溶液中的离子浓度关系学案

1.了解溶解平衡的建立及特征。

2.应用平衡移动原理分析影响溶解平衡的因素

3.运用溶度积常数简单计算溶液中相关离子的浓度; 【学习过程】

一:对Ag +与Cl -

反应能进行到底么?---以AgCl 为例

思考1、AgCl 是常见的难溶电解质,AgCl 不溶于水么?__________________:

2、20℃时,将1g AgCl固体投入100g 水中,最终,只有______g AgCl溶解,所得饱和溶液

中约有___molAg+、____mol Cl—

该事实说明AgCl 饱和溶液中存在溶解平衡________________________________。 阅读课本P61-P62,了解AgCl 的溶解平衡: 归纳:难溶电解质在水中存在溶解平衡

难溶电解质(s 阳离子(aq) + 阴离子(aq)

练习:写出下列各难溶电解质的溶解平衡: CaCO 3 AgS

Fe(OH)3 Mg(OH)2 二:溶解平衡的移动

1、把氢氧化钙放入水中,达到如下平衡:Ca(OH)(s)⇌Ca 2+(aq)+2OH -

2(aq),加入以下溶液,

可使Ca(OH)2减少的是( )

A .Na 2S 溶液 B .AlCl 3溶液 C .NH4Cl 溶液 D .CaCl 2溶液 2、利用平衡移动原理解释下列事实

①FeS沉淀不溶于水,但能溶于稀盐酸 ②CaCO3难溶于稀硫酸,但能溶于醋酸

③洗涤BaSO4沉淀时,用水洗涤造成的沉淀损失大于用等体积稀硫酸洗涤造成的损失 三:溶解平衡的平衡常数---------溶度积(常数)-------科学视野P65 阅读P65科学视野,完成下列任务

1、书写下列难溶电解质溶度积常数的表达式:

AgCl :Ksp=_____________ Ag 2S :Ksp=_____________ Cu(OH)2: Ksp=_____________ Fe(OH)3:Ksp=_____________

2、利用难溶电解质的离子积Qc 与Ksp 的关系,可以判断在给定条件下沉淀在溶解还是生成。 Qc >K sp ------有沉淀生成 Qc =K sp ---刚好处于沉淀溶解平衡,无现象- Qc <K sp ------沉淀在溶解 应用

1)、体验:室温下Fe(OH)-

3的溶度积常数K sp =4×1038,某酸性溶液中有0.04mol/L的Fe 3+,向其中加入碱性物质以调高溶液的pH 值,分析下列问题: 少?

2)等物质的量的CaCl 2溶液与Na 2SO 4溶液反应后过滤,得到CaSO 4的饱和溶液中,

① c(Ca2+)= c(SO—-

42)=_________________( CaSO4 K sp =9×106)

②向该饱和溶液中加入Na 体,使c(CO—

2CO 3固32)=0.01mol/L,有无沉淀生成?

_______________( CaCO-

3 K sp =2.8×109)

小结:

针对练习:

1、下列说法正确的是 A 、某物质的溶解性为难溶,意味着该物质不溶于水 B 、不溶于水的物质意味着该物质在水中的溶解度为0 C 、绝对不溶解的物质是不存在的 D 、某离子被沉淀完全是指该离子的浓度降为0 2、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( ) A .反应开始时,溶液中各离子浓度相等

B .沉淀溶解达到平衡时,沉淀的生成和溶解的速率相等

C .沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变

D .沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶的该沉淀物,将促进溶解

3、在AgCl 饱和溶液中尚有AgCl 固体存在,当向溶液中加入0.1 mol·L -

1的盐酸时,下列说法正确的是( )

A .AgCl 沉淀溶解平衡正向移动 B .AgCl 溶解度增大 C .溶液中c (Ag+

) 增大 D .溶液中c (Cl-

) 增大

室温下,粗制的硫酸铜溶液(Cu2+浓度为0.1mol/L)中含有杂质Fe 3+(10-

3 mol/L),甲同学采用加适量碱的方法除去Fe 3+,当溶液的pH=4时,Fe 3+有无除尽?此时的Cu 2+有无沉淀而损失?

