3.3 沉淀溶解平衡 第1课时（同步课件）化学鲁科版选择性必修1

鲁科版选择性必修 1 第三章 物质在水溶液中的行为 第1课时 沉淀溶解平衡 第3节 沉淀溶解平衡 1 沉淀溶解平衡及影响因素 1 溶度积常数 2 学习内容导览 2 1.理解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沉淀溶解平衡。 2.建立根据溶度积和浓度商的相对大小关系判断反应进行方向的思维模型，掌握Ksp的应用与计算的常见类型。 重点：沉淀溶解平衡的建立过程及特征，利用Ksp判断难溶电解质的溶解程度、分析沉淀溶解平衡的移动。 难点：深入理解沉淀溶解平衡的动态本质，准确运用Ksp进行相关计算和判断。 素养锚定·课标定位 联想·质疑 加热可以使天然水中的 Ca(HCO3)2 与 Mg(HCO3)2 分别分解形成CaCO3 与 MgCO3 沉淀，你知道水垢中的 Mg(OH)2 是怎样生成的吗？ CaCO3 与 Mg(OH)2 水壶用久了会产生水垢，水垢的主要成分是什么？ 情境启思·任务缘起 沉淀溶解平衡及影响因素 01 5 一、沉淀溶解平衡及影响因素 任务一 【观察.思考】PbI2固体的沉淀溶解平衡。 1. 在盛有少量难溶的 PbI2 黄色固体的试管中，加入约 3 mL 蒸馏水，充分振荡后静置。 2. 待上层液体变澄清后，即得到 PbI2 饱和溶液，向其中滴加几滴 0.1 mol·L-1 KI 溶液，观察实验现象。你能解释所观察到的现象吗？ 滴加KI溶液 向PbI2饱和溶液中滴加KI溶液后的变化 分层研学·探理悟新 一、沉淀溶解平衡及影响因素 任务一 【观察.思考】PbI2固体的沉淀溶解平衡。 实验操作 实验现象 结论 在上层清液中加入KI溶液后，有黄色沉淀生成 上层清液中有Pb2＋存在，尽管 PbI2 固体难溶于水，但仍有部分 Pb2+ 和 I- 离开固体表面进入溶液，当加入KI溶液后，Pb2+ 和 I- 又会部分结合形成固体沉积下来， 即PbI2在水中存在沉淀溶解平衡：PbI2(s) ⇌Pb2＋(aq)＋2I－(aq) 分层研学·探理悟新 一、沉淀溶解平衡及影响因素 知识总结 1. 难溶电解质 (1) CaCO3、Mg(OH)2和FeS等电解质在水中难以溶解，称为难溶电解质。 (2) 25 ℃时，电解质溶解性与溶解度的关系 溶解度小于0.01g 大多数电解质的溶解度随温度升高而增大，但也有例外，如Ca(OH)2，温度越高其溶解度越小。 分层研学·探理悟新 一、沉淀溶解平衡及影响因素 知识总结 2. 沉淀溶解平衡 (1) 概念 在一定温度下，当难溶电解质溶解的速率和离子结合形成沉淀的速率相等时，离子的沉积与难溶电解质的溶解达到平衡状态，溶液中对应的离子浓度、难溶电解质的量不再改变，我们把这种平衡叫作沉淀溶解平衡。 Pb2＋ PbI2 I－ 充分反应 溶解 沉淀 v(溶解)=v(沉淀) Pb2＋ I－ I－ Pb2＋ PbI2 PbI2 Pb2＋ Pb2＋ I－ I－ Pb2＋ I－ 分层研学·探理悟新 一、沉淀溶解平衡及影响因素 知识总结 2. 沉淀溶解平衡 反应速率 v溶解 v沉淀 v溶解 = v沉淀 时间 以PbI2(s) Pb2+(aq)+2I-(aq)为例 溶解 沉淀 在水分子作用下，少量Pb2+和 I- 脱离PbI2的表面进入溶液中 溶液中的Pb2+和 I- 受PbI2表面阴、阳离子的吸引，形成固体沉积下来 达到沉淀溶解平衡状态，c(Pb2+)、c(I-)不再增大 分层研学·探理悟新 一、沉淀溶解平衡及影响因素 知识总结 2. 沉淀溶解平衡 (2) 表示：难溶电解质AmBn的沉淀溶解平衡的一般表达式为： AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq) 难溶电解质用“s”标明状态，溶液中的离子用“aq”标明状态，并用“ ⇌”连接。 【注意】 易溶电解质作溶质时，如果是饱和溶液，也存在沉淀溶解平衡。如饱和食盐水中存在沉淀溶解平衡NaCl(s) ⇌Na+(aq)+Cl-(aq)，向饱和食盐水中通入HCl，可以观察到晶体析出。 