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（3）掌握运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。 （4）掌握简单的利用KSP的表达式，计算溶液中相关离子的浓度。 2．知识要点

（1）难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，运用溶度积KSP简单计算溶液中相关离子的浓度

（2）运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。 3．学习方法

难溶电解质在水中也会建立一种动态平衡，这种动态平衡和化学平衡、电离平衡一样合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。难溶电解质溶解程度大小可以用沉淀溶解平衡常数--溶度积KSP来进行判断，因此我们就可以运用溶度积KSP计算溶液中相关离子的浓度。对难溶电解质的溶解平衡常数的正确的理解，一方面要运用前面的影响化学平衡、电离平衡的因素知识进行牵移和类比以达到强化和内化的目标；另一方面要用溶度积KSP知识来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。本节内容的核心知识点就是溶度积KSP

二、学习训练材料

第一课时

[知识技能] 1．一些电解质如BaSO4在水中只能溶解很少、可以说是难以溶解，所以称为______________。尽管这些电解质难以溶解于水中，但在水中也会建立一种________ _____。

2．难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律，其基本特征为：（1）________ ____（2）__ ______ ____ （3）________ ____（4）________ ____

3．难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常数称为_______ __，简称_______ __。请写出PbI2 Cu(OH)2 BaSO4 CaCO3 Al(OH)3 CuS的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式

4．溶度积KSP反映了难溶电解质在水中的__ ______ ___，KSP的大小和溶质的溶解度不同，它只与__ ______ 有关，与__ ______ 无关。利用溶度积KSP可以判断__ ______ __、__ ______ __以及__ _____ _ __。 5．沉淀的转化是__ _____ _ __的过程，其实质是__ _____ _ __。

当Qc 大于 Ksp时，情况为：__ _____ _ __ 当Qc 等于 Ksp时，情况为：__ _____ _ __ 当Qc 小于 Ksp时，情况为：__ _____ _ __ 6．将AgNO3溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都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： _ _____ _ 7．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： _____

－－

8．已知在室温时，Cu(OH)2的溶度积Ksp=2.2×1020 mol3·L3，求室温下Cu(OH)2饱和溶液中Cu2+和OH-的物质的量浓度。 [能力方法]

1．铝和镓的性质相似，如M(OH)3都是难溶的两性氢氧化物。在自然界镓常以极少量分散于铝矿，如Al2O3中。用NaOH溶液处理铝矿（Al2O3）时，生成NaAlO2、NaGaO2；而后通入适量CO2，得Al(OH)3沉淀，而NaGaO2留在溶液中（循环多次后成为提取镓的原料）。发生后一步反应是因为

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A、镓酸酸性强于铝酸 B、铝酸酸性强于镓酸

C、镓浓度小，所以不沉淀 D、Al(OH)3是难溶物

－

2．己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)2(固)Ca2+＋2OH，

－

CaCO3(固) Ca2+＋CO32。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2，CO2等，为了除去有害气体SO2变废为宝，常常见粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气，反应产物为石膏。

（1）写山上述两个反应的化学方程式：

①S02与CaCO3悬浊液反应 ②S02与Ca(OH)2悬浊液反应 （2）试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由 3．以BaS为原料制备Ba(OH)2·8H2O的过程是：BaS与HCl反应，所得溶液在70℃～90C时与过量NaOH溶液作用，除杂，冷却后得到Ba(OH)2·8H2O晶体。据最新报道，生产效率高、成本低的Ba(OH)2·8H2O晶体的新方法是使BaS与CuO反应……

1．新方法的反应方程式为： 2．该反应反应物CuO是不溶物，为什么该反应还能进行：

3．简述新方法生产效率高、成本低的原因。

4．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：

[拓展体验] 一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数，这个常数称为该难溶电解质的溶度积，用符号Ksp表示。

－－

即：AmBn(s)mAn+(aq)＋nBm(aq) [An+]m·[Bm]n＝Ksp

－－

已知：某温度时，Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl] ＝1.8×1010

－12

Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2- 4] ＝1.1×10试求：

（1）此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度，并比较两者的大小。

（2）此温度下，在0.010mo1·L-1的AgNO3溶液中，AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度，并比较两者的大小。 [学习小结] 参考答案 [知识技能]

1．难溶电解质 动态平衡 2．可逆过程 沉积和溶解速率相等 各离子浓度不变 改变温度、浓度等条件平衡移动

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3．溶度积常数 溶度积 （略）

4．溶解能力 温度 浓度 沉淀的生成 溶解情况 沉淀溶解平衡移动方向 5．一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质 沉淀溶解平衡的移动 此时有沉淀析出 直至沉积与溶解达到平衡 沉积与溶解处于平衡状态 若溶液中存在难溶电解质，则难溶电解质会溶解，直至沉积与溶解达到平衡状态

6．白→淡黄→黄色 AgCl AgBr AgI的Ksp逐渐减小，白色AgCl沉淀转化成难溶的淡黄色的AgBr，然后淡黄色的AgBr再转变成更难溶的黄色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浓度小，不利于吸收SO2 3．（1）BaS＋CuO＋9H2O＝Ba(OH)2·8H2O＋CuS［也可写Ba(OH)2］ （2）CuS的溶度积比CuO小得多（更难溶），有利于该反应正向进行。

（3）CuS为难溶物（未反应的CuO也不溶），过滤后，将滤液浓缩、冷却，就可在溶液中析出Ba(OH)2·8H2O晶体，故生产效率高；CuS在空气中焙烧氧化可得CuO与SO2，故CuO可反复使用（SO2可用于制硫的化合物），因而成本低。

3?4．．H++OH-=H2O，使平衡向脱矿方向移动 5Ca2++3PO4+F-=Ca5（PO4）3F↓

3?加Ca2+（或加PO4等）

[拓展体验]

