第4节 第1课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡（同步课件）-【上好课】2024-2025学年高二化学同步精品课堂（人教版2019选择性必修1）

第四节 沉淀溶解平衡 课时1 难溶电解质的沉淀溶解平衡 人教版2019选择性必修一 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 计算 素养目标 证据推理与模型认知： 知道溶度积的意义，建立根据溶度积和离子积的大小关系判断反应进行方向的思维模型。 科学探究与创新意识： 了解沉淀的生成、溶解与转化。能结合实例说明pH调控的沉淀生成、溶解与转化等在工农业生产和科学研究中的重要作用。 宏观辨识与微观探析： 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。 教学目标 本节重点 离子积与Ksp的相对大小跟沉淀溶解平衡的关系 本节难点 离子积与Ksp的相对大小跟沉淀溶解平衡的关系 1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡。 2.了解离子积与Ksp的相对大小跟沉淀溶解平衡的关系。 3.根据化学平衡理论，分析影响沉淀溶解平衡的因素。 新课导入 请你思考！ 欣赏溶液混合产生沉淀的反应，请你思考产生沉淀的离子 在溶液中还存在吗？ 观看 meiyangyang8602 请你思考！ 请你思考产生沉淀的离子在溶液中还存在吗？ 新课导入 例如，AgNO3溶液与NaCl溶液混合，生成白色沉淀AgCl： Ag++Cl-=AgCl↓ 如果上述两种溶液是等物质的量浓度、等体积的，一般认为反应可以进行到底 Ag＋和Cl－的反应真能进行到底吗？ 观看 电解质在水中的溶解性 壹 沉淀溶解平衡 贰 知识导航 meiyangyang8602 溶度积 叁 课堂思考 请你思考！ 电解质在水中的溶解性是如何划分的？ 在初中化学中，我们曾根据物质溶解度的大小，将物质分为易溶物、可溶物、微溶物和难溶物。例如，AgCl、BaSO4、Fe(OH)3等都属于难溶物。根据表格信息回答下列问题。 （1）通常我们所说的难溶物在水中是否完全不能溶解？ （2）生成AgCl沉淀的离子反应完成后，溶液中是否还有Ag+和Cl-？ 思考与讨论 01 电解质在水中的溶解性 课堂思考 请你思考！ 电解质在水中的溶解性是如何划分的？ 化学式 溶解度/ g AgCl 1.5×10-4 AgNO3 211 AgBr 8.4×10-6 Ag2SO4 0.786 Ag2S 1.3×10-16 BaCl2 35.7 Ba(OH)2 3.89 BaSO4 3.1×10-4 Ca(OH)2 0.160 CaSO4 0.202 Mg(OH)2 6.9×10-4 Fe(OH)3 3×10-9 0.01 1 10 S /g 微溶 可溶 易溶 难溶 不同电解质在水中的溶解度差别很大 习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解质 尽管难溶电解质的溶解度很小，但在水中并不是绝对不溶。 请你思考！ （1）通常我们所说的难溶物在水中是否完全不能溶解？ （2）生成AgCl沉淀的离子反应完成后，溶液中是否还有Ag+和Cl-？ 课堂思考 实验探究 1 mL 0.012 mol/L NaCl溶液 1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液 Cl- + Ag+ AgCl↓ AgNO3溶液+过量NaCl溶液 取上层清液适量，滴加少量KI溶液 课堂探究 分析思考 一、电解质在水中的溶解性 探究学习 取上层清液适量，滴加少量KI溶液 I- + Ag+ AgI↓ 上层清液中有Ag+ 课堂探究 一、电解质在水中的溶解性 理解辨析 1.习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解质 探究学习 实验过程 现象 解释与结论 AgNO3溶液+过量NaCl溶液 取上层清液适量，滴加少量KI溶液 白色沉淀 黄色沉淀 Ag+ + Cl- =AgCl↓ Ag+ + I- = AgI↓ 2.AgCl，AgI都是难溶电解质，生成AgCl沉淀的离子反应完成后，溶液中还有Ag+和Cl- 3.绝对不溶的物质是没有的 4.有沉淀生成的复分解类型离子反应不能完全进行到底 02 沉淀溶解平衡 课堂探究 二、沉淀溶解平衡 理解辨析 1.可溶电解质在水中存在溶解平衡 探究学习 NaCl(s) Na+(aq)+Cl-(aq) 课堂探究 二、沉淀溶解平衡 理解辨析 2.难溶电解质在水中存在溶解平衡 探究学习 20℃AgCl的溶解度为1.5×10-4g 生成AgCl沉淀后，有三种粒子在反应体系中共存： AgCl(s)、Ag+(aq)、Cl-(aq) 课堂探究 重点理解 探究学习 2.难溶电解质在水中存在溶解平衡 二、沉淀溶解平衡 + - + - + - + - + - + - 溶解 + - Ag+ Cl- H2O 沉淀 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) + - 课堂探究 重点理解 二、沉淀溶解平衡 探究学习 2.