分层研学·探理悟新 一、沉淀溶解平衡及影响因素 知识总结 2. 沉淀溶解平衡 (3) 沉淀溶解平衡的特征 ——可逆过程 逆 动 等 定 变 ——达到平衡状态时，溶液中的离子浓度保持不变 ——当改变外界条件时，溶解平衡发生移动 ——动态平衡，v溶解=v沉淀≠0 分层研学·探理悟新 一、沉淀溶解平衡及影响因素 知识总结 2. 沉淀溶解平衡 (4) 影响难溶电解质溶解平衡的因素： 内因：难溶电解质电解质本身的性质 外因： 温度、浓度、同离子效应、其他 温度：大多数难溶电解质的溶解是吸热过程，升高温度，多数平衡向沉淀溶解的方向移动；少数平衡向生成沉淀的方向移动，如Ca(OH)2。 浓度：加水稀释，平衡向沉淀溶解的方向移动 分层研学·探理悟新 一、沉淀溶解平衡及影响因素 知识总结 2. 沉淀溶解平衡 (4) 影响难溶电解质溶解平衡的因素： 外因： 温度、浓度、同离子效应、其他 同离子效应：向平衡体系中加入与难溶电解质组成中相同的离子，平衡向生成沉淀的方向移动。 其他：向平衡体系中加入与体系中某些离子反应生成更难溶的沉淀或弱电解质的离子时，平衡向沉淀溶解的方向移动。 分层研学·探理悟新 一、沉淀溶解平衡及影响因素 知识总结 2. 沉淀溶解平衡 对于平衡AgCl(s) ⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)，改变下列条件，对其有何影响？ 改变条件 平衡移动方向 溶解度(S) c(Ag+) c(Cl-) 升 温       加水 (有固体剩余)       加AgCl(s)       加NaCl(s)       加AgNO3(s)       加NaI(s)       正向 增大 增大 增大 正向 不变 不变 不变 不移动 不变 不变 不变 逆向 减小 减小 增大 正向 逆向 减小 增大 减小 增大 减小 增大 分层研学·探理悟新 例1. 常温下，把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s) ⇌Ca2+(aq)+2OH-(aq)　ΔH<0，下列有关该平衡体系的叙述，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)升高温度，平衡逆向移动 (2)恒温下，向溶液中加入CaO，溶液的pH升高 (3)给溶液加热，溶液的pH升高 (4)向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体增多 (5)向溶液中加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2固体增多 × √ × √ × 一、沉淀溶解平衡及影响因素 典例剖析·逻辑释疑 【变式1】将AgCl分别放入①5 mL H2O、②10 mL 0.2 mol·L-1 MgCl2溶液、③20 mL 0.5 mol·L-1 AgNO3溶液、④40 mL 0.1 mol·L-1 HCl溶液中溶解至饱和，各溶液中Ag+的浓度由大到小的顺序是　　 　　(用序号表示)。 一、沉淀溶解平衡及影响因素 ③>①>④>② 典例剖析·逻辑释疑 溶度积常数 02 18 二、溶度积常数 任务二 【思考.讨论】如何定量描述难溶电解质的溶解限度？ 定性 定量 沉淀溶解平衡 平衡常数K？ 溶度积Ksp！ 分层研学·探理悟新 知识总结 1. 溶度积常数 二、溶度积常数 (1) 概念 难溶电解质在水中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。 (2) 表达式 沉淀溶解平衡 的溶度积常数表示为 Ksp = cm(An+)· cn(Bm-) AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq) 固体物质一般不列入溶度积常数表达式 Fe(OH)3(s)　　Fe3+(aq)+3OH-(aq) Ksp=c平(Fe3+)·(OH-) 分层研学·探理悟新 知识总结 二、溶度积常数 1. 溶度积常数 (3) 影响因素 Ksp与难溶电解质的性质和温度有关。 （与沉淀的量无关，且溶液中相应离子浓度的变化只能使平衡移动，并不能改变Ksp） 分层研学·探理悟新 知识总结 二、溶度积常数 1. 溶度积常数 反映了难溶电解质在水中的溶解程度。 (4) Ksp的意义 难溶物 Ksp(25 oC) 溶解度 难溶物 Ksp(25 oC) 溶解度 AgCl 1.8×10-10 mol2·L-2 1.5×10-4 BaSO4 1.1×10-10 mol2·L-2 2.4×10-4 AgBr 5.0×10-13 mol2·L-2 8.4×10-6 Fe(OH)3 2.6×10-39 mol4·L-4 3.0×10-9 AgI 8.3×10-17 mol2·L-2 2.1×10-7 Mg(OH)2 5.6×10-12 mol3·L-3 9.0×10-4 一般而言，组成类型相同的物质，Ksp越小，溶解度越小。如AgCl、AgBr、AgI； 组成类型不同的物质，溶解度应根据Ksp计算后得出。如BaSO4、Mg(OH)2。 分层研学·探理悟新 知识总结 二、溶度积常数 2. 溶度积常数的应用 (1) 定量判断给定条件下有无沉淀生成 AmBn(s)　　mAn+(aq)+nBm-(aq) 平衡时： 任意时刻： Ksp=(An+)·(Bm-) Q=cm(An+)·cn(Bm-) Q>Ksp Q=Ksp Q<Ksp 溶液过饱和，有沉淀析出。 溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。 溶液未饱和，无沉淀析出。 分层研学·探理悟新 知识总结 二、溶度积常数 2. 溶度积常数的应用 A点：Qc=Ksp，无沉淀的饱和溶液 B点：Qc=Ksp，有沉淀的饱和溶液 C点：Qc>Ksp，析出沉淀趋于平衡 D点：Qc<Ksp，无沉淀不饱和溶液 25时，Ksp(AgCl) ＝ ，向0.1mol/L的AgNO3溶液中逐步加入NaCl固体，试分析整个过程中溶液c(Ag+) 的变化图示（沉淀模型）。 (2) 基于溶度积Ksp认识沉淀过程 分层研学·探理悟新 知识总结 二、溶度积常数 2. 溶度积常数的应用 (3) 判断溶液中离子能否沉淀完全：一般，题目无特殊说明时，当溶液中某离子浓度< 1.0×10-5 mol/L时，即可认为沉淀完全； 在1L含 0.001mol/L SO42-的溶液中，注入等体积0.01mol/L BaCl2，能否使SO42-沉淀完全？ [Ksp(BaSO4) = 1.08×10-10] c(SO42-) = 2.4×10-8 mol/L Ksp(BaSO4)= c(Ba2+) · c(SO42-)= 1.08×10-10 ∴ SO42-沉淀完全 0.01mol 0.001mol 剩余的n(Ba2+) = 0.009 mol c(Ba2+)=4.5×10-3mol/L < 1.0×10-5 mol/L 解： Ba2+ + SO42- = BaSO4↓ 分层研学·探理悟新 知识总结 二、溶度积常数 2. 溶度积常数的应用 (4) 判断沉淀析出的顺序 已知Ksp(AgCl)= 1.8×10-10，Ksp(Ag2CrO4)= 1.1×10-12，向浓度均 0.01mol/L的Cl-和CrO42-的混合液中滴加AgNO3溶液，Cl-和CrO42-谁优先沉淀？ 解：Ksp(AgCl) = c(Ag+)·c(Cl-) = 1.8×10-10 c(Ag+) =1.8×10-8 mol/L Ksp(Ag2CrO4) = c2(Ag+)·c(CrO42-) = 1.1×10-12 AgCl沉淀时需要的离子浓度小，AgCl先沉淀。 溶解度小的先沉淀 分层研学·探理悟新 知识总结 二、溶度积常数 2. 溶度积常数的应用 (5) 计算某离子开始沉淀的pH和完全沉淀的pH 实验测得某水样中的铁离子的浓度为2.6×10-3mol/L 若要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的pH值至少要控制在多少以上？