＋－

①AgCl(s)Ag(aq)＋Cl(aq)

c(AgCl)?Ksp(AgCl)?1.8?10?10?1.3?10?5mol?L?1Ag2CrO4(s)

2Ag＋(aq)＋CrO42(aq)

2x

(2x)2·x=Ksp

3－

x

3

c(Ag2CrO4)?Ksp(Ag2CrO4)41.1?10?12??6.5?10?5mol?L?1

4 ∴ 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) 溶解平衡时： 0.010＋x x

－

(0.010＋x)·x＝1.8×1010 ∵ x很小，∴ 0.010＋x ≈0.010

－

x＝1.8×108(mol·L－1)

－

c(AgCl)= 1.8×108(mol·L－1) Ag2CrO4(s) 溶解平衡时：

2Ag＋(aq)

0.010＋x

＋ x

－

CrO24(aq)

－

(0.010＋2x)2·x＝1.1×1012

－－

x＝1.1×108(mol·L1)

∵ x很小，∴ 0.010＋2x≈0.010

－

∴ c(Ag2CrO4)＝1.1×10-8 (mol·L1)

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∴ c(AgCl)＞c(Ag2CrO4)

第四章 电化学基础 §4.1 原电池

一、探究目标

体验化学能与电能相互转化的探究过程 二、探究重点

初步认识原电池概念、原理、组成及应用。 三、探究难点

通过对原电池实验的研究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以及这种转化的综合利用价值。 四、教学过程 【引入】

电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。 【板书】§4.1 原电池 一、原电池实验探究

讲：铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质，利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点！ 【实验探究】(铜锌原电池) × 实 验 步 骤 1、锌片插入稀硫酸 2、铜片插入稀硫酸 现 象 Cu Zn 3、锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫 酸 【问题探究】

1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？

2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？

+

3、锌片的质量有无变化？溶液中c (H)如何变化？ 4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？ 5、电子流动的方向如何？

讲：我们发现检流计指针偏转，说明产生了电流，这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁，这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。 【板书】（1）原电池概念：学能转化为电能的装置叫做原电池。 问：在原电池装置中只能发生怎样的化学变化？

+2+

学生： Zn+2H=Zn+H2↑ 讲：为什么会产生电流呢？

答：其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应，有电子的转移，但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时，由于分子热运动无一定的方向，因此电子转移不会形成电流，而通常以热能的形式表现出来，激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。显然从理论上讲，一个能自发进行的氧化还原反应，若能设法使氧化与还原分开进行，让电子的不规则转移变成定向移动，便能形成电流。所以原电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向移动形成电流。

（2）实质：将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电

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能的形式释放。

问：那么这个过程是怎样实现的呢？我们来看原电池原理的工作原理。 （3）原理：（负氧正还）

问：在锌铜原电池中哪种物质失电子？哪种物质得到电子？ 学生：活泼金属锌失电子，氢离子得到电子

问：导线上有电流产生，即有电子的定向移动，那么电子从锌流向铜，还是铜流向锌？ 学生：锌流向铜

讲：当铜上有电子富集时，又是谁得到了电子？ 学生：溶液中的氢离子

讲：整个放电过程是：锌上的电子通过导线流向用电器，从铜流回原电池，形成电流，同时氢离子在正极上得到电子放出氢气，这就解释了为什么铜片上产生了气泡的原因。

讲：我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反，所以电流的方向是从铜到锌，在电学上我们知道电流是从正极流向负极的，所以，锌铜原电池中，正负极分别是什么？ 学生：负极（Zn） 正极（Cu）

实验：我们用干电池验证一下我们分析的正负极是否正确！ 讲：我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理，又叫电极方程式或电极反应。一般先写负极，所以可表示为：

2＋

负极（Zn）：Zn－2e＝Zn （氧化）

＋

正极（Cu）：2H＋2e＝H2↑（还原）

讲：其中负极上发生的是氧化反应，正极上发生的是还原反应，即负氧正还。 注意：电极方程式要①注明正负极和电极材料 ②满足所有守衡

+2+

总反应是：Zn+2H=Zn+H2↑ 讲：原来一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规则的电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。

转折：可以看出一个完整的原电池包括正负两个电极和电解质溶液，及导线。那么铜锌原电池中的正负极和硫酸电解质能否换成其他的物质呢？ 学生：当然能，生活中有形形色色的电池。 过渡：也就是构成原电池要具备怎样的条件？ 二、原电池的构成条件 1、活泼性不同的两电极 2、电解质溶液

3、形成闭合回路（导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液 4、自发的氧化还原反应(本质条件) 思考：锌铜原电池的正负极可换成哪些物质？保证锌铜原电池原理不变，正负极可换成哪些物质？（ C、Fe、 Sn、 Pb、 Ag、 Pt、 Au等） 问：锌铜原电池中硫酸能换成硫酸钠吗？ 判断是否构成原电池，是的写出原电池原理。

（1）镁铝/硫酸；铝碳/氢氧化钠；锌碳/硝酸银 ；铁铜在硫酸中短路；锌铜/水；锌铁/乙醇；硅碳/氢氧化钠

（2）[锌铜/硫酸（无导线）；碳碳/氢氧化钠] 若一个碳棒产生气体11.2升，另一个产生气体5.6升，判断原电池正负极并求锌片溶解了多少克？设原硫酸的浓度是1mol/L，体积为3L，求此时氢离子浓度。

（3）银圈和铁圈用细线连在一起悬在水中，滴入硫酸铜，问是否平衡？（银圈下沉） （4）Zn/ZnSO4//Cu/CuSO4盐桥（充满用饱和氯化钠浸泡的琼脂）

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