安徽省怀远县包集中学高中化学 第三章 第四节 难溶电

安徽省怀远县包集中学高中化学选修四教学案：第三章第4节难溶

电解质的溶解平衡教案

【教学目标】

1．认识什么是沉淀溶解平衡及沉淀溶解平衡是如何建立的，知道哪些外界条件会影响沉淀溶解平衡。

2．认识溶度积的概念，初步学会利用溶度积计算溶液中各离子的浓度。

3．知道沉淀溶解平衡有哪些应用，会用沉淀溶解平衡原理解决有关化学问题（如沉淀

转化、沉淀生成等）。

【教学重点、难点】

运用溶度积规则判断分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化及沉淀溶解平衡在生产生活的应用。

【教学过程】

[设问1]：对于平衡AgCl（s ） Ag+ + Cl—,运用K sp与溶液中的离子积Qc的关系分析：增加C(Ag+)或C(Cl—)，平衡为什么向生成沉淀的方向移动?

解析: Qc = C(Ag+) ﹒C(Cl—)

Qc ＞ Ksp时：平衡向生成沉淀的方向移动——有沉淀生成

Qc = Ksp时：平衡不移动

Qc ﹤ Ksp时：平衡向沉淀溶解的方向移动——沉淀溶解

增加C(Ag+)或C(Cl—)，平衡向生成沉淀的方向移动———同离子效应

三、沉淀溶解平衡的应用：

[引言]：沉淀溶解平衡作为一种动态的平衡，我们可以通过改变条件，控制其进行的方向，沉淀转为溶液中的离子，或者溶液中的离子转化为沉淀。

1、沉淀的生成：

[归纳1]：当溶液中Qc ＞ Ksp时，平衡向生成沉淀的方向移动——有沉淀生成，因而要使溶液中的某离子生成沉淀而除去，可增加能与之结合成更难溶物质的离子的浓度。

例1: AgCl的Ksp=1.80×10-10,将0.001 mol/L NaCl和0.001 mol/LAgNO3溶液等体积混合,是否有AgCl 沉淀生成?

解: 两溶液等体积混合后, Ag+ 和Cl—浓度都减小到原浓度的1/2.

c(Ag+)=c(Cl—)=1/2×0.001mol/L=0.005mol/L

在混合溶液中,则C(Ag+)﹒c(Cl-)=(0.005)2=2.5 ×10-5＞Ksp,

所以有AgCl 沉淀生成。

练习1：将足量BaCO3分别加入：① 30mL 水②10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液③50mL

0.01mol/L 氯化钡溶液④100mL 0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中

Ba2+的浓度由大到小的顺序为： _____

2、沉淀的溶解

1

[归纳2]：根据溶度积原理,沉淀溶解的必要条件是溶液中离子积小于溶度积Ksp因此,创造一定条件,降低溶液中的离子浓度,使离子积小于其溶度积,就可使沉淀溶解.

1．生成难解离的物质使沉淀溶解

(1)金属氢氧化物沉淀的溶解

例如:Mg(OH)2(s) + 2HCl MgCl2 + 2 H2O

Mg(OH) 2氢氧化物中的OH-，加入HCl后生成H 2O，C(OH-)降低， Qc (Mg(OH) 2)＜Ksp (Mg(OH)2)，于是沉淀溶解。

(2)碳酸盐沉淀的溶解

例如:CaCO3(s) +2HCl CaCl2 + CO2↑+ H2O

CaCO3的CO32-与酸生成难解离的HCO3-，甚至CO2气体，加入HCl后，H+与溶液中的CO32-反应生成难解离的HCO3-或CO2气体和水，使溶液中C(CO32-)降低，导致Qc (CaCO3)＜Ksp(CaCO3)，故沉淀溶解。

