沉淀溶解平衡教学设计.doc

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NaCl固体放在饱和食盐水中过了一昼夜后发现变成形状规则的固体且质量不变。你得到什么启示【老师提示】联想如何改变固定形状的积木拆——拼。【学生】其实有溶解也有结晶的过程。质量不变说明这两种过程的速率相等。【老师】可用NaCl(S)Na+(aq)+Cl -表示【老师】问题二:NaCl能不能与盐酸反应在饱和 NaCl溶液中加入浓盐酸有什么现象【学生实验】在饱和 NaCl溶液中滴加浓盐酸实验现象:有大量白色沉淀产生。【老师】你认为白色沉淀是什么物质产生白色沉淀的原因是什么(提示联系问题一)【学生分组分析讨论】白色沉淀是 NaCl。原因:NaCl(S)Na+(aq)+Cl -(aq)-【老师】可溶的电解质溶液中存在溶解平衡, 难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢若有,+ -如何表示(参照 NaCl(S)Na+Cl )【实验探究】可以实验步骤:1、将少量PbI2(难溶于水)固体加入盛有一定量水的50 mL烧杯中,用玻璃棒充分搅拌静置一段时间。2、取上层清液2mL,加入试管中,逐滴加入 AgNO3溶液,振荡,观察实验现象。取少量KI溶液于试管中,加入Pb(NO3)2溶液,观察实验现象。实验现象:在上层清液中滴加AgNO3溶液后,有______________产生。结论解释:说明上层清液中有________当加入AgNO3后,从而有_____色的________生成。探究本质:I-+Ag+=AgI↓2I-+Pb2+=PbI↓2【学生】分析探讨沉淀溶解平衡的本质。【动画演示】***化银的溶解过程【分析】一方面:少量的 Ag+和Cl-脱离AgCl表面进入水中(沉淀溶解过程),另一方面:溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面的阴、阳离子的吸引回到当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时,AgCl的表面析出(沉淀生成过程).既可以形成AgCl的饱和溶液,达到一种平衡状态,我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。【多媒体显示】一、沉淀溶解平衡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,形成电解质的饱和溶液,达到平衡状态,我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。2、表达式:如Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)-+2OH(aq)MmAnn+m-(aq)(S)mMg(aq)+nA【练****CaCO3(s)Ca2++CO32-(aq可省略)【学生总结】写表达式需要注意之处。【讲解】难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样,合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。【学生回忆、联系、回答】3、特征:逆、动、等、定、变(1)等:达到沉淀溶解平衡,沉淀溶解速率与沉淀生成速率相等。(2)逆:沉淀生成过程与沉淀溶解过程是可逆的。(3)动:动态平衡,达到沉淀溶解平衡,沉淀的生成与溶解仍在进行。(4)定:达到沉淀溶解平衡,溶质离子浓度保持不变。(5)变:沉淀溶解平衡是在一定条件下建立起来的,当条件改变,会建立新的平衡。【问题探究】对于平衡:AgClAg++Cl-若改变条件,对其有何影响改变条件平衡移动方向C(Ag)C(Cl)升温加水加AgCl(s)加NaCl(s)加AgNO(s)【练****1、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( ),,,,如果再加入该沉淀物,将促进溶解【思考】难溶等于不溶吗【讲解****惯上,。 难溶电解质的溶解度尽管很小, 但不会等于0,没有绝对不溶的物质。【多媒体显示】二、沉淀溶解平衡常数 ----- 溶度积常数或溶度积 Ksp1、概念:难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时,离子浓度保持不变(或一定) 。