3.4.1基于真实情境解锁沉淀溶解的 “平衡密码” 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦难溶电解质的沉淀溶解平衡，以肾结石形成真实情境导入，通过溶解度数据、实验验证（AgNO3与NaCl反应上层清液加KI）建立“难溶并非不溶”认知，逐步构建平衡定义、特征及溶度积常数（Ksp）的学习支架。 亮点在于融合科学思维（溶解度对比、Ksp计算推理）与科学探究（实验验证离子存在），结合人体健康实例（计算Ca²⁺与C₂O₄²⁻的Q值判断结石）。学生提升用化学原理解释生活现象的能力，教师可借真实情境衔接理论与实践，提高教学效率。

选择性必修第一册 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 基于真实情境解锁沉淀溶解的 “平衡密码” 第1课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡 结石的形成 问题一：结石（CaC2O4）难溶物在水中是否完全不溶？ 成分 含量 溶解能力 CaC2O4 80% 难溶 Ca3(PO4)2 9% 难溶 HUr(尿酸） 5% 微溶 物质的溶解度 阅读教材79页资料卡片，表3-3 几种电解质的溶解度(20 ℃) 化学式 溶解度/ g 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 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 沉淀是难溶物，但不是绝对不溶，只不过溶解度很小。 不同电解质在水中的溶解度差别很大。 溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶 溶解度 >10 g 1～10 g 0.01～1 g <0.01 g 物质的溶解度 AgNO3 BaCl2 Ba(OH)2 Ag2SO4 Ca(OH)2 CaSO4 人们习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解质 AgCl AgBr Ag2S BaSO4 Mg(OH)2 Fe(OH)3 25 ℃时，溶解性与溶解度的关系 KI溶液 黄色沉淀生成 2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液 AgNO3溶液 白色沉淀生成 2 mL 0.1mol/L AgNO3溶液 步骤一 步骤二 取上层清液 结论：上层清液存在Ag+，Ag＋和Cl－的反应不能进行到底。 AgNO3和NaCl的物质的量相等且充分反应，此时溶液中还有 Ag+和Cl-吗?如何论证呢？ 物质的溶解度 难溶电解质的沉淀溶解平衡 水合Ag+ 水合Cl- AgCl(s) Cl-(aq) Ag+(aq) 反应体系中三种粒子共存 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 溶解 沉淀 AgCl在溶液中存在两种过程： 沉淀、溶解之间这种动态平衡也决定了Ag＋与Cl－的反应不能完全进行到底。一般情况下，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10－5 mol·L－1时，化学上通常认为生成沉淀的反应进行完全了。 1. 定义 在一定温度下，当难溶电解质溶解和沉淀的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，这种平衡称为沉淀溶解平衡。 2. 沉淀溶解平衡的建立 v溶解______v沉淀 ，溶解平衡； v溶解______v沉淀 ，固体溶解； v溶解______v沉淀 ，析出固体。 > < = 难溶电解质的沉淀溶解平衡 逆 等 动 定 变 —难溶物的溶解与沉淀是一个可逆过程 —动态平衡 —达到平衡时，溶液中离子浓度保持不变 —条件改变，溶解平衡发生移动 —v溶解 = v沉淀 难溶电解质的沉淀溶解平衡 3. 沉淀溶解平衡的特征 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 请写出BaSO4、Ag2S、Mg(OH)2的沉淀溶解平衡方程式。 4. 沉淀溶解平衡方程式 AmBn (s) mAn+(aq)＋nBm-(aq) 难溶电解质的沉淀溶解平衡 书写时，要注意： 元素守恒、电荷守恒 Ca2+与C2O42-的浓度要具体达到多少，才会在人体内形成沉淀？我们需要什么数据才能计算呢？ 平衡中的定量计算依据——平衡常数 结石的形成 问题二：如何判断结石（CaC2O4）是否形成？ 1. 定义：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： Ksp =[c(An+)]m · [c(Bm-)]n 写出难溶电解质BaSO4、Ag2S、Mg(OH)2的溶度积表达式。 