高二化学选修四教案设计34难溶电解质的溶解平衡人教版.docx
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高二化学选修四教案设计34难溶电解质的溶解平衡人教版
第四节难溶电解质的溶解平衡
●课标要求
1.能描述沉淀溶解平衡。
2.知道沉淀转化的本质。
●课标解读
1.了解沉淀溶解平衡的建立及特点。
2.运用化学平衡理论分析沉淀的生成、溶解、转化的实质。
分析解决物质的分离、提纯、沉淀的溶解、转化等实际问题。
●教学地位
本节介绍了难溶电解质的溶解平衡及溶解平衡的应用,并运用平衡移动原理分析、解决沉淀的溶解和沉淀的转化问题。
培养学生的知识迁移能力、动手实验的能力和逻辑推理能力。
●新课导入建议
从1993~1999年,图瓦卢的海平面总共上升了9.12厘米,按照这个数字推算,50年之后,海平面将上升37.6厘米,这意味着图瓦卢至少将有60%的国土彻底沉入海中。
TavalaKatea认为,这对由八个珊瑚岛组成的图瓦卢就意味着灭亡,因为涨潮时图瓦卢将不会有任何一块土地能露在海面上。
你知道为什么图瓦卢的珊瑚岛会被海水侵蚀吗?
【提示】 珊瑚岛的岩石成分是CaCO3。
人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他化石燃料,都会使大气中CO2浓度增大,进而使海水中CO2的浓度增大,使Ca2++2HCO
CaCO3+CO2+H2O平衡逆向移动。
另外,气候变暖使海平面上升,也加速了珊瑚岛的侵蚀。
●教学流程设计
课前预习安排:
(1)看教材P61~62,填写【课前自主导学】中“知识1,溶解平衡”的内容,并完成【思考交流1】;
(2)看教材P62~P65页,填写【课前自主导学】中的“知识2,沉淀反应的应用”,并完成【思考交流2】。
(3)看教材P65~P66页,填写【课前自主导学】中的“知识3,溶度积”,并完成【思考交流3】。
⇒步骤1:
导入新课,本课时教材地位分析。
⇒步骤2:
建议对【思考交流】1、2、3多提问几个学生,使80%以上的学生都能掌握该内容,以利于下一步对该重点知识的探究。
⇓
步骤6:
先让学生自主总结本课时学习的主要知识,然后对照【课堂小结】以明确掌握已学的内容,安排学生课下完成【课后知能检测】。
⇐步骤5:
在老师指导下由学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的内容,验证学生对探究点的理解掌握情况。
⇐步骤4:
教师通过【例题】和教材P62~65页的讲解研析对探究点进行总结。
⇐步骤3:
师生互动完成“【课堂互动探究】”可利用【问题导思】中的问题,由浅入深地进行。
建议教师除【例题】外,再变换一个角度,利用【教师备课资源】中例题以拓展学生的思路。
课 标 解 读
重 点 难 点
1.了解难溶电解质的溶解平衡。
2.知道沉淀生成、沉淀溶解、沉淀转化的本质是沉淀溶解平衡的移动。
3.了解溶度积的意义。
1.难溶电解质在水中的溶解平衡的建立。
(重点)
2.用平衡移动理论分析沉淀的溶解、生成和转化。
(重难点)
3.溶度积的含义及表达式。
(难点)
溶解平衡
1.概念:
在一定温度下,当沉淀溶解和生成的速率相等时,即达到溶解平衡。
2.表达式(以AgCl为例):
AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)
3.特征
动——动态平衡,溶解速率和沉淀速率不等于0。
等——溶解速率和沉淀速率相等。
定——平衡状态时,溶液中的离子浓度保持不变。
变——当改变外界条件时,溶解平衡发生移动。
4.生成难溶电解质的离子反应的限度
(1)25℃时,溶解性与溶解度的关系
(2)反应完全的标志:
对于常量的化学反应来说,化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5_mol/L时,沉淀就达完全。
1.常温下,分别将AgCl溶于水和0.1mol/L的NaCl溶液中,其溶解度相同吗?
为什么?
