选修4 第四单元 沉淀溶解平衡

第四单元沉淀溶解平衡
【目标要求】
（1）了解难溶物在水中的溶解情况，认识沉淀溶解平衡的建立过程。

（2）了解难溶物在水中的沉淀溶解平衡特点，理解和掌握溶度积K SP的概念。

（3）能运用溶度积规则判断分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。

（4）了解沉淀溶解平衡在生产生活中的应用（沉淀生成、分步沉淀，沉淀的溶解和转化）。

【教学重点、难点】
（1）沉淀溶解平衡的建立及特点。

（2）运用溶度积规则判断分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化及沉淀溶解平衡在生产生活中的应用。

第一课时
【教学过程】
引言：B的溶液
B
0.01 0.1 m(g)
因而，难溶只是指其溶解度很小，而非绝对不溶。

思考：10mL 0.1mol/LＡgNO3和11mL 0.1mol/LNaCl完合混合后，溶液中还有Ag+吗？如何证明？
一、沉淀溶解平衡：沉淀溶解过程——速率v1
AgCl（s）Ag++ Cl—
沉淀生成过程——速率v2
v1 ＞v2——沉淀溶解——溶液不饱和
v1 = v2——溶解的沉淀= 生成的沉淀——溶液饱和——处于平衡状态
v1 ﹤v2 ——沉淀生成——溶液过饱和
▲1、概念：一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成溶质的饱和溶液，达到平衡状态，人们将这种平衡称为沉淀溶解平衡。

▲2、特点：
逆：是一个可逆的过程
等：v
= v2
1
动：v
= v2≠0——动态平衡
1
定：溶液中溶质的分子或离子的浓度不再变化。

变：当条件改变时，溶质的溶解平衡可发生移动，达到新的平衡。

▲3、影响沉淀溶解平衡的因素：
（1）内因：溶质本身的性质○1绝对不溶的物质是没有的。

○2同是难溶物质，溶解度差别也很大。

○3易溶溶质只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。

（2）外因：遵循平衡移动原理
①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。

②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。

少数平衡向生成沉淀的方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡。

▲思考：写出AgCl（s）Ag++ Cl—的平衡常数表达式。

二、溶度积常数：（简称溶度积）
表示：K sp
特点：○1一定温度下，为一常数。

讨论：表3—14，探讨K sp与溶解度（S）的关系。

○2K sp的大小反映了难溶物在水中的溶解能力。

K sp越大，其溶解能力越强。

练习1：请写出PbI2Cu(OH)2 BaSO4 CaCO3 Al(OH)3 CuS的沉淀溶解平衡与溶度积K SP表达式
〖问题解决〗
1、将一块形状不规则的NaCl固体放入NaCl饱和溶液中，一昼夜后观察发现，固体变为规则的立方体，而质量却未发生变化，为什么？
2
）+—
第二课时
【教学过程】
引言：对于平衡AgCl（s）Ag++ Cl—，运用K sp与溶液中的离子积Qc的关系分析：增加C(Ag+)或C(Cl—)，平衡为什么向生成沉淀的方向移动？Qc = C(Ag+) ﹒C(Cl—)
Qc ＞Ksp时：平衡向生成沉淀的方向移动——有沉淀生成
Qc = Ksp时：平衡不移动
Qc ﹤Ksp时：平衡向沉淀溶解的方向移动——沉淀溶解
▲增加C(Ag+)或C(Cl—)，平衡向生成沉淀的方向移动———同离子效应
三、沉淀溶解平衡的应用：
引：沉淀溶解平衡作为一种动态的平衡，我们可以通过改变条件，控制其进行的方向，沉淀转为溶液中的离子，或者溶液中的离子转化为沉淀。

1、沉淀的生成：
【交流与讨论】课本P82
①如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，为什么要尽快用5.0%的硫酸钠溶液给患者洗胃？
思考：为什么不使用碳酸钠溶液？
②将溶液的pH调节到3—4，可除去硫酸铜溶液中的铁离子。

（25℃时，S C u(O H)2》S F e(O H)3）
若C u(O H)2的溶度积为K s p1，F e(O H)3的溶度积为K s p2，则调节p H后，
Qc1= c(Cu2+)·c2(OH—) Qc2= c(Fe3+)·c3(OH—)
应使Qc2＞Ksp2而 Qc1﹤Ksp1，此时3﹤pH﹤5,生成F e(O H)3沉淀而C u(O H)2不沉淀。

③精制食盐水时，可加入适量的氢氧化钠溶液除去氯化钠溶液中的镁离子。

例1:AgCl的Ksp=1.80×10-10,将0.001 mol/L NaCl和0.001 mol/LAgNO3溶液等体积混合,是否有AgCl 沉淀生成?
解:两溶液等体积混合后, Ag+ 和Cl—浓度都减小到原浓度的1/2.
c(Ag+)=c(Cl—)=1/2×0.001mol/L=0.005mol/L
在混合溶液中,则C(Ag+)﹒c(Cl-)=(0.005)2=2.5 ×10-5＞Ksp,
所以有AgCl 沉淀生成。