溶度积常数 AmBn (s) mAn+(aq)＋nBm-(aq) 固体纯物质一般不列入平衡常数 Ksp ＝ c(Ag+)·c(Cl-) Ksp ＝ c2(Ag+)·c(S2- ) AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2-(aq) 分析：25 ℃时，常见难溶电解质的溶度积常数，你能得到哪些规律? 注意： 当化学式所表示的组成中阴阳离子个数比相同时， Ksp 越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强（不同时，不能用 Ksp 直接比较） 化学式 Ksp 溶解度 温度 AgCl的Ksp Ag2S的Ksp Ca(OH)的Ksp AgCl 1.8×10-10 1.5×10-4 20 1.7×10-10 4.1×10-50 4.8×10-6 AgBr 5.4×10-13 8.4×10-6 30 1.8×10-10 6.3×10-50 3.2×10-6 AgI 8.5×10-17 2.1×10-7 40 1.9×10-10 1.5×10-49 2.7×10-6 Ag2S 6.3×10-50 1.3×10-16 50 2.0×10-10 2.8×10-49 2.5×10-6 Ag2CrO4 1.9×10-12 2.6×10-3 60 2.2×10-10 5.0×10-49 1.9×10-6 Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，Ksp越小，越难溶。 Ksp与温度有关，其它条件一定时，一般温度越高，Ksp越大。 ① 溶度积(Q) ② 溶度积规则 Q >Ksp时 Q =Ksp 时 Q <Ksp 时 任意时刻 ，沉淀与溶解处于平衡状态； ，溶液中有沉淀析出，平衡向逆反应方向移动； ，溶液中无沉淀析出，平衡向正反应方向移动。 Q =[c(An+)]m · [c(Bm-)]n AmBn (s) mAn+(aq)＋nBm-(aq) 溶度积常数 溶度积常数 Q =c(Ca2+ )·c(C2O42- ) =(2.5×10-3) × (2.0×10-6)=5.0×10-9 (mol/L)>Ksp 已知某人体内含有 2.5×10-3 mol/L的 Ca2+，C2O42- 的浓度为2.0×10-6 mol/L，此人是否患有结石呢？（CaC2O4 的Ksp=4.0×10-9） 所以，此人患有结石。 溶度积常数 CaC2O4(s) Ca2+(aq)+C2O42-(aq) 问题三：从化学角度设计肾结石的预防或者治疗方案（如饮食调整、生活习惯、药物辅助）？ 改变条件 平衡移动方向 m (AgCl) c(Ag+) c(Cl-) 溶解度S 升高温度 平衡____向移动 加水稀释 平衡____向移动 加AgNO3固体 平衡____向移动 加NaCl(s) 平衡____向移动 加入NH3·H2O 平衡____向移动 25℃下，含AgCl固体的饱和溶液中存在： AgCl(s) Ag+(aq)＋Cl-(aq) 正 正 正 逆 逆 减小 减小 减小 减小 减小 减小 减小 减小 增大 增大 增大 增大 增大 增大 不变 增大 不变 不变 增大 增大 沉淀溶解平衡的影响因素 特例：Ca(OH)2 ① 内因（决定性因素）：电解质本身的性质 ② 外因： 外界因素对其影响符合“勒夏特列原理” （1）温度：升温，多数平衡向溶解方向移动，溶解度增大。 （2）浓度：加水，平衡向溶解方向移动，溶解度不变。 （3）同离子效应：加入与难溶电解质含有相同离子的物质，平衡向生 成沉淀的方向移动，溶解度减小。 （4）离子反应效应：外加其他物质（与难溶电解质电离的离子反应）， 平衡向沉淀溶解的方向移动，溶解度增大。 沉淀溶解平衡的影响因素 一定温度下，将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的顺序是(　　) ①20 mL 0.01 mol·L－1 KCl溶液　②30 mL 0.02 mol·L－1 CaCl2溶液　 ③40 mL 0.03 mol·L－1 HCl溶液　④10 mL 蒸馏水　 ⑤50 mL 0.05 mol·L－1 AgNO3溶液 A．①>②>③>④>⑤ B．④>①>③>②>⑤ C．⑤>④>②>①>③ D．④>③>⑤>②>① B 随堂演练 课后作业 基础题：完成教材课后习题，巩固Ksp 计算、平衡移动分析 拓展题：查阅资料，分析“水垢[主要成分为 CaCO3、Mg(OH)2]的形成原因”，设计两种除垢方案（如用醋酸、柠檬酸），并用沉淀溶解平衡原理解释。 开放题：某电镀厂含Cr³⁺废水（c (Cr³⁺)=0.001mol/L），已知 Cr (OH)3的Ksp=6.3×10-31，计算使Cr³⁺完全沉淀（≤10-5mol/L）所需的 pH 范围，为废水处理提供理论依据以及给出可行性建议。 $