难溶电解质在水中存在溶解平衡 一方面，在水分子作用下，少量Ag＋和 Cl-脱离AgCl的表面进入水中，这一过程就是溶解； 另一方面，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，这一过程就是沉淀。 水合Ag+ 水合Cl- AgCl在溶液中存在两个过程： 课堂探究 重点理解 二、沉淀溶解平衡 探究学习 2.难溶电解质在水中存在溶解平衡 v 0 t v(溶解) v(沉淀) 在一定温度下，当沉淀和溶解的速率相等时，得到AgCl的饱和溶液，即建立下列动态平衡 v（溶解）＝v(沉淀） 称为沉淀溶解平衡 课堂探究 理解分析 探究学习 3.沉淀溶解平衡方程式 二、沉淀溶解平衡 难溶电解质用“s”标明状态，溶液中的离子用“ ”标明状态，并用“ ”连接。 aq AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1X10-5mol·L-1，就认为反应完全了 典例精讲 【例1】请写出BaSO4、CaCO3、AgI、Ag2S的沉淀溶解平衡方程式。 BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42- (aq) CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32- (aq) AgI(s) Ag+(aq) + I-(aq) Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2-(aq) 20 课堂探究 理解分析 二、沉淀溶解平衡 探究学习 4.对比下列物质的电离方程式和沉淀溶解平衡方程式 电离方程式 沉淀溶解平衡方程式 BaSO4 CaCO3 AgCl BaSO4=Ba2++SO42- BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO42- (aq) CaCO3=Ca2++CO32- CaCO3 (s) Ca2+ (aq) +CO32- (aq) AgCl=Ag++Cl- AgCl(s) Ag+(aq)+Cl- (aq) 条件改变平衡发生移动 课堂思考 请你试试！ 类比影响水解平衡的因素，你能分析沉淀溶解平衡的影响因素吗？ 探究学习 沉淀溶解平衡属于化学平衡，外界因素对其的影响，同样遵守勒夏特列原理。 改变条件 平衡移动方向 平衡时c（Ag+ ） 平衡时c（Cl-） 升 温 加 水 加AgCl（s） 加NaCl（s） 加NaI（s） 加AgNO3(s) → ↑ ↑ → 不变 不变 不移动 不变 不变 ← ↓ ↑ → ↓ ↑ ← ↑ ↓ AgCl（S）⇌ Ag+(aq) + Cl-(aq) 若改变条件，对其有何影响(溶液始终饱和) 22 课堂探究 理解分析 二、沉淀溶解平衡 探究学习 5.沉淀溶解平衡的影响因素 (1)内因(决定因素)：难溶电解质本身的性质。 (2)外因：温度、浓度等条件的影响符合勒夏特列原理。 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（原因：溶解吸热）； 但少数向沉淀方向移动 （例：Ca(OH)2） ③同离子效应： 加入相同的离子，平衡向沉淀方向移动 ④加入与体系中某些离子反应的物质，产生气体或更难溶的物质，导致平衡向溶解的方向移动 典例精讲 【例2】 特别提醒：大多数电解质溶解度随温度的升高而增大，但也有少数例外，如Ca(OH)2，温度越高，溶解度越小。 条件改变 移动方向 c(Mg2＋) c(OH－) 加少量水 ________ ____ ____ 升温 ________ ____ ____ 加MgCl2(s) ________ ____ ____ 加盐酸 ________ ____ ____ 加NaOH(s) ________ ____ ____ 正向移动 正向移动 逆向移动 正向移动 逆向移动 不变 增大 增大 增大 减小 不变 增大 减小 减小 增大 条件改变平衡发生怎样的移动？ 24 meiyangyang8602 请你试试！ 类比化学平衡常数，你能书写难溶电解质的沉淀溶解平衡常数吗？ 课堂思考 探究学习 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 固体浓度视为定值 = c(Ag+)c(Cl—) Ksp 难溶电解质的沉淀溶解平衡的平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp。 观看 03 溶度积 meiyangyang8602 课堂探究 理解分析 三、溶度积 探究学习 1.难溶电解质的沉淀溶解平衡的平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp。 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) Ksp ＝ c(Ag+) · c(Cl-) Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2-(aq) Ksp ＝ c2 (Ag+) · c(S2- ) 2.溶度积的表达式 meiyangyang8602 课堂思考 meiyangyang8602 请你观察！ 查阅教科书122页常见难溶电解质的溶度积常数（25 ℃）， 你发现了什么？能提出几个关于溶度积的问题吗？ 