(已知溶度积常数:Fe(OH)×10-38------Cu(OH)2---2.2×10-

3--420)

1.了解沉淀反应在工业生产,科学研究中的应用 2.知道沉淀转化的本质 【教学重点】

难容电解质的溶解平衡、沉淀的转换 【教学难点】

运用溶度积常数简单计算溶液中相关离子的浓度;运用浓度积和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化

【教学过程】 ⑴沉淀的生成 ①沉淀生成的应用

在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 ②沉淀的方法

a .调节PH 法:例如,工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节PH 到

至7~8,可使Fe 3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下:Fe 3++3NH3·H 2O= Fe(OH)3↓+3NH 4 b .加沉淀剂法:如以Na 2S 、H 2S 等作沉淀剂,使某些金属离子如Cu 2+、Hg 2+等生成极难溶的硫化物CuS 、HgS 等沉淀物,也是分离、除去杂质常用的方法。反应如下:

Cu 2++S 2-

= CuS↓ Cu 2++H 2S= CuS↓+2H+

Hg 2++S 2-

= HgS↓ Hg 2++H 2S= HgS↓+2H+

⑵沉淀的溶解

沉淀溶解的原理 根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子,使平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。

使沉淀溶解的规律是:加入的试剂能与沉淀所产生的离子发生反应,生成挥发性物质或弱电解质(弱酸、弱碱、水)而使溶解平衡向溶解的方向移动,则沉淀就会溶解。 ①沉淀转化的方法

对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。 ②沉淀转化的实质

沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般说来,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。 ③沉淀转化的应用

沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。 a . 锅炉除水垢:

b .对一些自然现象的解释:

在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。例如,各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO 4溶液,并向深部渗透,遇到深层的闪锌(ZnS )和方铅 CuSO 44

1.了解溶解平衡的建立及特征。

2.应用平衡移动原理分析影响溶解平衡的因素

3.运用溶度积常数简单计算溶液中相关离子的浓度; 【学习过程】

一:对Ag +与Cl -

反应能进行到底么?---以AgCl 为例

思考1、AgCl 是常见的难溶电解质,AgCl 不溶于水么?__________________:

2、20℃时,将1g AgCl固体投入100g 水中,最终,只有______g AgCl溶解,所得饱和溶液

中约有___molAg+、____mol Cl—

该事实说明AgCl 饱和溶液中存在溶解平衡________________________________。 阅读课本P61-P62,了解AgCl 的溶解平衡: 归纳:难溶电解质在水中存在溶解平衡

难溶电解质(s 阳离子(aq) + 阴离子(aq)

练习:写出下列各难溶电解质的溶解平衡: CaCO 3 AgS

Fe(OH)3 Mg(OH)2 二:溶解平衡的移动

1、把氢氧化钙放入水中,达到如下平衡:Ca(OH)(s)⇌Ca 2+(aq)+2OH -

2(aq),加入以下溶液,

可使Ca(OH)2减少的是( )

A .Na 2S 溶液 B .AlCl 3溶液 C .NH4Cl 溶液 D .CaCl 2溶液 2、利用平衡移动原理解释下列事实

①FeS沉淀不溶于水,但能溶于稀盐酸 ②CaCO3难溶于稀硫酸,但能溶于醋酸

③洗涤BaSO4沉淀时,用水洗涤造成的沉淀损失大于用等体积稀硫酸洗涤造成的损失 三:溶解平衡的平衡常数---------溶度积(常数)-------科学视野P65 阅读P65科学视野,完成下列任务

1、书写下列难溶电解质溶度积常数的表达式:

AgCl :Ksp=_____________ Ag 2S :Ksp=_____________ Cu(OH)2: Ksp=_____________ Fe(OH)3:Ksp=_____________

2、利用难溶电解质的离子积Qc 与Ksp 的关系,可以判断在给定条件下沉淀在溶解还是生成。 Qc >K sp ------有沉淀生成 Qc =K sp ---刚好处于沉淀溶解平衡,无现象- Qc <K sp ------沉淀在溶解 应用

1)、体验:室温下Fe(OH)-

3的溶度积常数K sp =4×1038,某酸性溶液中有0.04mol/L的Fe 3+,向其中加入碱性物质以调高溶液的pH 值,分析下列问题: 少?