【提示】 不同,在NaCl溶液中,Cl-的存在会导致AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)向左移动,使AgCl溶解度更小。
沉淀反应的应用
1.沉淀的生成
(1)调节pH法
加入氨水调节pH至7~8,可除去氯化铵溶液中的杂质氯化铁。
反应离子方程式如下:
Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH
。
(2)加沉淀剂法
以Na2S、H2S等作沉淀剂,使Cu2+等生成极难溶的硫化物沉淀。
反应离子方程式如下:
Cu2++S2-===CuS↓,Cu2++H2S===CuS↓+2H+。
2.沉淀的溶解
(1)原理:
根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,只要不断减少溶解平衡体系中的相应离子,平衡就向沉淀溶解的方向移动,从而使沉淀溶解。
(2)溶解沉淀的试剂类型
①主要类型是:
用强酸溶解:
例如,溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。
②用某些盐溶液溶解:
例如Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液,化学方程式为:
Mg(OH)2+2NH4Cl===MgCl2+2NH3·H2O。
3.沉淀的转化
(1)实质:
溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀。
两种沉淀的溶解度差别越大,沉淀越容易转化。
(2)应用:
①锅炉除水垢
水垢[CaSO4(s)]
CaCO3(s)
Ca2+(aq)
其反应的化学方程式如下:
CaSO4+Na2CO3===CaCO3+Na2SO4
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
②自然界中矿物的转化
原生铜的硫化物
CuSO4溶液
CuS(铜蓝)
第2步反应的化学方程式如下:
CuSO4+ZnS===CuS+ZnSO4
CuSO4+PbS===CuS+PbSO4
2.如果除去某溶液中的SO
,你是选择钙盐还是钡盐?
为什么?
【提示】 选择可溶性钡盐,因为BaSO4的溶解度比CaSO4的溶解度小,用Ba2+沉淀SO
更完全。
溶度积
溶度积表达式对于反应AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)Ksp=[c(An+)]m·[c(Bm-)]n影响
因素内因:
难溶电解质的性质外因:
只与温度有关溶度积
规则Qc>Ksp,溶液过饱和,沉淀析出Qc=Ksp,沉淀与溶解达平衡Qc 3.溶度积越小的难溶物,其溶解度也越小吗? 【提示】 对于同一类型的难溶物,Ksp越小,溶解度越小。 沉淀溶解平衡 【问题导思】 ①存在沉淀溶解平衡的难溶物属于弱电解质吗? 【提示】 不一定,如CaCO3、BaSO4等。 ②同一难溶物,其电离方程式和沉淀溶解平衡的方程式有哪些不同? (以BaSO4为例) 【提示】 电离方程式: BaSO4===Ba2++SO 沉淀溶解平衡: BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO (aq) 沉淀溶解平衡是指固体沉淀与溶液中相关离子间的平衡关系,包含了沉淀的溶解和溶解后的电解质的电离过程。 如: BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO (aq) 包含了BaSO4(s)BaSO4(aq)和BaSO4===Ba2++SO 两个过程。 1.沉淀溶解平衡与电离平衡的比较 (1)从物质类别方面看 ①难溶电解质: 可以是强电解质也可以是弱电解质。 ②难电离物质: 只能是弱电解质。 (2)从变化的过程看 ①沉淀溶解平衡: 已溶解溶质与未溶解溶质之间形成的沉淀与溶解的平衡状态。 ②电离平衡: 溶解的弱电解质分子与离子之间的转化达到的平衡状态。 (3)沉淀溶解平衡与难溶电解质的电离比较 沉淀溶解平衡 难溶电解质的电离 平衡 状态 已溶溶质的离子与未溶溶质之间的平衡 可能存在电离平衡,如: Al(OH)3 可能不存在电离平衡,如: BaSO4 表示 方法 Al(OH)3(s) Al3+(aq)+3OH-(aq) BaSO4(s)Ba2+(aq) +SO (aq) Al(OH)3Al3++3OH- BaSO4===Ba2++SO 2.影响沉淀溶解平衡的因素 影响因素 沉淀溶解平衡 电离平衡 内因 电解质本身的性质 外 因 温度 温度升高,多数溶解平衡向溶解的方向移动 温度升高,正 向移动 稀释 向溶解方向移动 正向移动 同离子 效应 加入相同离子,向生成沉淀的方向移动 逆向移动 1.Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小。 2.沉淀溶解平衡仍然遵循勒夏特列原理。 把足量熟石灰放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡: Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),下列叙述正确的是( ) A.给溶液加热,溶液的pH升高 B.恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高 C.向溶液中加入Na2CO3溶液,Ca(OH)2固体增多 D.向溶液中加入少量的NaOH固体,Ca(OH)2固体增多 【解析】 A项,Ca(OH)2溶解度随温度升高而降低,因此,升温平衡左移,c(OH-)减小,pH减小;B项,保持恒温,Ca(OH)2溶解度不变,c(OH-)不变,因此pH不变;C项,CO +Ca2+===CaCO3↓,使平衡正向移动,Ca(OH)2固体减少;D项,加入NaOH固体时,c(OH-)增大,平衡逆向移动,因此Ca(OH)2固体增多。 【答案】 D 本题易错选A或B。 