其离子浓度的次方的乘积为一个常数这个常数称之为溶度积常数简称为溶度积,用 Ksp表示。2、表达式:如Mg(OH)2(s)Mg 2+(aq)+2OH-(aq)25℃时,Ksp=[Mg2+][OH-]2=×10-12mol3?L-3【学生练****请写出 BaSO4 、Al(OH)3 、CuS的沉淀溶解平衡与溶度积 KSP表达式。【讲解】在一定温度下,难溶电解质的 Ksp的大小反映了其在水中的溶解能力。即 Ksp越大,溶解能力越强。【多媒体显示】常见难溶电解质的溶度积和溶解度【练****溶度积大的化合物溶解度肯定大。B. 向含有AgCl固体的溶液中加入适量的水使 溶解又达到平衡时,***化银的溶度积不变,溶解度也不变。将难溶电解质放入纯水中,溶解达平衡时,电解质离子的浓度的乘积就是该物质的溶解度。***化银达沉淀溶剂平衡时,***化银沉淀生成和沉淀溶解不再进行。, AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是( )L的KCl溶液②L的CaCl2溶液③L的KCl溶液10mL蒸馏水⑤L的AgNO3溶液A. ④①②③⑤ B. ④①③②⑤C. ⑤④②①③ D. ⑤③②①④点拨:由于Ksp=[Ag+][Cl-],[Ag+]或[Cl-]越大,越能抑制 AgCl的溶解,AgCl的溶解度就越小。3、影响溶解平衡的因素:【老师提示】应该从那几方面去分析【多媒体显示】(1)内因:电解质本身的性质①绝对不溶的电解质是没有的。②同是难溶电解质,溶解度差别也很大。③易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。(2)外因:【讲述】:通常我们讲的外因包括浓度、温度、压强等。对于溶解平衡来说,在溶液中进行,可忽略压强的影响。下面请同学们考虑浓度(如①加水②增大相同离子浓度) 、温度(如升温)对溶解平衡分别有什么影响【学生思考回答】1、浓度:①加水,平衡向溶解方向移动。②增大相同离子浓度2、温度:升温,多数平衡向溶解方向移动。【交流·研讨】珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物,它们可以从周围海水中获取2+-Ca和HCO3,经反应形成石灰石外2+3-322珊瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸钙的产生,对珊瑚的壳:Ca+2HCOCaCO↓+CO↑+HO形成贡献很大。人口增长、人类大规模砍伐森林、 燃烧煤和其他的化石燃料等因素,都会干扰珊瑚的生长,甚至造成珊瑚虫死亡。分析这些因素影响珊瑚生长的原因。【迁移应用】分析溶洞的形成、龋齿和含***牙膏(1)钙、鳞在骨骼牙齿中的存在形式Ca5(PO4)3OH(2)存在的溶解平衡2+3-(aq)+OH-(aq)Ca5(PO4)3OH5Ca(aq)+3PO4(3)吃糖为何会出现龋齿提示:糖在酶的作用下产生了一种有机弱酸(4)含***牙膏的使用2+ 3-5Ca+3PO4+F-=Ca5(PO4)3OH***磷灰石更能抵抗酸的侵蚀 ,使牙齿更坚固注:***过量会导致***斑牙,因此,生活在水中含***量较高的地区的人,不宜使用含***牙膏【布置作业】P97 迁移应用的第 1、3题及预****第二课时的内容第二课时【预****提问】浓度商Q和平衡常数K的关系与化学平衡什么关系【归纳】一、沉淀的溶解与生成离子的浓度商Qc和离子积Ksp的关系:(1).当Qc>Ksp时是过饱和溶液,离子生成沉淀即反应向生成沉淀方向进行,直到平衡状态(饱和为止)。(2).当Qc=Ksp时是饱和溶液,已达到沉淀溶解平衡状态。(3).当Qc<Ksp时是不饱和溶液,沉淀溶解即反应向沉淀溶解的方向进行,直到平衡状态(饱和为止)。以上规则称为溶度积规则。沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的条件是离子浓度的大小,控制离子浓度的大小,可以使反应向所需要的方向转化。【学生讨论】 运用此结论解释第一课时 PbI2的实验现象。