一、學(xué)習(xí)點(diǎn)撥
1.目標(biāo)要求
(1)了解難溶電解質(zhì)在水中的溶解情況。
(2)理解難溶電解質(zhì)在水中的沉淀溶解平衡特點(diǎn),正確理解和掌握溶度積KSP的概念。
(3)掌握運(yùn)用濃度商和平衡常數(shù)來(lái)分析沉淀的溶解、生成和沉淀的轉(zhuǎn)化。
(4)掌握簡(jiǎn)單的利用KSP的表達(dá)式,計(jì)算溶液中相關(guān)離子的濃度。
2.知識(shí)要點(diǎn)
(1)難溶電解質(zhì)在水中的沉淀溶解平衡特點(diǎn),運(yùn)用溶度積KSP簡(jiǎn)單計(jì)算溶液中相關(guān)離子的濃度
(2)運(yùn)用濃度商和平衡常數(shù)來(lái)分析沉淀的溶解、生成和沉淀的轉(zhuǎn)化。
3.學(xué)習(xí)方法
難溶電解質(zhì)在水中也會(huì)建立一種動(dòng)態(tài)平衡,這種動(dòng)態(tài)平衡和化學(xué)平衡、電離平衡一樣合乎平衡的基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律。難溶電解質(zhì)溶解程度大小可以用沉淀溶解平衡常數(shù)--溶度積KSP來(lái)進(jìn)行判斷,因此我們就可以運(yùn)用溶度積KSP計(jì)算溶液中相關(guān)離子的濃度。對(duì)難溶電解質(zhì)的溶解平衡常數(shù)的正確的理解,一方面要運(yùn)用前面的影響化學(xué)平衡、電離平衡的因素知識(shí)進(jìn)行牽移和類(lèi)比以達(dá)到強(qiáng)化和內(nèi)化的目標(biāo);另一方面要用溶度積KSP知識(shí)來(lái)分析沉淀的溶解、生成和沉淀的轉(zhuǎn)化。本節(jié)內(nèi)容的核心知識(shí)點(diǎn)就是溶度積KSP
二、學(xué)習(xí)訓(xùn)練
第一課時(shí)
[知識(shí)技能]
1.一些電解質(zhì)如BaSO4在水中只能溶解很少、可以說(shuō)是難以溶解,所以稱(chēng)為_(kāi)_____________。盡管這些電解質(zhì)難以溶解于水中,但在水中也會(huì)建立一種________ _____。
2.難溶電解質(zhì)在水中的沉淀溶解平衡和化學(xué)平衡、電離平衡一樣,合乎平衡的基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律,其基本特征為:(1)________ ____(2)__ ______ ____
(3)________ ____(4)________ ____
3.難溶電解質(zhì)在水中存在沉淀溶解平衡,其平衡常數(shù)稱(chēng)為_(kāi)______ __,簡(jiǎn)稱(chēng)_______ __。請(qǐng)寫(xiě)出PbI2 Cu(OH)2 BaSO4 CaCO3 Al(OH)3 CuS的沉淀溶解平衡與溶度積KSP表達(dá)式
4.溶度積KSP反映了難溶電解質(zhì)在水中的__ ______ ___,KSP的大小和溶質(zhì)的溶解度不同,它只與__ ______ 有關(guān),與__ ______ 無(wú)關(guān)。利用溶度積KSP可以判斷__ ______ __、__ ______ __以及__ _____ _ __。
5.沉淀的轉(zhuǎn)化是__ _____ _ __的過(guò)程,其實(shí)質(zhì)是__ _____ _ __。
當(dāng)Qc 大于 Ksp時(shí),情況為:__ _____ _ __
當(dāng)Qc 等于 Ksp時(shí),情況為:__ _____ _ __
當(dāng)Qc 小于 Ksp時(shí),情況為:__ _____ _ __
6.將AgNO3溶液依次加入氯化鈉溶液、溴化鈉溶液、碘化鉀溶液中都會(huì)出現(xiàn)不同顏色的沉淀,沉淀的顏色變化是 _ ____ → _ _ ___ → ____ _。出現(xiàn)這種顏色變化的原因是:
_ _____ _
7.將足量BaCO3分別加入:① 30mL 水 ②10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液 ③50mL 0.01mol/L 氯化鋇溶液 ④100mL 0.01mol/L鹽酸中溶解至溶液飽和。請(qǐng)確定各溶液中Ba2+的濃度由大到小的順序?yàn)椋?_____
8.已知在室溫時(shí),Cu(OH)2的溶度積Ksp=2.2×10-20 mol3?L-3,求室溫下Cu(OH)2飽和溶液中Cu2+和OH-的物質(zhì)的量濃度。
[能力方法]
1.鋁和鎵的性質(zhì)相似,如M(OH)3都是難溶的兩性氫氧化物。在自然界鎵常以極少量分散于鋁礦,如Al2O3中。用NaOH溶液處理鋁礦(Al2O3)時(shí),生成NaAlO2、NaGaO2;而后通入適量CO2,得Al(OH)3沉淀,而NaGaO2留在溶液中(循環(huán)多次后成為提取鎵的原料)。發(fā)生后一步反應(yīng)是因?yàn)?