2)等物质的量的CaCl 2溶液与Na 2SO 4溶液反应后过滤,得到CaSO 4的饱和溶液中,

① c(Ca2+)= c(SO—-

42)=_________________( CaSO4 K sp =9×106)

②向该饱和溶液中加入Na 体,使c(CO—

2CO 3固32)=0.01mol/L,有无沉淀生成?

_______________( CaCO-

3 K sp =2.8×109)

小结:

针对练习:

1、下列说法正确的是 A 、某物质的溶解性为难溶,意味着该物质不溶于水 B 、不溶于水的物质意味着该物质在水中的溶解度为0 C 、绝对不溶解的物质是不存在的 D 、某离子被沉淀完全是指该离子的浓度降为0 2、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( ) A .反应开始时,溶液中各离子浓度相等

B .沉淀溶解达到平衡时,沉淀的生成和溶解的速率相等

C .沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变

D .沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶的该沉淀物,将促进溶解

3、在AgCl 饱和溶液中尚有AgCl 固体存在,当向溶液中加入0.1 mol·L -

1的盐酸时,下列说法正确的是( )

A .AgCl 沉淀溶解平衡正向移动 B .AgCl 溶解度增大 C .溶液中c (Ag+

) 增大 D .溶液中c (Cl-

) 增大

室温下,粗制的硫酸铜溶液(Cu2+浓度为0.1mol/L)中含有杂质Fe 3+(10-

3 mol/L),甲同学采用加适量碱的方法除去Fe 3+,当溶液的pH=4时,Fe 3+有无除尽?此时的Cu 2+有无沉淀而损失?

(已知溶度积常数:Fe(OH)×10-38------Cu(OH)2---2.2×10-

3--420)

1.了解沉淀反应在工业生产,科学研究中的应用 2.知道沉淀转化的本质 【教学重点】

难容电解质的溶解平衡、沉淀的转换 【教学难点】

运用溶度积常数简单计算溶液中相关离子的浓度;运用浓度积和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化

【教学过程】 ⑴沉淀的生成 ①沉淀生成的应用

在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 ②沉淀的方法

a .调节PH 法:例如,工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节PH 到

至7~8,可使Fe 3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下:Fe 3++3NH3·H 2O= Fe(OH)3↓+3NH 4 b .加沉淀剂法:如以Na 2S 、H 2S 等作沉淀剂,使某些金属离子如Cu 2+、Hg 2+等生成极难溶的硫化物CuS 、HgS 等沉淀物,也是分离、除去杂质常用的方法。反应如下:

Cu 2++S 2-

= CuS↓ Cu 2++H 2S= CuS↓+2H+

Hg 2++S 2-

= HgS↓ Hg 2++H 2S= HgS↓+2H+

⑵沉淀的溶解

沉淀溶解的原理 根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子,使平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。

使沉淀溶解的规律是:加入的试剂能与沉淀所产生的离子发生反应,生成挥发性物质或弱电解质(弱酸、弱碱、水)而使溶解平衡向溶解的方向移动,则沉淀就会溶解。 ①沉淀转化的方法

对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。 ②沉淀转化的实质

沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般说来,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。 ③沉淀转化的应用

沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。 a . 锅炉除水垢:

b .对一些自然现象的解释:

在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。例如,各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO 4溶液,并向深部渗透,遇到深层的闪锌(ZnS )和方铅 CuSO 44


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