第3章 第4节 第1课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中化学 选择性必修1（人教版2019 不定项版）

第四节　沉淀溶解平衡 第1课时　难溶电解质的沉淀溶解平衡 课程标准 核心素养目标 1．认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡。 2．能综合运用离子反应、化学平衡原理，分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。 1．证据推理与模型认知：运用可溶电解质的溶解平衡构建难溶电解质的沉淀溶解平衡，建立溶度积常数的模型，能进行相关分析及计算。 2．变化观念与平衡思想：知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素，能多角度、动态地分析难溶电解质的溶解平衡，进一步发展粒子观、平衡观。 [对应学生用书P91] 一、难溶电解质的沉淀溶解平衡 1．沉淀溶解平衡的概念 在一定温度下，当难溶电解质的沉淀和溶解的速率相等时，建立动态平衡，人们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。 2．沉淀溶解平衡的建立 20 ℃时，AgCl有三种粒子在反应体系中共存：Ag＋(aq)＋Cl－(aq)⇌AgCl(s)。 ①溶解：在水分子作用下，少量Ag＋和Cl－脱离AgCl表面进入溶液。 ②沉淀：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。当两个过程的速率相等时，建立动态平衡，如图所示。 3．沉淀溶解平衡的表示 难溶电解质AmBn的沉淀溶解平衡一般表示为AmBn(s)⇌mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，难溶电解质的聚集状态用“s”表示，溶解产生的离子用“aq”表示。例如，CaCO3的沉淀溶解平衡可表示为CaCO3(s)⇌Ca2＋(aq)＋CO(aq)。 二、溶度积常数(Ksp) 1．溶度积常数 (1)概念 与电离平衡、水解平衡一样，难溶电解质的沉淀溶解平衡也存在平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp。 (2)表达式 难溶电解质AmBn的沉淀溶解平衡：AmBn(s)⇌mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，则溶度积常数可表示为Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)。 例如，AgCl(s)⇌Ag＋(aq)＋Cl－(aq)的溶度积Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)。 (3)影响因素 与其他化学平衡常数一样，Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关，并且溶液中离子浓度的变化只能使平衡移动，并不能改变溶度积。 (4)意义 Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。通常，对于相同类型的难溶电解质，Ksp数值越大，其在水中的溶解能力越强。 2．溶度积规则 根据某温度下难溶电解质的溶度积与该溶液中离子积(符号为Q)的相对大小，可以判断该温度下的溶液中难溶电解质的沉淀或溶解情况： ◆复习巩固 物质的溶解性与溶解度的关系(20 ℃) ◆名师点拨 (1)对于易溶电解质(如NaCl等)，若是饱和溶液，也存在沉淀溶解平衡。 (2)示例：饱和NaCl溶液中存在沉淀溶解平衡：NaCl(s)⇌Na＋(aq)＋Cl－(aq)，加入形状不规则的NaCl晶体，过一段时间，NaCl晶体外形不断变化，但其质量不变。 ◆要点图解 沉淀溶解平衡的特征 ◆易错警示 (1)比较难溶电解质的溶解度大小时要考虑其类型(如AB、AB2型等)。 (2)相同温度下，相同类型的难溶电解质，Ksp数值越大，其溶解度越大。 (3)相同温度下，不同类型的难溶电解质，不能直接通过Ksp的大小比较其溶解度，要根据Ksp进行计算后，再比较溶解度的大小。 ◆名师点拨 (1)离子积(Q)与溶度积(Ksp)的表达式相同，但意义不同。 (2)离子积(Q)的表达式中，离子浓度是任意时刻的，故Q的数值是可变的。 (3)溶度积(Ksp)的表达式中离子浓度是指平衡时的离子浓度，温度一定时，Ksp为定值。 [对应学生用书P92] 探究一　沉淀溶解平衡及影响因素 牙齿表面覆盖的牙釉质是牙齿中最坚硬的部分，起着保护牙齿的作用，其主要成分为羟基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]。当人进食以后，口腔中的细菌在分解食物(特别是含糖量高的食物)的过程中会产生有机酸(如乙酸、乳酸等)。 由于细菌在牙齿表面形成一层黏附膜——齿斑(或称菌斑)，这样有机酸能够长时间与牙齿表面密切接触，使羟基磷灰石溶解。若上述缓慢发生的反应长期进行，牙齿的釉质层就会逐渐溶解，最终导致龋齿。 [问题设计] (1)结合沉淀溶解平衡原理，分析长期食用含糖量高的食物易引起龋齿的原因。 提示：牙齿表面存在沉淀溶解平衡Ca5(PO4)3OH(s)⇌5Ca2＋(aq)＋3PO(aq)＋OH－(aq)，长期食用含糖量高的食物易产生酸性物质，H＋与OH－反应生成H2O，促使平衡正向平衡，Ca5(PO4)3OH(s)不断溶解而易引起龋齿。 (2)研究表明：在饮用水、食物或牙膏中添加氟化物，生成更难溶的Ca5(PO4)3F，能起到预防龋齿的作用。试结合沉淀溶解平衡原理，分析含氟饮用水(或食物、牙膏)能预防龋齿的原理。 提示：Ca5(PO4)3OH(s)存在沉淀溶