[已知Fe(OH)3的Ksp为2.6×10-39] 解：Ksp=c(Fe3+) ·c3(OH-)=2.6×10-39 c(OH-) = 1×10-12 mol/L c(H+) = 1×10-2mol·L-1 pH = 2 pH要控制在2以上才能使水中的铁离子转化为沉淀。 注意：若要计算使某个离子沉淀完全时的pH值，则该离子浓度要取1×10-5mol/L代入Ksp计算。 分层研学·探理悟新 例1.某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加入少量稀盐酸，下列说法正确的是(　　) 二、溶度积常数 C A.AgCl的溶解度、Ksp均减小 B.AgCl的溶解度、Ksp均不变 C.AgCl的溶解度减小，Ksp不变 D.AgCl的溶解度不变，Ksp减小 典例剖析·逻辑释疑 【变式1】已知25 ℃时，AgCl的溶度积Ksp=1.8×10-10 mol2·L-2。则下列说法正确的是(　　) 二、溶度积常数 A.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp变大 B.AgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中，一定有c平(Ag+)=c平(Cl-) C.温度一定时，当AgCl溶液中c平(Ag+)·c平(Cl-)=Ksp时，此溶液中必有AgCl沉淀析出 D.将AgCl加入到较浓的KI溶液中，部分AgCl转化为AgI，因为AgCl的溶解度大于AgI D 典例剖析·逻辑释疑 沉淀溶解平衡 沉淀溶解平衡及影响因素 溶度积常数 表达式：Ksp =cm(An+)· cn(Bm-) 影响因素：难溶电解质的性质和温度 难溶电解质 溶解平衡的表达式： 溶度积常数的应用 AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq) 影响沉淀溶解平衡的因素 体系梳整·认知升华 1.正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”。 (2)室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。(　 ) (1)难溶电解质的沉淀溶解平衡时，溶解和沉淀的过程仍在进行，且v溶解＝v沉淀(　　) (3)易溶电解质在水溶液中不可能存在沉淀溶解平衡(　　) (4)向AgCl悬液中加入少量水，溶液中c(Ag+)增大(　　) (5)难溶电解质在水溶液中，只存在沉淀溶解平衡，不存在电离平衡 (　　) 当堂诊学·成效校验 B 2.下列关于沉淀溶解平衡的说法正确的是(　　) 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(沉淀)=0 D.达到沉淀溶解平衡的溶液不一定是饱和溶液 当堂诊学·成效校验 C 3. 常温下，Ksp(PbI2)=8.5×10-9 mol3·L-3。取适量黄色PbI2粉末溶于水，充分搅拌后得到浊液，过滤。在滤液中加入少量KI固体后测得c平(I-) = 1.0×10-2 mol·L-1。下列说法正确的是( ) A.Ksp(PbI2)减小 B.溶液中c(I-)减小 C.产生黄色沉淀 D.溶液中c平(Pb2+)=8.5×10-7 mol·L-1 当堂诊学·成效校验 CD 4. (双选)在T ℃时，铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是(　 　) A.T ℃时，在Y点和Z点，Ag2CrO4的Ksp相等 B.向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点 C.图中a= ×10-5 D.T ℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10-8 mol3·L-3 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 鲁科版选择性必修 1 35 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $