沉淀溶解平衡的應用課件上學期高二化學人教版選擇性必修1

第三章水溶液中的離子反應與平衡第四節(jié)沉淀溶解平衡第二課時沉淀溶解平衡的應用素養(yǎng)目標1.變化觀念與平衡思想：能用平衡移動原理分析理解沉淀的溶解與生成、沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)。2.科學探究與創(chuàng)新意識：學會用沉淀溶解平衡的移動解決生產(chǎn)、生活中的實際問題，并設計實驗探究方案，進行沉淀轉(zhuǎn)化等實驗探究。學習目標

1min自學指導

6min閱讀課本第79-83頁，完成大本第66-67頁自學檢測2minP66√×√在AgBr飽和溶液中加入NaCl固體，當Q(AgCl)＞Ksp(AgCl)時，就可以沉淀出AgCl自學檢測2minP66MgCO3和Ca(OH)2的溶解度比CaCO3和Mg(OH)2大A應用：除雜或提純物質(zhì)二、沉淀反應的應用1.沉淀的生成①原則②方法生成沉淀的反應能發(fā)生；且進行得越完全越好(1)調(diào)節(jié)pH形成氫氧化物沉淀如何除去NH4Cl中混有FeCl3?Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+加氨水調(diào)pH至7-8如何除去MgCl2中混有FeCl3?加MgO、MgCO3、Mg(OH)2Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+MgO+2H+=Mg2++H2O教師點撥

20min交流討論已知Fe3+在pH3~4開始沉淀，在pH7~8沉淀完全，而Fe2+，Cu2+在8~9開始沉淀，在11~12沉淀完全，CuCl2中混有少量Fe2+如何除去？先把Fe2+氧化成Fe3+，然后調(diào)pH至7到8使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，過濾除去沉淀。硝酸、高錳酸鉀、氯氣、氧氣、雙氧水等常見氧化劑氯氣、雙氧水、氧氣等（不引入雜質(zhì)）氧化劑可用氨水、氫氧化鈉、氧化銅、碳酸銅調(diào)pH氧化銅、碳酸銅等（不引入雜質(zhì)）調(diào)pH可用工業(yè)廢水硫化物等重金屬離子(如Cu2+、Hg2+等)轉(zhuǎn)化成沉淀(2)加沉淀劑Cu2++S2-=CuS↓Hg2++S2-=HgS↓一般認為沉淀離子濃度小于1.0×10-5mol/L時，則認為已經(jīng)沉淀完全。如果要除去某溶液中的SO42-，你選擇加入鋇鹽還是鈣鹽？為什么？加入鋇鹽。因為BaSO4比CaSO4更難溶，使用鋇鹽可使SO42-沉淀更完全?！舅伎寂c交流】選擇使沉淀物的溶度積盡量小的沉淀劑，控制沉淀劑的使用量應適當過量。(3)同離子效應法硫酸中硫酸根濃度大，使平衡左移有利于沉淀生成。BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)分步沉淀溶液中含有幾種離子，加入某沉淀劑均可生成沉淀，沉淀生成的先后順序按離子積大于溶度積的先后順序沉淀，叫作分步沉淀。Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀越完全；如AgCl、AgBr、AgI、Ag2S交流討論CaCO3Ca2++CO32-+H+HCO3-H2CO3

→H2O+CO2↑+H+CaCO3沉淀為什么可以溶于鹽酸中？你能解釋嗎？【思考交流】沉淀的溶解滴加試劑蒸餾水鹽酸NH4Cl溶液現(xiàn)象Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2OMg(OH)2+2NH4Cl

?MgCl2+2NH3·H2O沉淀不溶解沉淀溶解沉淀溶解【實驗3-3】向3支盛有少量Mg(OH)2沉淀的試管中分別滴加適量的蒸餾水、鹽酸和NH4Cl溶液，觀察并記錄現(xiàn)象?；瘜W反應方程式:（1）原理設法不斷移去溶解平衡體系中的相應離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動。Qc

<Ksp（2）舉例①難溶電解質(zhì)溶于酸中如：CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于強酸②難溶電解質(zhì)溶于鹽溶液如：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液2.沉淀的溶解FeS可溶于強酸，H2S與Fe2+不反應3Ag2S＋8H＋＋2NO3-=6Ag＋＋3S＋2NO↑＋4H2OAgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O④氧化還原溶解法：③配位溶解法:如Ag2S溶于稀HNO3如AgCl溶于氨水沉淀的轉(zhuǎn)化【實驗3-4】

向盛有2滴3溶液的試管中滴加溶液，至不再有白色沉淀產(chǎn)生。向其中滴加4滴溶液，觀察、記錄現(xiàn)象；再向其中滴加8滴的Na2S溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。AgClAgIAg2SKINa2S白色沉淀黃色沉淀黑色沉淀AgNO3溶液NaCl溶液KI溶液Na2S溶液①②③KI=I-+K+AgCl(s)

Ag++Cl-+AgI(s)s(AgCl)=1.5×10-4gs(AgI)=3.7×10-7gAgCl(s)+I-

AgI(s)+Cl-沉淀的轉(zhuǎn)化示意圖s(Ag2S)=1.3×10-16gQ(AgI)＞Ksp(AgI)AgI沉淀Q(AgCl)＜Ksp(AgCl)AgCl溶解Na2S=S2-

+2Na+AgI(s)