A、鎵酸酸性強(qiáng)于鋁酸 B、鋁酸酸性強(qiáng)于鎵酸
C、鎵濃度小,所以不沉淀 D、Al(OH)3是難溶物
2.己知碳酸鈣和氫氧化鈣在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)2(固) Ca2++2OH-,CaCO3(固) Ca2++CO32-。在火力發(fā)電廠燃燒煤的廢氣中往往含有SO2、O2、N2,CO2等,為了除去有害氣體SO2變廢為寶,常常見(jiàn)粉末狀的碳酸鈣或熟石灰的懸濁液洗滌廢氣,反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。
(1)寫(xiě)山上述兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式:
①S02與CaCO3懸濁液反應(yīng)
②S02與Ca(OH)2懸濁液反應(yīng)
(2)試說(shuō)明用熟石灰的懸濁液而不用澄清石灰水的理由
3.以BaS為原料制備Ba(OH)2?8H2O的過(guò)程是:BaS與HCl反應(yīng),所得溶液在70℃~90C時(shí)與過(guò)量NaOH溶液作用,除雜,冷卻后得到Ba(OH)2?8H2O晶體。據(jù)最新報(bào)道,生產(chǎn)效率高、成本低的Ba(OH)2?8H2O晶體的新方法是使BaS與CuO反應(yīng)……
1.新方法的反應(yīng)方程式為:
2.該反應(yīng)反應(yīng)物CuO是不溶物,為什么該反應(yīng)還能進(jìn)行:
3.簡(jiǎn)述新方法生產(chǎn)效率高、成本低的原因。
4.牙齒表面由一層硬的、組成為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護(hù)著,它在唾液中存在下列平衡:
Ca5(PO4)3OH(固) 5Ca2++3PO43-+OH-
進(jìn)食后,細(xì)菌和酶作用于食物,產(chǎn)生有機(jī)酸,這時(shí)牙齒就會(huì)受到腐蝕,其原因是
已知Ca5(PO4)3F(固)的溶解度比上面的礦化產(chǎn)物更小,質(zhì)地更堅(jiān)固。主動(dòng)脈用離子方程式表示,當(dāng)牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原因:
根據(jù)以上原理,請(qǐng)你提出一種其它促進(jìn)礦化的方法:
[拓展體驗(yàn)]
一定溫度下,難溶電解質(zhì)在飽和溶液中各離子濃度冪的乘積是一個(gè)常數(shù),這個(gè)常數(shù)稱(chēng)為該難溶電解質(zhì)的溶度積,用符號(hào)Ksp表示。
即:AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq) [An+]m?[Bm-]n=Ksp
已知:某溫度時(shí),Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-] =1.8×10-10
Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2- 4] =1.1×10-12
試求:
(1)此溫度下AgCl飽和溶液和Ag2CrO4飽和溶液的物質(zhì)的量濃度,并比較兩者的大小。
(2)此溫度下,在0.010mo1?L-1的AgNO3溶液中,AgCl與Ag2CrO4分別能達(dá)到的最大物質(zhì)的量濃度,并比較兩者的大小。
[學(xué)習(xí)小結(jié)]
參考答案
[知識(shí)技能]
1.難溶電解質(zhì) 動(dòng)態(tài)平衡
2.可逆過(guò)程 沉積和溶解速率相等 各離子濃度不變 改變溫度、濃度等條件平衡移動(dòng)
3.溶度積常數(shù) 溶度積 (略)
4.溶解能力 溫度 濃度 沉淀的生成 溶解情況 沉淀溶解平衡移動(dòng)方向
5.一種難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種難溶電解質(zhì) 沉淀溶解平衡的移動(dòng) 此時(shí)有沉淀析出 直至沉積與溶解達(dá)到平衡 沉積與溶解處于平衡狀態(tài) 若溶液中存在難溶電解質(zhì),則難溶電解質(zhì)會(huì)溶解,直至沉積與溶解達(dá)到平衡狀態(tài)
6.白→淡黃→黃色 AgCl AgBr AgI的Ksp逐漸減小,白色AgCl沉淀轉(zhuǎn)化成難溶的淡黃色的AgBr,然后淡黃色的AgBr再轉(zhuǎn)變成更難溶的黃色AgI沉淀。
7.③④①②
8. 略
[能力方法]
1.A
2.(1)①2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4?H2O)+2CO2或
2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4?H2O)+2CO2
②2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2(CaSO4?2H2O)或2SO2+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4+2H2O
(2) Ca(OH)2微溶于水,石灰水中Ca(OH)2濃度小,不利于吸收SO2
3.(1)BaS+CuO+9H2O=Ba(OH)2?8H2O+CuS[也可寫(xiě)B(tài)a(OH)2]
(2)CuS的溶度積比CuO小得多(更難溶),有利于該反應(yīng)正向進(jìn)行。
(3)CuS為難溶物(未反應(yīng)的CuO也不溶),過(guò)濾后,將濾液濃縮、冷卻,就可在溶液中析出Ba(OH)2?8H2O晶體,故生產(chǎn)效率高;CuS在空氣中焙燒氧化可得CuO與SO2,故CuO可反復(fù)使用(SO2可用于制硫的化合物),因而成本低。
4..H++OH-=H2O,使平衡向脫礦方向移動(dòng) 5Ca2++3PO +F-=Ca5(PO4)3F↓
加Ca2+(或加PO 等)
[拓展體驗(yàn)]
①AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO42-(aq)
2xx
(2x)2?x=Ksp
∴ c(AgCl)<c(Ag2CrO4)
②在0.010 mol?L-1 AgNO3溶液中,c(Ag+)=0.010 mol?L-1
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
溶解平衡時(shí):0.010+xx
(0.010+x)?x=1.8×10-10∵ x很小,∴ 0.010+x≈0.010
x=1.8×10-8(mol?L-1)
c(AgCl)= 1.8×10-8(mol?L-1)
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO2-4(aq)
溶解平衡時(shí):0.010+x x
(0.010+2x)2?x=1.1×10-12∵ x很小,∴ 0.010+2x≈0.010
x=1.1×10-8(mol?L-1)∴ c(Ag2CrO4)=1.1×10-8 (mol?L-1)
∴ c(AgCl)>c(Ag2CrO4)
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