常见难溶电解质的溶度积常数（25 ℃） 化学式 Ksp 化学式 Ksp AgCl 1.8×10-10 CuS 6.3×10-36 AgBr 5.4×10-13 ZnS 1.6×10-24 AgI 8.5×10-17 PbS 8.0×10-28 Ag2S 6.3×10-50 FeS 6.3×10-18 Ag2SO4 1.2×10-5 HgS 1.6×10-52 难溶 微溶 观看 课堂探究 三、溶度积 理解应用 探究学习 2.溶度积意义 化学式 Ksp 化学式 Ksp AgCl 1.8×10-10 CuS 6.3×10-36 AgBr 5.4×10-13 ZnS 1.6×10-24 AgI 8.5×10-17 PbS 8.0×10-28 Ag2S 6.3×10-50 FeS 6.3×10-18 Ag2SO4 1.2×10-5 HgS 1.6×10-52 难溶 微溶 ①Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。Ksp越小，越难溶。 课堂探究 三、溶度积 理解应用 实验探究 2.溶度积意义 常见难溶电解质的溶度积常数（25 ℃） 化学式 Ksp 化学式 Ksp AgCl 1.8×10-10 CuS 6.3×10-36 AgBr 5.4×10-13 ZnS 1.6×10-24 AgI 8.5×10-17 PbS 8.0×10-28 Ag2S 6.3×10-50 FeS 6.3×10-18 Ag2SO4 1.2×10-5 HgS 1.6×10-52 ②Ksp与温度有关，温度一定时，Ksp不变其它条件一定时，一般温度越高，Ksp越大。 特例：Ca(OH)2升温 Ksp 减小。 课堂探究 理解应用 三、溶度积 探究学习 2.溶度积意义 常见难溶电解质的溶度积常数（25 ℃） 化学式 Ksp 化学式 Ksp AgCl 1.8×10-10 CuS 6.3×10-36 AgBr 5.4×10-13 ZnS 1.6×10-24 AgI 8.5×10-17 PbS 8.0×10-28 Ag2S 6.3×10-50 FeS 6.3×10-18 Ag2SO4 1.2×10-5 HgS 1.6×10-52 ③ Ksp体现难溶电解质在水中的溶解能力，对同类型物质， Ksp越大在水中的溶解能力越强，如AgCl >AgBr>AgI 对不同类型物质，Ksp差距不大时不能作为比较依据。如AgCl和Ag2CrO4 课堂思考 请你思考！ 如何比较难溶电解质在水中的溶解能力？ meiyangyang8602 探究学习 Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力 ①对于同类型物质，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。如由Ksp数值可知，溶解能力：AgCl>AgBr>AgI，Cu(OH)2<Mg(OH)2 如在 0.010 mol·L-1 I- 和 0.010 mol·L-1 Cl- 混合溶液中滴加AgNO3溶液时， I- 离子先沉淀 ②不同类型的物质，Ksp差距不大时不能直接作为比较依据。 如某温度下：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，Ksp＝1.8×10－10 Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，Ksp＝5.6×10－12 虽然Mg(OH)2的Ksp较小，但不能认为Mg(OH)2比AgCl更难溶。 观看 课堂探究 理解应用 探究学习 三、溶度积 3.溶度积的应用 (1)根据某温度下溶度积Ksp与溶液中离子积Q 的相对大小，可以判断难溶电解质的沉淀或溶解情况。 cm(An＋)·cn(Bm－) Ksp＝ Q ＞ Ksp，溶液中有沉淀析出； Q ＝ Ksp，沉淀与溶解处于平衡状态； Q ＜ Ksp，溶液中无沉淀析出。 典例精讲 【例3】下列情况下，有无CaCO3沉淀生成？ （CaCO3的Ksp =4.96×10-9） （1）往盛有1.0 L纯水中加入0.1 mL浓度为0.01 mol /L 的CaCl2和Na2CO3 （2）改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0 mol /L 呢？ [Ca2+] = [CO32-] = 0.110-3 0.01/1.0 = 10-6 mol /L Qc = [Ca2+]×[CO32-] = 10-12 < Ksp,CaCO３=4.96 10-9 因此无 CaCO3沉淀生成。 [Ca2+]×[CO32-] = 10-4 mol /L Qc = [Ca2+]×[CO32-] = 10-8 >K sp,CaCO３ 因此有CaCO3沉淀生成。 34 课堂探究 三、溶度积 理解应用 探究学习 (2)有关溶度积的计算 3.