Ksp=

【学生活动】4、填写下表中的空白部分

溶解度(20℃)

S(g)/100g H2O AgCl

二、沉淀溶解平衡的移动：

【演示实验】1、选修4 P64实验3-4、实验3-5。观察并记录现象。

【演示实验】2、向盛有1ml 0.1mol/L MgCl2溶液的试管中滴加1—2滴2mol/LNaOH溶液，有白色沉淀生成，分装在两支试管中，分别滴加数滴饱和NH4Cl溶液和饱和NH4Ac溶液，充分振荡反应。观察并记录现象。

2 c(Ag+) mol·L-1

1.4×105

－c(Cl-) mol·L-1

1.4×105

－溶度积常数

Ksp 见选修4 P65表3-5 1.92×104 g －

【学生活动】5、写出下列五组实验的现象、原理及反应方程式

实验操作

A．向NH4Cl饱和溶液中通入氯化氢气体

实验现象

有晶体析出

原理及方程式

B．向AgCl悬浊液中先滴加数滴KI溶液，振荡反应；白色沉淀先转化为黄色沉淀，后又转

再滴加Na2S溶液，化为黑色沉充分振荡反应

淀

C．向AgCl悬浊液中滴加NH3·H2O溶液，充分振荡反应

D．向Mg (OH)2

悬浊液中加入FeCl3溶液，充分振荡反应

白色沉淀变红褐色沉淀

白色沉淀溶解消失

3

E．向Mg (OH)2

悬浊液加入NH4Cl溶液，充分振荡反应

白色沉淀溶解消失

【学生活动】6、室温下，将足量的AgCl分别放入下列溶液中，AgCl的溶解度按由大到小排序：

⑥⑤③①②④

。

①20mL 0.01mol/LKCl溶液

②30mL 0.02mol/LCaCl2溶液

③10mL蒸馏水

④50mL 0.05mol/L AgNO3溶液

⑤10mL 0.01mol/L NH3·H2O溶液

⑥40mL 0.03mol/LKI溶液

【课后巩固】

1、（2011广州市调研改编）氯酸钾多用来制造火柴和烟花等。电解法是工业制造氯酸钾的主要方法：电解热的氯化钠水溶液，电解的生成物相互反应制得氯酸钠；再以氯酸钠和氯化钾为原料制备氯酸钾。

200180160140（1）几种物质的溶解度曲线如图所示，低温有利于析出KClO3晶体，原因是：____

NaClO3

__

KClO3的溶解度随温度降低而降低，低温时KClO3在四种物质中溶解度最小

。

（2）产品KClO3中常含有其他杂质离子，KCl 溶解度/g

1201008060402000提纯的方法是____重结晶__

_。

（3）该生产工艺可以循环利用的物质是___ NaCl

___，副产品是____ H2

_。

NaCl KClO3

102030405060708090100温度/℃

2、（见备考指南P118 12题）

4

教学设计（第二课时）

三、沉淀溶解平衡的应用：

1、溶度积：

【学生活动】1、（09浙江卷10）

已知：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×107.42×10－11－12，Ksp[MgF2]＝。下列说法正确的是

＋A．25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2)大

B．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2)增大

＋C．25℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol/L氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol/LNH4Cl溶液中的Ksp小

D．25℃时，在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2

【学生活动】 2、已知 Ni (OH)2

的 Ksp = 2.0×10-15 mol3·L-3

，求使0.2mol·L-1 NiSO4溶液中

Ni 2+沉淀完全，则溶液 pH至少为

9

。

（残留离子浓度＜ 1.0×10-5mol·L-1时，则认为沉淀完全）

2、离子积：

（1）Q c >Ksp

时，溶液过饱和，体系不断析出沉淀，直至达到平衡

（2）Q c =Ksp

时，沉淀与溶解平衡

（3）Q c

时，溶液不饱和，若体系中有沉淀，则沉淀会溶解直至达到平衡

【学生活动】3、某温度时，Zn(OH)2在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。横坐标为溶

液的pH值，纵坐标为Zn2+物质的量浓度，回答下列问题。

5

（填＞、=、＜）图中：

a点，v沉淀

=

___

v溶解

b点，v沉淀

＜_____

v溶解

c点，v沉淀

＞_____

v溶解

3、沉淀溶解平衡的应用：

【学生活动】4、在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+，常用如图所示流程提纯，可以达到除去铁离子而不损失硫酸铜的目的。（见选修4 P66练习2）

