高中化学 3-4 难溶电解质的溶解平衡教案 新人教版选修4

第四节难溶电解质的溶解平衡
●课标要求
1．能描述沉淀溶解平衡。

2．知道沉淀转化的本质。

●课标解读
1.了解沉淀溶解平衡的建立及特点。

2．运用化学平衡理论分析沉淀的生成、溶解、转化的实质。

分析解决物质的分离、提纯、沉淀的溶解、转化等实际问题。

●教学地位
本节介绍了难溶电解质的溶解平衡及溶解平衡的应用，并运用平衡移动原理分析、解决沉淀的溶解和沉淀的转化问题。

培养学生的知识迁移能力、动手实验的能力和逻辑推理能力。

●新课导入建议
从1993～1999年，图瓦卢的海平面总共上升了9.12厘米，按照这个数字推算，50年之后，海平面将上升37.6厘米，这意味着图瓦卢至少将有60%的国土彻底沉入海中。

TavalaKatea 认为，这对由八个珊瑚岛组成的图瓦卢就意味着灭亡，因为涨潮时图瓦卢将不会有任何一块土地能露在海面上。

你知道为什么图瓦卢的珊瑚岛会被海水侵蚀吗？
【提示】珊瑚岛的岩石成分是CaCO3。

人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他化石燃料，都会使大气中CO2浓度增大，进而使海水中CO2的浓度增大，使Ca2＋＋2HCO－3＋CO2＋H2O平衡逆向移动。

另外，气候变暖使海平面上升，也加速了珊瑚岛的侵蚀。

●教学流程设计
课前预习安排：(1)看教材P61～62，填写【课前自主导学】中“知识1，溶解平衡”的内容，并完成【思考交流1】；
(2)看教材P62～P65页，填写【课前自主导学】中的“知识2，沉淀反应的应用”，并完成【思考交流2】。

(3)看教材P65～P66页，填写【课前自主导学】中的“知识3，溶度积”，并完成【思考交流3】。

⇒步骤1：导入新课，本课时教材地位分析。

⇒步骤2：建议对【思考交流】1、2、3多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究。

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步骤6：先让学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照【课堂小结】以明确掌握已学的内容，安排学生课下完成【课后知能检测】。

⇐步骤5：在老师指导下由学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的内容，验证学生对探究点的理解掌握情况。

⇐步骤4：教师通过【例题】和教材P62～65页的讲解研析对探究点进行总结。

⇐步骤3：师生互动完成“【课堂互动探究】”可利用【问题导思】中的问题，由浅入深地进行。

建议教师除【例题】外，
再变换一个角度，利用【教师备课资源】中例题以拓展学生的思路。

3.溶度积的含义及表达式。

(难点)
1.概念：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即达到溶解平衡。

2．表达式(以AgCl为例)：
AgCl(s)溶解
沉淀Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
3．特征
动——动态平衡，溶解速率和沉淀速率不等于0。

等——溶解速率和沉淀速率相等。

定——平衡状态时，溶液中的离子浓度保持不变。

变——当改变外界条件时，溶解平衡发生移动。

4．生成难溶电解质的离子反应的限度
(1)25 ℃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 时，沉淀就达完全。

1．常温下，分别将AgCl溶于水和0.1 mol/L的NaCl溶液中，其溶解度相同吗？为什么？【提示】不同，在NaCl溶液中，Cl－的存在会导致＋(aq)＋Cl－(aq)向左移动，使AgCl溶解度更小。

1.沉淀的生成
(1)调节pH法
加入氨水调节pH至7～8，可除去氯化铵溶液中的杂质氯化铁。

反应离子方程式如下：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋
4。

(2)加沉淀剂法
以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2＋等生成极难溶的硫化物沉淀。

反应离子方程式如下：
Cu2＋＋S2－===CuS↓，Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H ＋。

2．沉淀的溶解
(1)原理：根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，只要不断减少溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解。

(2)溶解沉淀的试剂类型
①主要类型是：用强酸溶解：例如，溶解CaCO3、FeS 、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。

②用某些盐溶液溶解：例如Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl 溶液，化学方程式为：Mg(OH)2＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3·H2O 。