Ag++I-+Ag2S(s)2AgI(s)+S2-

AgS(s)+2I-沉淀的轉(zhuǎn)化示意圖s(AgCl)=1.5×10-4gs(AgI)=3.7×10-7gs(Ag2S)=1.3×10-16gQ(Ag2S)＞Ksp(Ag2S)Ag2S沉淀Q(AgI)＜Ksp(AgI)AgI溶解FeCl3靜置白色沉淀析出白色沉淀變?yōu)榧t褐色紅褐色沉淀析出，溶液變無色3Mg(OH)2+2FeCl3?2Fe(OH)3+3MgCl2沉淀的轉(zhuǎn)化【實驗3-5】

向盛有2溶液的試管中滴加2-4滴2mol/LNaOH溶液，有白色沉淀生成，再滴加4滴3溶液，靜置。觀察并記錄現(xiàn)象。（1）實質(zhì)：溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)，溶解度差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。沉淀的轉(zhuǎn)化在科研和生產(chǎn)中具有重要的應用價值。沉淀的轉(zhuǎn)化是指由一種難溶物轉(zhuǎn)化為另一種難溶物的過程，其實質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動。（2）一般規(guī)律：（3）沉淀轉(zhuǎn)化的應用：3.沉淀的轉(zhuǎn)化鍋爐水垢中除了CaCO3、Mg(OH)2外，還含有難溶于水和酸的CaSO4，如何清除？沉淀轉(zhuǎn)化的應用——鍋爐除水垢水垢成分CaCO3

Mg(OH)2

CaSO4

用飽和Na2CO3溶液浸泡數(shù)天疏松的水垢CaCO3

Mg(OH)2用鹽酸或飽氯化銨液除去水垢CaSO4+CO32-?CaCO3+SO42-CaCO3+2H+=

Ca2++CO2↑+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2++2H2OCaSO4

SO42-+

Ca2+

+CO32-CaCO3沉淀轉(zhuǎn)化自然界中礦物的轉(zhuǎn)化：S小的礦物S更小的轉(zhuǎn)化CuSO4＋ZnS?

CuS＋ZnSO4CuSO4＋PbS?CuS＋PbSO4CuS(銅藍)如原生銅硫化物氧化淋濾CuSO4(溶液)ZnSPbS含氟牙膏的使用，發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化氟磷灰石更能抵抗酸的侵蝕，使牙齒更堅固齲齒和含氟牙膏Ca5(PO4)

3OH+4H+5Ca2++3HPO4-+H2OCa5(PO4)

3OH+F-

Ca5(PO4)3F+OH-羥磷灰石氟磷灰石(耐酸腐蝕)工業(yè)廢水處理過程中，重金屬離子可利用沉淀轉(zhuǎn)化原理用FeS等難溶物轉(zhuǎn)化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀。用FeS除去Hg2＋的離子方程式：FeS(s)+Hg2+(aq)

?HgS(s)+Fe2+(aq)工業(yè)廢水處理自學檢測2minP67顏色變化是由于AgCl轉(zhuǎn)化成AgI，AgI再轉(zhuǎn)化成Ag2S，其轉(zhuǎn)化的原因是溶解度：AgCl>AgI>Ag2S。當溶液中c(Ag＋)·c(Br－)＜Ksp(AgBr)而c(Cl－)·c(Ag＋)＞Ksp(AgCl)時，就會使AgBr轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀。在AgBr飽和溶液中加入NaCl固體，當Q(AgCl)＞Ksp(AgCl)時，就可以沉淀出AgCl自學檢測2minP67D只與溫度有關AgBr(s)＋I－(aq)AgI(s)＋Br－(aq)沉淀反應的應用由于胃酸的酸性很強(pH為～1.5)，胃酸可與CO32-反應生成CO2和H2O，使CO32-的濃度降低，Q＜Ksp，此時BaCO3的沉淀溶解平衡正向移動，使Ba2＋濃度增大而導致人體中毒，因此不能用BaCO3作鋇餐。SO42-與Ba2＋結(jié)合生成BaSO4沉淀，可緩解Ba2＋對人體的毒害。FeCl3水解顯酸性：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，選擇CuO或CuCO3，消耗Fe3＋水解生成的H＋，調(diào)節(jié)溶液pH于～之間，從而促進Fe3＋完全以Fe(OH)3形式沉淀出來，過濾。DQ(AgI)=c(Ag+)?c(I-)＞Ksp(AgI)過量CCu不能置換FeCu2+也會沉淀H2S與Fe2+不反應，與Cu2+反應生成CuSBD2Fe2＋＋ClO－＋2H＋=2Fe3＋＋Cl－＋H2O必須能與酸反應，使c(H＋)減小，且不引入新的雜質(zhì)離子當堂訓練

5min大本P56C沉淀轉(zhuǎn)化的方向是難溶物向生成更難溶物的方向轉(zhuǎn)化，所以沉淀的溶解度差別越大，越易轉(zhuǎn)化BKsp(ZnS)＞Ksp(CuS)，溶解度ZnS＞CuS，沉淀向更難溶的方向進行。CKsp(FeS)＞Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)易溶c(S2－)將減至非常小，而c(Zn2+)遠遠大于×10－23mol·L－1沉淀向更難溶的方向轉(zhuǎn)化不變D減小c(Ag＋)≈×(1/20)]/5＝0.001mol·L－1，Q(AgCl)≈××10－5＝×10－8＞Ksp