在除铁的过程中，为使Fe3+沉淀完全，可以向溶液中加入CuO

Cu(OH）2

Cu(OH）2CO3 等

调节溶液的pH；根据下表数据，溶液的pH应保持在

3.2≤pH＜4.7

范围。

Fe3+

Cu2+

【学生活动】5、锅炉水垢的主要成分为CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2，在处理水垢时，通常先加入饱和Na2CO3溶液浸泡，然后再向处理后的水垢中加入NH4Cl溶液。请你思考并结合化学用语说明理由。

（1）加入饱和Na2CO3溶液后，水垢的成分发生了什么变化？

（2）NH4Cl溶液的作用是什么？请描述所发生的变化。

【学生活动】6、牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存

6 溶度积Ksp 见选修4 P65表3-5 见选修4 P65表3-5 氢氧化物开始沉淀时的pH 1.9 4.7 氢氧化物沉淀完全时的pH 3.2 6.7

在下列平衡：Ca5(PO4)3OH(固)⇌ 5Ca2++3PO43-+OH- 进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是

。

已知Ca5(PO4)3F（固）的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。主动脉用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：

根据以上原理，请你提出一种其它促进矿化的方法：

（加酸使平衡右移，固体溶解；5Ca2++3PO43-+F-=Ca5（PO4）3F；食用含钙较多的食品）

【课后巩固】

1、（2011惠州改编）铁、铜都是人类最早使用的金属，它们的单质及化合物应用非常广泛。如图横坐标为溶液pH，纵坐标为金属离子物质的量浓度的对数值（当溶液中金属离子浓度≤105 mol·L－－1时，可认为沉淀完全），试回答：

①工业上常用氯化铁溶液腐蚀铜制电路板。腐蚀铜板后的溶液中，若Cu2、Fe3和Fe2＋＋－＋浓度均为0.1 mol·L1，今向混合溶液中通入氨气调节溶液的pH＝5.6时，溶液中存在的金属阳离子为___ Cu2

Fe2

_______。

＋＋②从图中数据计算可得Fe(OH)2的溶度积Ksp[Fe(OH)2]＝_____1.0×10-17 mol3·L-3 ___。

2、（2012广东卷32）难溶性杂卤石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O（s）

2Ca2+ + 2K+ + Mg2+ + 4SO42— + 2H2O

为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH) 2溶液浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：

（1）滤渣的主要成分有

和

以及未溶杂卤石。

（2）用化学平衡移动原理解释Ca(OH) 2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因：

。

（3）“除杂”环节中，先加入

溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入

溶液调滤液PH至中性。

7 373K 323K K+的浸出浓度

288K 0

溶浸时间

（4）不同温度下，K+的浸出浓度与溶浸时间的关系见图14，由图可得，随着温度升高，①

②

。

（5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：

CaSO4(s) + CO32—

CaCO3 (s) + SO42—

已知298K时，Ksp(CaCO3)= 2.80×10—9，Ksp(CaSO4)= 4.90×10—5

，求此温度下该反应的平衡常数K（计算结果保留三位的效数字）。

（1）Mg(OH)2，

CaSO4

（2）加入Ca(OH)2溶液，OH—与Mg2+结合成Mg(OH)2、Ca2+与SO42—结合成CaSO4而析出，使平衡向右移动，杂卤石溶解浸出K+（留在滤液中）。

（3）K2CO3

稀H2SO4

（4）①在同一时间内，K+的浸出浓度增大。②K+的溶浸速率加快，达到溶浸平衡的时间短。

（5）K=1.75×104

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