▲归纳：当溶液中Qc ＞Ksp时，平衡向生成沉淀的方向移动——有沉淀生成，因而要使溶液中的某离子生成沉淀而除去，可增加能与之结合成更难溶物质的离子的浓度。

练习1：为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是（）
A、NaOH
B、Na2CO3
C、氨水
D、MgO
练习2：将足量BaCO3分别加入：①30mL 水②10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液③50mL 0.01mol/L 氯化钡溶液④100mL 0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。

请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为：_____
[ 为什么吃糖过多易导致龋齿？
Ca5(PO4)3OH(s) 2+(aq) + 3PO43—(aq) + OH—(aq) 】了解
2、沉淀的溶解
溶解沉淀的方法：①加入足量的水
②使沉淀转化为气体
③使沉淀转化为弱电解质
练习3：试用平衡移动原理解释下列事实：
1、FeS难溶于水，但却能溶于稀盐酸中。

2、AgCl沉淀能溶于氨水
3、Mg(OH)2能溶于铵盐
【为什么氟化物可防治龋齿？
Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+(aq) + 3PO43—(aq) + OH—(aq) +F—Ca5(PO4)3F(s)
3、沉淀的转化：
▲加入可与体系中某些离子发生反应生成更难溶电解质的离子，平衡会向溶解的方向移动，同时生成另一种溶解度更小的沉淀。

练习3：将AgNO3溶液加入氯化钠溶液中，再依次加入溴化钠溶液、碘化钾溶液会出现不同颜色的沉淀，沉淀的颜色变化是_ ____ →_ _ ___ →____ _。

出现这种颜色变化的原因是：_____
▲沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动。

一般说来，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。

4、分步沉淀：
例2:已知AgCl的Ksp=1.80×10-10, Ag2CrO4的Ksp=1.1×10-12。

在0.1 mol/L KCl和0.1 mol/L K2CrO4混合溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,问AgCl和Ag2CrO4两种电解质,哪个最先产生沉淀?
解:设混合液中产生AgCl沉淀时,所需c(Ag+)为x mol/L,
而产生Ag2CrO4沉淀时,所需c(Ag+)为y mol/L;
根据溶度积常数表达式,则
因为x《y ,就是说产生AgCl沉淀时所需c(Ag+)远小于产生AgCrO4沉淀时所需c(Ag+)。

所以，在混合溶液中，逐滴加入AgNO3溶液时，最先析出AgCl白色沉淀；只有溶液中c(Ag+)达到
3.3×10-6mol/L以上时，才能析出Ag2CrO4砖红色沉淀。

▲溶液中有两种以上能与同种离子反应产生沉淀的离子时，最先析出的是溶解度较小的化合物，这就是分步沉淀。

巩固提高：1、己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)2(s) Ca2+ ＋2OH－，CaCO3(s) Ca2+ ＋CO32－。

在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2，CO2等，为了除去有害气体SO2变废为宝，常常见粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气，反应产物为石膏。

（1）写山上述两个反应的化学方程式：
①S02与CaCO3悬浊液反应
②S02与Ca(OH)2悬浊液反应
（2）试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由
2、以BaS为原料制备Ba(OH)2·8H2O的过程是：BaS与HCl反应，所得溶液在70℃～90C时与过量NaOH溶液作用，除杂，冷却后得到Ba(OH)2·8H2O晶体。

据最新报道，生产效率高、成本低的Ba(OH)2·8H2O晶体的新方法是使BaS与CuO反应……
1．新方法的反应方程式为：
2．该反应反应物CuO是不溶物，为什么该反应还能进行：
3．简述新方法生产效率高、成本低的原因。

答案：1．(1)①2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4·H2O)+2CO2或
2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4·H2O)+2CO2
②2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2(CaSO4·2H2O)或2SO2+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4+2H2O
(2) Ca(OH)2微溶于水，石灰水中Ca(OH)2浓度小，不利于吸收SO2
2．（1）BaS＋CuO＋9H2O＝Ba(OH)2·8H2O＋CuS［也可写Ba(OH)2］
（2）CuS的溶度积比CuO小得多（更难溶），有利于该反应正向进行。

（3）CuS为难溶物（未反应的CuO也不溶），过滤后，将滤液浓缩、冷却，就可在溶液中析出Ba(OH)2·8H2O晶体，故生产效率高；CuS在空气中焙烧氧化可得CuO与SO2，故CuO可反复使用（SO2可用于制硫的化合物），因而成本低。

课后练习：课本P86练习与实践
附表2-7：一些微溶电解质的溶度积（18～25℃）
例1:AgCl的Ksp=1.80×10-10,将0.001 mol/L NaCl和0.001 mol/LAgNO3溶液等体积混合,是否有AgCl 沉淀生成？。