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第四節(jié) 沉淀溶解平衡

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)來分析沉淀的溶解、生成和沉淀的轉(zhuǎn)化。
（4）掌握簡單的利用KSP的表達(dá)式，計算溶液中相關(guān)離子的濃度。
2．知識要點(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簡單計算溶液中相關(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)在水中也會建立一種動態(tài)平衡，這種動態(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來進(jìn)行判斷，因此我們就可以運(yùn)用溶度積KSP計算溶液中相關(guān)離子的濃度。對難溶電解質(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進(jìn)行牽移和類比以達(dá)到強(qiáng)化和內(nèi)化的目標(biāo)；另一方面要用溶度積KSP知識來分析沉淀的溶解、生成和沉淀的轉(zhuǎn)化。本節(jié)內(nèi)容的核心知識點(diǎn)就是溶度積KSP
二、學(xué)習(xí)訓(xùn)練
第一課時
[知識技能]
1．一些電解質(zhì)如BaSO4在水中只能溶解很少、可以說是難以溶解，所以稱為______________。盡管這些電解質(zhì)難以溶解于水中，但在水中也會建立一種________ _____。
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)稱為_______ __，簡稱_______ __。請寫出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__ ______ 無關(guān)。利用溶度積KSP可以判斷__ ______ __、__ ______ __以及__ _____ _ __。
5．沉淀的轉(zhuǎn)化是__ _____ _ __的過程，其實質(zhì)是__ _____ _ __。
當(dāng)Qc 大于 Ksp時，情況為：__ _____ _ __
當(dāng)Qc 等于 Ksp時，情況為：__ _____ _ __
當(dāng)Qc 小于 Ksp時，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。請確定各溶液中Ba2+的濃度由大到小的順序為： _____
8．已知在室溫時，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，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)是因為
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）寫山上述兩個反應(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的過程是：BaS與HCl反應(yīng)，所得溶液在70℃～90C時與過量NaOH溶液作用，除雜，冷卻后得到Ba(OH)2?8H2O晶體。據(jù)最新報道，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，這時牙齒就會受到腐蝕，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)地更堅固。主動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，請你提出一種其它促進(jìn)礦化的方法：

[拓展體驗]
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常數(shù)，這個常數(shù)稱為該難溶電解質(zhì)的溶度積，用符號Ksp表示。
即：AmBn(s) mAn+(aq)＋nBm－(aq)　　　　[An+]m?[Bm－]n＝Ksp
已知：某溫度時，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
[知識技能]
1．難溶電解質(zhì) 動態(tài)平衡
2．可逆過程 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
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 此時有沉淀析出 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 5Ca2++3PO +F-=Ca5（PO4）3F↓
加Ca2+（或加PO 等）

[拓展體驗]
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：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：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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