溶度积的应用 1 mL 0.012 mol/L NaCl溶液 1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液 1 mL 0.012 mol/L NaCl溶液与1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液充分反应后剩余Ag+的浓度为（忽略溶液体积变化） 典例精讲 【例4】1 mL 0.012 mol/L NaCl溶液与1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液充分反应后剩余Ag+的浓度为（忽略溶液体积变化） AgCl（S）⇌ Ag+(aq) + Cl-(aq) c(Cl-) ＝ 1 mL×0.012 mol/L-1 mL×0.010 mol/L 1 mL+1 mL ＝ 0.001 mol/L c(Ag+) ＝ Ksp c(Cl-) ＝ ＝ 0.001 1.8×10-10 根据： Ksp ＝ c(Ag+)·c(Cl-) ＝ 1.8×10-10 1.8×10-7 mol/L 36 典例精讲 【例5】用Na2S溶液沉淀AgNO3溶液中的Ag+，充分反应后，测得剩余溶液中的S2- 的浓度为1.0×10-4 mol/L，此时剩余溶液中Ag+的浓度为多少？（ 25 ℃ ） Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2-(aq) Ksp ＝ c2(Ag+)·c(S2-) Ksp c 2(Ag+) ＝ c(S2-) ＝ 6.3×10-50 1.0×10-4 ＝ 6.3×10-46 c(Ag+)≈ 2.5×10-23 mol/L 37 典例精讲 【例6】已知25 ℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，Ksp(AgI)＝8.5×10－17。 (1)25 ℃时，氯化银的饱和溶液中，c(Cl－)＝ ，向其中加入NaCl固体，溶解平衡 ，溶度积常数 。 1.3×10－5mol·L－1 左移 不变 典例精讲 (2)25 ℃时，氯化银的饱和溶液和铬酸银的饱和溶液中，Ag＋浓度大小顺序为 ，由此可得出 更难溶。 在Ag2CrO4的沉淀溶解平衡中 Ag2CrO4>AgCl AgCl 典例精讲 【例7】若某溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 mol／L, 使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么? 已知：Ksp [Fe(OH)3]= 4×10-39 Ksp [Mg(OH)2]= 1.8×10-11 解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- Fe3+ 沉淀完全时的c(OH-)为: pH = -lg c(H+) = 3.2 Mg2＋开始沉淀的pH值为: pH = -lg c(H+) = 9.1 因此, 只要控制pH值在3.2 ~ 9.1之间即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。 Ksp (Mg(OH)2)= 1.8×10-11 课堂小结 难溶电解质的沉淀溶解平衡 沉淀溶解平衡 溶度积Ksp 定义 影响因素 表达式 ①浓度 ②温度 ③同离子效应 电解质在水中的溶解性 意义 应用 41 随堂演练 1. 有关AgCl沉淀的溶解平衡的说法正确的是（ ） A. AgCl沉淀的生成和溶解仍在不断进行，但速率相等 B. AgCl不溶于水，溶液中没有Cl-和Ag+ C. 升高温度，AgCl的溶解度增大，Ksp增大 D. 向AgCl饱和溶液中加入NaCl固体，AgCl的溶解度和Ksp都不变 AC 2.在一定温度下，当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时：Mg(OH)2(s)　　 Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2＋)不变，可采取的措施是( ) A.加MgSO4固体 B.加HCl溶液 C.加NaOH固体 D.加少量水 D 42 随堂演练 3.将AgCl分别投入下列溶液中： ①40 mL 0.03 mol·L－1的HCl溶液　②50 mL 0.03 mol·L－1的AgNO3溶液　③30 mL 0.02 mol·L－1的CaCl2溶液　④10 mL蒸馏水。AgCl的溶解度由大到小的顺序是________________________ 。 ④>①＝②>③ 4. 0.004mol·L-1AgNO3与0.004mol·L-1 K2CrO4等体积混合, 有无Ag2CrO4沉淀生成?(Ag2CrO4的Ksp=1.1 ×10-12) (假设两液混合时溶液体积细微的变化可忽略） 有沉淀生成 43 演示完毕 感谢聆听 https://www.zxxk.com/user/13354804 Lavf58.20.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.34(fixed_gap:False) Mg(OH)2(s) Mg2＋ (aq)＋2OH－(aq) AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq) Q：离子积，任意时刻Q＝cm(An＋)·cn(Bm－)。 氯化银的饱和溶液中无其他离子影响，c(Ag＋)＝c(Cl－) ＝mol·L－1≈1.3×10－5mol·L－1。 Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq) 　　　　　　 2x　　 　　x (2x)2·x＝2.0×10－12，x3＝0.5×10－12，x＝×10－4， c(Ag＋)＝2x＝2××10－4mol·L－1≈1.6×10－4mol·L－1。 $$