、沉淀的溶解BaCO(s)等难溶盐溶解在强酸溶液中:3BaCO3(s)+2H+2+=CO2+H2O+BaCaCO3+222+(s)+2H=CO+HO+CaZnS(s)+2H+=Zn2++H2S难溶于水的氢氧化物溶解在酸中:Mg(OH)+2+O2(s)+2H=Mg+2HFe(OH)3(s)+3H+=Fe3++3H2OMg(OH)2(s)溶解在***化铵等酸性的盐溶液中 :+ 2+Mg(OH)2(s)+2NH4=Mg+H2O+2NH32、沉淀的生成例1:将4×10-3molL-1的AgNO3溶液与4×10-3molL-1的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出Ksp(AgCl)= ×10-10mol2?L-2解:只有当Qc>Ksp时,离子才能生成沉淀。混合后:[Ag+]=2×10-3molL-1,[Cl-]=2 ×10-3molL-1Qc=[Ag+][Cl-]=2×10-3molL-1×2 ×10-3molL-1×10-6mol2?L-2>×10-10mol2?L-2Qc>Ksp,所以有AgCl沉淀析出。例2、用5%的Na2SO4溶液能否有效除去误食的Ba2+已知:Ksp(BaSO4)=×10-10mol2?L-22-解:5%的Na2SO4溶液中的[SO4]≈L,[Ba2+]= ×10-10mol2?L-2)/L)= ×10-10molL-1因为剩余的[Ba2+]<10-5mol/L所以有效除去了误食的 Ba2+。3、沉淀的转化【观察思考】ZnS沉淀转化为CuS沉淀、在1试管中加入ZnSO4溶液,再滴入Na2S溶液,观察现象。、静置后倾去上层清液,蒸馏水洗涤沉淀2-3次。、向沉淀中滴加适量的CuSO4溶液,观察现象。实验现象:有白色沉淀出现白色沉淀转化成为黑色沉淀。【思考】为什么白色的ZnS沉淀会转化成为黑色的CuS沉淀【教师分析】ZnS在水中存在沉淀溶解平衡:ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)Ksp=×10-24mol2L-2CuS在水中存在沉淀溶解平衡:CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)Ksp=×10-36mol2L-2ZnS与CuS是同类难溶物,Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),CuS的溶解度远小于ZnS的溶解度。(1)ZnS沉淀转化为CuS沉淀的定性解释2-2+当向ZnS沉淀上滴加CuSO溶液时,ZnS溶解产生的S与CuSO溶液中的Cu足以满足Qc>Ksp(CuS)44的条件,S2-与Cu2+结合产生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。CuS沉淀的生成,使得S2-的浓度降低,导致S2-与Zn2+的Qc<Ksp(ZnS),使得ZnS不断的溶解,结果是ZnS沉淀逐渐转化成为CuS沉淀。【教师分析】沉淀转化的实质:沉淀溶解平衡的移动。一种沉淀可转化为更难溶的沉淀 .如:在AgCl(s)中加入NaI溶液可转化为AgI(s)沉淀。在CaSO4(s)加入Na2CO3溶液可转化为CaCO3(s)沉淀。【练****离子方程式的书写Ag++Cl-=AgCl↓AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq)2- -2AgI(s)+S (aq)=Ag2S(s)+2I (aq)【过渡】沉淀的转化在生产和生活中应用非常广泛。例如,在工业废水的处理过程中,常用FeS(s)MnS(s)等难溶物作为沉淀剂除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。请同学们思考为什么【学生活动】、讨论;,进行组间交流;、评价。【练****写出FeS(s)与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+(aq)说明:用MnS、HS、NaS、NaHS、(NH)S作沉淀剂都能除去工业废水中的2+2+2+Cu、Hg、Pb等重金属2242离子。【阅读自学】课本 95页“追根寻源”水垢中的 Mg(OH)2是怎样形成的【小组交流】1、基础知识:沉淀的生成、溶解与转化;2、基本思路:分析沉淀溶解平衡问题的一般思路。【小结】硬水加热后的水垢的主要成分是 CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3和MgCO3.【思考】如何除去水垢洗涤水垢的方法:除出水垢中的CaCO和Mg(OH)用食醋,CaCO3+2CHCOOH=(CHCOO)Ca+CO+HO3233222Mg(OH) 2+2CH3COOH=(CH3COO)2Mg+2HO