(3)金属硫化物沉淀的溶解

例如:ZnS(s) + 2HCl ZnCl2 + H2S↑

在ZnS沉淀中加入HCl，由于H+与S2-结合生成HS-，再与H+结合生成H2S气体，使ZnS的Qc (ZnS)＜Ksp(ZnS)，沉淀溶解。

(4)PbSO4沉淀的溶解

例如:PbSO4(s) + 2 NH4Ac Pb(Ac)2↓+ (NH4)2SO4

在PbSO4沉淀中加入，能形成可溶性难解离的Pb(Ac)2，使溶液中C(Pb2+)降低，导致PbSO4的Qc (PbSO4)＜Ksp(PbSO4)，沉淀溶解。

(5)形成难解离的配离子

例如:AgCl(s) + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ + Cl-

在AgCl沉淀加入氨水，由于Ag+可以和氨水中的NH3结合成难解离的配离子［Ag(NH3)2］+，使溶液中C(Ag+)降低，导致AgCl沉淀溶解。

2．利用氧化还原反应使沉淀溶解

例如:3CuS + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 3S↓+ 2NO↑+ 4H2O

HgS、CuS等Ksp值很小的金属硫化物就不能溶于盐酸。加入氧化剂，使某一离子发生氧化还原反应而降低其浓度, 导致金属硫化物沉淀溶解。。

例2、牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH(固) 5Ca2++3PO43-+OH- 进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是已知Ca5(PO4)3F（固）的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。主动脉用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：

根据以上原理，请你提出一种其它促进矿化的方法：

解析：H++OH-=H2O，使平衡向脱矿方向移动

Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+(aq) + 3PO43—(aq) + OH—(aq)

+

F—Ca5(PO4)3F(s)

5Ca2++3PO-3

4+F-=Ca5（PO4）3F↓加Ca2+（或加PO-3

4

等）

练习2:溶洞的形成：分析其形成原理。

2

3 3、沉淀的转化：

[归纳3]加入可与体系中某些离子发生反应生成更难溶电解质的离子，平衡会向溶解的方向移动，同时生成另一种溶解度更小的沉淀。

[沉淀转化的实质]：沉淀溶解平衡的移动。一般说来，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。

例3：将AgNO 3溶液加入氯化钠溶液中，再依次加入溴化钠溶液、碘化钾溶液会出现不同颜色的沉淀，沉淀的颜色变化是 _ ____ → _ _ ___ → ____ _。出现这种颜色变化的原因是： _____

练习3：在工业废水处理过程中，用FeS 等难溶物作为沉淀剂除去废水中的重金属离子

（ Cu2+、Hg2+等）？

练习4：分析化学上将难溶强酸盐（如：BaSO 4）转化为难溶弱酸盐（如：Ba CO 3）原理？ 拓展：分级沉淀：

[归纳]溶液中有两种以上能与同种离子反应产生沉淀的离子时，最先析出的是溶解度较小的化合物，这就是分步沉淀，。

例4：在含有同浓度的I-和Cl-的溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，为什么最先看到淡黄色AgI 沉淀，至加到一定量AgNO3溶液后，才生成白色AgCl 沉淀？

解析：这是因为AgI 的溶度积比AgCl 小得多，离子积最先达到溶度积而首先沉淀。 练习5: 在Cl-和CrO42-离子浓度都是0.100 mol ·L-1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液（忽略体积改变）时，问A gCl 和Ag2CrO4哪一种先沉淀？当Ag2CrO4开始沉淀时，溶液中Cl-离子浓度是多少？。

解：查表可知，Ksp,AgCl=1.56×10-10

Ksp,Ag2CrO4=9.0×10-12

AgCl 开始沉淀所需[Ag+]为 [Ag+]=]Cl [l AgC sp,-K =1.01056.110

-?=1.56×10-9 (mol ·L-1)

Ag2CrO4开始沉淀所需[Ag+]为

[Ag+]=]CrO [24CrO Ag sp,4

2-K =1.0100.912-?=9.5×10-6 (mol ·L-1)

因此，首先满足溶度积的AgCl 先沉淀。

当Ag2CrO4开始沉淀时，:[Ag+]=9.5×10-6 (mol ·L-1)

此时，[Cl-]=]Ag [l AgC sp,+K =610

105.91056.1--??=1.64×10-5 (mol ·L-1)

巩固提高:

练习6．在含AgCl 固体的饱和溶液中，分别加入下列物质，对AgCl 的溶解度有什么影响，并解释之。(1)盐酸 (2) AgNO 3 (3)KNO 3 (4) 氨水

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