3．沉淀的转化
(1)实质：溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀。

两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀越容易转化。

(2)应用：①锅炉除水垢
水垢[CaSO4(s)]――→Na2CO3CaCO3(s)――→盐酸
Ca2＋(aq) 其反应的化学方程式如下：
CaSO4＋Na2CO3===CaCO3＋Na2SO4 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O ＋CO2↑ ②自然界中矿物的转化
原生铜的硫化物――→氧化、淋滤
CuSO4溶液 ――→渗透，加闪锌矿
和方铅矿
CuS(铜蓝)
第2步反应的化学方程式如下：
CuSO4＋ZnS===CuS ＋ZnSO4 CuSO4＋PbS===CuS ＋PbSO4
2．如果除去某溶液中的SO2－4，你是选择钙盐还是钡盐？为什么？ 【提示】 选择可溶性钡盐，因为BaSO4的溶解度比CaSO4的溶解度小，用Ba2＋沉淀SO2－4更完全。

溶度积表达式对于反应＋(aq)＋nBm －(aq) Ksp ＝[c(An ＋)]m·[c(Bm －)]n 影响
因素内因：难溶电解质的性质外因：只与温度有关溶度积
规则Qc>Ksp ，溶液过饱和，沉淀析出Qc ＝Ksp ，沉淀与溶解达平衡Qc<Ksp ，溶液不饱和，固体溶解
3．溶度积越小的难溶物，其溶解度也越小吗？
【提示】对于同一类型的难溶物，Ksp越小，溶解度越小。

【问题导思】
①存在沉淀溶解平衡的难溶物属于弱电解质吗？
【提示】不一定，如CaCO3、BaSO4等。

②同一难溶物，其电离方程式和沉淀溶解平衡的方程式有哪些不同？(以BaSO4为例)
4
【提示】电离方程式：BaSO4===Ba2＋＋SO2－
4(aq)
沉淀溶解平衡：＋(aq)＋SO2－
沉淀溶解平衡是指固体沉淀与溶液中相关离子间的平衡关系，包含了沉淀的溶解和溶解后的电解质的电离过程。

如：
4(aq)
＋(aq)＋SO2－
4两个过程。

包含了(aq)和BaSO4===Ba2＋＋SO2－
1．沉淀溶解平衡与电离平衡的比较
(1)从物质类别方面看
①难溶电解质：可以是强电解质也可以是弱电解质。

②难电离物质：只能是弱电解质。

(2)从变化的过程看
①沉淀溶解平衡：已溶解溶质与未溶解溶质之间形成的沉淀与溶解的平衡状态。

②电离平衡：溶解的弱电解质分子与离子之间的转化达到的平衡状态。

＋(aq)
＋＋3OH－
1．Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小。

2．沉淀溶解平衡仍然遵循勒夏特列原理。

把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：＋(aq)＋2OH－(aq)，下列叙述正确的是()
A．给溶液加热，溶液的pH升高
B．恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高
C．向溶液中加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2固体增多
D．向溶液中加入少量的NaOH固体，Ca(OH)2固体增多
【解析】A项，Ca(OH)2溶解度随温度升高而降低，因此，升温平衡左移，c(OH－)减小，
3 pH减小；B项，保持恒温，Ca(OH)2溶解度不变，c(OH－)不变，因此pH不变；C项，CO2－＋Ca2＋===CaCO3↓，使平衡正向移动，Ca(OH)2固体减少；D项，加入NaOH固体时，c(OH －)增大，平衡逆向移动，因此Ca(OH)2固体增多。

【答案】 D
本题易错选A或B。

因为忽略了Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小，错选A。

加入CaO 虽然与H2O生成Ca(OH)2，但恒温时Ca(OH)2的溶解度不变，易错选B。

对于难溶盐MX，其饱和溶液中M＋和X－的物质的量浓度之间的关系类似于c(H ＋)· c(OH－)＝Kw，存在等式c(M＋)·c(X－)＝Ksp。

现将足量的AgCl分别加入下列溶液中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是()
①20 mL 0.01 mol/L KCl 溶液
②30 mL 0.02 mol/L CaCl2 溶液
③40 mL 0.03 mol/L HCl溶液
④10 mL蒸馏水
⑤50 mL 0.05 mol/L AgNO3溶液
A．①>②>③>④>⑤B．④>①>③>②>⑤
C．⑤>④>②>①>③D．④>③>⑤>②>①
【解析】本题考查的是沉淀溶解平衡的影响因素。