因为忽略了Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小,错选A。 加入CaO虽然与H2O生成Ca(OH)2,但恒温时Ca(OH)2的溶解度不变,易错选B。 对于难溶盐MX,其饱和溶液中M+和X-的物质的量浓度之间的关系类似于c(H+)·c(OH-)=Kw,存在等式c(M+)·c(X-)=Ksp。 现将足量的AgCl分别加入下列溶液中,AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是( ) ①20mL0.01mol/LKCl溶液 ②30mL0.02mol/LCaCl2溶液 ③40mL0.03mol/LHCl溶液 ④10mL蒸馏水 ⑤50mL0.05mol/LAgNO3溶液 A.①>②>③>④>⑤ B.④>①>③>②>⑤ C.⑤>④>②>①>③D.④>③>⑤>②>① 【解析】 本题考查的是沉淀溶解平衡的影响因素。 AgCl固体在水中存在如下溶解平衡: AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),由于c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp, c(Cl-)或c(Ag+)越大,越能抑制AgCl的溶解,AgCl的溶解量就越小。 注意AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag+或Cl-的浓度有关,而与溶液的体积无关。 ①中c(Cl-)=0.01mol/L;②中c(Cl-)=0.04mol/L;③中c(Cl-)=0.03mol/L;④中c(Cl-)=0mol/L;⑤中c(Ag+)=0.05mol/L。 Ag+或Cl-的浓度由小到大的顺序为: ④<①<③<②<⑤,故AgCl的溶解量由大到小的排列顺序为: ④>①>③>②>⑤。 【答案】 B 【教师备课资源】 某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。 下列说法正确的是( ) A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点 B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点 C.d点无BaSO4沉淀生成 D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp 【解析】 A项中加入Na2SO4,溶液中c(SO )增大,导致c(Ba2+)减小,而a、b两点c(Ba2+)相同,故A项错误,蒸发时由于水分的减少,使c(Ba2+)和c(SO )都增大,而d、c两点c(SO )相同,故B项错误;d点在平衡曲线的下方,即溶液中c(Ba2+)·c(SO ) 【答案】 C 1.下列关于沉淀溶解的说法正确的是( ) A.只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程 B.沉淀溶解平衡过程是可逆的 C.在平衡状态时v溶解=v结晶=0 D.达到沉淀溶解平衡的溶液不一定是饱和溶液 【解析】 无论难溶电解质还是易溶电解质,都存在沉淀溶解平衡状态,例如NaCl过饱和溶液中就存在沉淀溶解平衡状态,故A错;电解质的沉淀溶解平衡状态是可逆的,故B对;沉淀溶解平衡状态v溶解=v结晶≠0,故C错;沉淀溶解平衡状态,电解质溶液也达到了饱和,故D项错误。 答案选B。 【答案】 B 2.CaCO3在下列哪种液体中的溶解度最大( ) A.H2O B.Na2CO3溶液 C.乙醇D.CaCl2溶液 【解析】 CaCO3(s)Ca2++CO ,A中H2O使溶解平衡右移;B、D中由于c(CO )、c(Ca2+)增大,使溶解平衡左移,溶解度减小;在有机溶剂中CaCO3溶解度很小,故选A。 【答案】 A 3.(2012·寿光高二质检)溶度积常数表达式符合Ksp=c(Ax+)2·c(By-)的是( ) A.AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) B.Na2S===2Na++S2- C.Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq) D.PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq) 【解析】 根据表达式可知方程式应为A2B(s)2A+(aq)+B2-(aq) 【答案】 C 4.向5mLNaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液,出现白色沉淀,继续滴加一滴KI溶液并振荡,沉淀变为黄色,再滴加一滴Na2S溶液并振荡,沉淀又变成黑色。 根据上述变化过程,分析此三种沉淀物的溶解度关系为( ) A.AgCl=AgI=Ag2S B.AgCl C.AgCl>AgI>Ag2SD.AgI>AgCl>Ag2S 【解析】 本题考查了沉淀的转化,根据平衡移动原理,溶解度小的沉淀应当向溶解度更小的沉淀转化,即向着降低离子浓度的方向进行,所以溶解度AgCl>AgI>Ag2S。 【答案】 C 5.向含有AgI的饱和溶液中: (1)加入固体AgNO3,则c(I-)________(填“变大”、“变小”或“不变”,下同)。 (2)若改加更多的AgI,则c(Ag+)将________。 (3)若改加AgBr固体,则c(I-)________,而c(Ag+)将________。 【解析】 AgI饱和溶液存在如下平衡: AgI(s)Ag+(aq)+I-(aq),加入固体AgNO3,c(Ag+)增大,溶解平衡左移c(I-)减小;加AgI,还是饱和溶液,c(Ag+)不变;加AgBr时,c(Ag+)增大,平衡左移,c(I-)减小,而c(Ag+)增大。 【答案】 (1)变小 (2)不变 (3)变小 变大
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- 化学 选修 教案设计 34 电解质 溶解 平衡 人教版