化学选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡第一课时复习练习题

课程基本信息

课题

沉淀溶解平衡(第一课时)

教科书

书名： 普通高中教科书化学选择性必修1化学反应原理

出版社：人民教育出版社          出版日期：2020年5月

教学目标

教学目标：

1、认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，能证明难溶电解质沉淀溶解平衡的存在，能结合实例描述沉淀溶解平衡。进一步发展粒子观、平衡观。

2、了解溶度积的含义，知道溶度积是沉淀溶解平衡的平衡常数，溶度积可以反映难溶电解质在水中的溶解能力。

3、学会运用与Q、Ksp相关的计算，分析和解决废水除金属离子等实际问题。

教学重点：

难溶电解质的沉淀溶解平衡的原理

教学难点：

运用与Q、Ksp相关的计算，分析和解决废水除金属离子等实际问题。

教学过程

时间

教学环节

主要师生活动

引入

【资料】

在电子、医用金属、珠宝等行业都需要用到银材料，生产废水中含有的银离子属于重金属污染。

任务一

    现用1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液模拟工业废水，某同学提出可以加入1 mL 0.012 mol/L的NaCl溶液，充分反应，完全沉淀其中的Ag+。

这种方法是否合理？说明理由。

【看一看】

观察教科书77页的表3-3 几种电解质的 溶解度（20 ℃），思

考生成AgCl沉淀的离子反应完成后，溶液中是否还有Ag+？

【分析】      

1、经常提到的易溶、可溶、微溶和难溶是相对的。这些物质的溶解性各不相同。

2、生成AgCl沉淀后，非常少的一部分AgCl沉淀会溶解，成为Ag+、Cl-。 溶液中有三种粒子共存，AgCl固体、Ag+、Cl-。

即使过量的NaCl也无法完全沉淀溶液中的Ag+。

【小结】

1、在水溶液中：

一方面，溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl表面析出，这一过程是沉淀。

另一方面，在水分子作用下，少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面进入水中，这一过程是溶解。

两个过程同时存在，属于可逆的过程。

2、沉淀溶解平衡的表示方法：

可逆号表示沉淀、溶解两个过程同时进行。

物质状态用字母s表示固体，s是固体的英文单词首字母。

用字母aq表示离子，aq是溶液的英文单词开头两个字母。

【试一试】

    请写出BaSO4、CaCO3、AgI、Ag2S的沉淀溶解平衡表达式。

任务二

    上述1 mL 0.012 mol/L的 NaCl溶液与1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液充分反应后，溶液中剩余Ag+的浓度是多少？涉及化学平衡的计算常需要哪些数据？

【分析】

    1、难溶电解质的沉淀溶解平衡的平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp。

    2、溶度积的几个特点：

    Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，Ksp越小，越难溶。

    Ksp与温度有关。 其它条件一定时，一般温度越高，Ksp越大。

    根据某温度下溶度积Ksp与溶液中离子积Q 的相对大小，可以判断难溶电解质的沉淀或溶解情况。

      Q ＞ Ksp，溶液中有沉淀析出；

      Q ＝ Ksp，沉淀与溶解处于平衡状态；

      Q ＜ Ksp，溶液中无沉淀析出。

     3、1 mL 0.012 mol/L NaCl溶液与1 mL 0.010 mol/L AgNO3溶液充分反应后剩余Ag+的浓度为（忽略溶液体积变化）：

    一般情况，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5mol/L时，化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了。

任务三

    根据本节课所学内容，请思考如何使沉淀反应完成后，溶液中的Ag+浓度能够尽量小？ 你能想出几种办法？

【分析】

根据溶度积的计算式，使 c(Ag+)变小的方法是：

第一种 ，保持Ksp不变，增大c(Cl-)，具体方法可以增大加入NaCl溶液的浓度。

第二种，保持氯离子浓度不变，使Ksp变小。

使AgCl的Ksp变小的一种具体方法可以降低温度。

第三种，选择生成Ksp更小的物质。

可以用含硫化合物沉淀Ag+。（Ag2S的Ksp为6.3×10-50）

【算一算】

用Na2S溶液沉淀AgNO3溶液中的Ag+，充分反应后，测得剩余溶液中的S2- 的浓度为1.0×10-4 mol/L，此时剩余溶液中Ag+的浓度为多少？（ 25 ℃ ）

用同样的计算方法，用SO42-沉淀Ag+，如果反应后剩余溶液中的SO42-浓度是0.1 mol/L，经计算，剩余Ag+的浓度约为0.01 mol/L。达不到沉淀完全的标准。

【想一想】

用Cl-、S2-除去水中Ag+，各有什么优缺点？      

除了沉淀法，除去废水中Ag+的方法还有电解法、离子交换法、吸附法、膜分离法……

学以致用

    工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，将含杂质的氯化铵溶解于水，再加入氨水调节pH，可使 Fe3+生成 Fe(OH)3 沉淀而除去。

    请运用所学知识分析加氨水的优点有哪些？ 若使Fe3+沉淀完全需要调节pH至少为多少？

【分析】

    除去氯化铵中的氯化铁，可以将Fe3+转化为沉淀，与氯化铵溶液分离。

    查阅教科书122页表格，25 ℃难溶电解质Fe(OH)3 的Ksp ＝ 2.8×10-39。

    需要选择使溶液中OH-浓度增加的试剂。

    根据Fe3+ + 3NH3·H2O ＝ Fe(OH)3↓ + 3NH4+

沉淀除杂原则：选择生成Ksp 尽量小的沉淀；

              不引入新的粒子；

              不消耗其他原料

【算一算】

    工业处理含Cu2+、Fe3+等的混合溶液时，常利用不同金属离子生成氢氧化物所需的pH不同，来分离金属离子。

总结