AgCl固体在水中存在如下溶解平衡：＋(aq)＋Cl－(aq)，由于c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp，
c(Cl－)或c(Ag＋)越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解量就越小。

注意AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag＋或Cl－的浓度有关，而与溶液的体积无关。

①中c(Cl－)＝0.01 mol/L；
②中c(Cl－)＝0.04 mol/L；③中c(Cl－)＝0.03 mol/L；④中c(Cl－)＝0 mol/L；⑤中c(Ag＋)＝0.05 mol/L。

Ag＋或Cl－的浓度由小到大的顺序为：④<①<③<②<⑤，故AgCl的溶解量由大到小的排列顺序为：④>①>③>②>⑤。

【答案】 B
【教师备课资源】
某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

下列说法正确的是()
A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C．d点无BaSO4沉淀生成
D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
4)增大，导致c(Ba2＋)减小，而a、b两点【解析】A项中加入Na2SO4，溶液中c(SO2－
4)都增大，而d、c(Ba2＋)相同，故A项错误，蒸发时由于水分的减少，使c(Ba2＋)和c(SO2－
4)相同，故B项错误；d点在平衡曲线的下方，即溶液中c(Ba2 c两点c(SO2－
4)<Ksp(BaSO4)，故在d点时无沉淀，故C项正确；难溶电解质的Ksp只受温度＋)·c(SO2－
影响，因此a、c两点的Ksp相同。

【答案】 C
1．下列关于沉淀溶解的说法正确的是()
A．只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程
B．沉淀溶解平衡过程是可逆的
C．在平衡状态时v溶解＝v结晶＝0
D．达到沉淀溶解平衡的溶液不一定是饱和溶液
【解析】无论难溶电解质还是易溶电解质，都存在沉淀溶解平衡状态，例如NaCl过饱和溶液中就存在沉淀溶解平衡状态，故A错；电解质的沉淀溶解平衡状态是可逆的，故B对；沉淀溶解平衡状态v溶解＝v结晶≠0，故C错；沉淀溶解平衡状态，电解质溶液也达到了饱和，故D项错误。

答案选B。

【答案】 B
2．CaCO3在下列哪种液体中的溶解度最大()
A．H2O B．Na2CO3溶液
C．乙醇D．CaCl2溶液
3)、
3，A中H2O使溶解平衡右移；B、D中由于c(CO2－【解析】＋＋CO2－
c(Ca2＋)增大，使溶解平衡左移，溶解度减小；在有机溶剂中CaCO3溶解度很小，故选A。

【答案】 A
3．(2012·寿光高二质检)溶度积常数表达式符合Ksp＝c(Ax＋)2·c(By－)的是()
A．＋(aq)＋Cl－(aq)
B．Na2S===2Na＋＋S2－
C．＋(aq)＋S2－(aq)
D．＋(aq)＋2I－(aq)
【解析】根据表达式可知方程式应为＋(aq)＋B2－(aq)
【答案】 C
4．向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴加一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变成黑色。

根据上述变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为()
A．AgCl＝AgI＝Ag2S B．AgCl<AgI<Ag2S
C．AgCl>AgI>Ag2S D．AgI>AgCl>Ag2S
【解析】本题考查了沉淀的转化，根据平衡移动原理，溶解度小的沉淀应当向溶解度更小的沉淀转化，即向着降低离子浓度的方向进行，所以溶解度AgCl>AgI>Ag2S。

【答案】 C
5．向含有AgI的饱和溶液中：
(1)加入固体AgNO3，则c(I－)________(填“变大”、“变小”或“不变”，下同)。

(2)若改加更多的AgI，则c(Ag＋)将________。

(3)若改加AgBr固体，则c(I－)________，而c(Ag＋)将________。

【解析】AgI饱和溶液存在如下平衡：＋(aq)＋I－(aq)，加入固体AgNO3，c(Ag＋)增大，溶解平衡左移c(I－)减小；加AgI，还是饱和溶液，c(Ag＋)不变；加AgBr 时，c(Ag＋)增大，平衡左移，c(I－)减小，而c(Ag＋)增大。

【答案】(1)变小(2)不变(3)变小变大。