3.4.2沉淀溶解平衡的應(yīng)用++課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1+

第四節(jié)沉淀溶解平衡

第2課時(shí)沉淀溶解平衡的應(yīng)用

1.能應(yīng)用化學(xué)平衡理論解釋沉淀的生成、溶解和轉(zhuǎn)化。2.通過(guò)計(jì)算體會(huì)分步沉淀對(duì)于實(shí)現(xiàn)離子分離的重要意義。3.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析,發(fā)展從微觀粒子的角度認(rèn)識(shí)和分析水溶液中離子反應(yīng)與平衡的能力,形成水溶液中復(fù)雜平衡體系的分析思路。素養(yǎng)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)沉淀溶解平衡移動(dòng)理論的應(yīng)用,通過(guò)計(jì)算體會(huì)分步沉淀對(duì)于實(shí)現(xiàn)離子分離的重要意義。教學(xué)難點(diǎn)形成水溶液中復(fù)雜平衡體系的分析思路。情境引入溶洞里有美麗的石筍、鐘乳石和石柱，形態(tài)各異,妙趣橫生。這些物質(zhì)的形成涉及沉淀CaCO3的溶解和形成。你知道其中的反應(yīng)原理嗎?新知學(xué)習(xí)

難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡是動(dòng)態(tài)平衡，我們可以通過(guò)改變條件，使平衡向著需要的方向移動(dòng)--溶液中的離子轉(zhuǎn)化為沉淀，或沉淀轉(zhuǎn)化為溶液中的離子。因此，沉淀溶解平衡在生產(chǎn)、科研和環(huán)保等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。（一）沉淀的生成

在無(wú)機(jī)物的制備和提純、廢水處理等領(lǐng)域，常利用生成沉淀來(lái)達(dá)到分離或除去某些離子的目的。1、調(diào)節(jié)pH法【例】①除去氯化銨中的雜質(zhì)氯化鐵加入氨水調(diào)節(jié)pH至7~8Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+

②除去CuCl2中的FeCl3加入Cu(OH)2、CuO練習(xí)與應(yīng)用如果溶液中Fe3+和Mg2+的濃度均為0.10mol

L-1,使Fe3+沉淀而使Mg2+不沉淀的pH條件是什么?

已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-39，Ksp[(Mg(OH)2]=1.8×10-11解:Fe(OH)3Fe3++3OH-Ksp=c(Fe3+)c(OH-)3=4.0×10-39Fe3+

沉淀完全時(shí)的c(OH-)為:

pH=2.9Mg2+開(kāi)始沉淀的pH值為:

pH=9.1

因此,只要控制pH值在2.9~9.1之間即可使Fe3+沉淀而使Mg2+不沉淀。新知學(xué)習(xí)2、加沉淀劑法【例】工業(yè)廢水中Cu2+、Hg2+等離子的處理：加入Na2S、H2S等作沉淀劑S2-+Hg2+=HgS↓H2S+Cu2+=CuS↓+2H+思考與討論

利用生成沉淀分離或除去某種離子，首先要使生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生;其次希望沉淀反應(yīng)完成后，溶液中剩余離子的濃度能夠盡量小。若要除去某溶液中的SO42-，你選擇加入鈣鹽還是鋇鹽?

為什么?加入鋇鹽，因?yàn)镵(BaSO4)<K(CaSO4)，加入等物質(zhì)的量的鋇鹽和鈣鹽，鋇鹽使溶液中剩余的c(SO42-)較小。(2)如何使沉淀反應(yīng)完成后，溶液中剩余離子的濃度能夠盡量小?增大所用沉淀劑的濃度新知學(xué)習(xí)廢水處理知識(shí)拓展3、同離子效應(yīng)

增大沉淀溶解平衡體系中某種離子的濃度，使平衡向生成沉淀的方向移動(dòng)。

向體系中加入飽和食鹽水，氯離子濃度大，使平衡左移有利于沉淀生成。4、氧化還原法

通過(guò)氧化還原反應(yīng)等方式改變某離子的存在形式，促使其轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛雀〉碾y溶電解質(zhì)，以便分離出去。

例：在粗制CuSO4·5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2+

。在提純時(shí)，為了除去Fe2+，常加入少量H2O2，使Fe2+氧化為Fe3+，然后再加少量堿到溶液pH=4，可以達(dá)到除去鐵離子而不損失硫酸銅的目的。新知學(xué)習(xí)（二）沉淀的溶解1．原理：根據(jù)平衡移動(dòng)原理，對(duì)于在水中難溶的電解質(zhì)，如果能設(shè)法不斷地移去平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)，就可以使沉淀溶解。2、酸溶法沉淀溶解平衡解釋稀鹽酸除CaCO3的原理：

+

H+

HCO3-

(aq)+

H+H2CO3H2O

+

CO2↑

CO2氣體的生成和逸出，使CO32-的濃度不斷減小，Q

＜Ksp，平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)只要鹽酸足夠，沉淀完全溶解。新知學(xué)習(xí)可用強(qiáng)酸溶解的難溶電解質(zhì)還用FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等。FeSFe2++S2-H+HS-H+H2S【實(shí)驗(yàn)3-3】

向兩支盛有少量Mg(OH)2固體的試管中分別滴加適量的蒸餾水、鹽酸，觀察并記錄現(xiàn)象：H2S(1)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)應(yīng)用平衡移動(dòng)原理分析、解釋實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的反應(yīng)。滴加的試劑水鹽酸現(xiàn)象Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O加鹽酸,中和OH-,平衡正向移動(dòng)，促進(jìn)Mg(OH)2(s)的溶解沉淀不溶解沉淀溶解Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH-(aq）【實(shí)驗(yàn)3-3】3、鹽溶法加入鹽溶液，與沉淀溶解平衡體系中的某種離子生成弱電解質(zhì)，從而使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)。知識(shí)拓展如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液:

NH4＋與OH－結(jié)合，生成弱電解質(zhì)NH3·H2O，使c(OH－)減小，平衡右移，從而使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng)。Mg(OH)2(s)?Mg2＋(aq)+2OH－(aq)2NH4+2NH3·H2O知識(shí)拓展4、生成配合物法加入鹽溶液，與沉淀溶解平衡體系中的某種離子形成穩(wěn)定配合物，從而使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)。如

AgCl可溶于NH3·H2O

2NH3·H2O[Ag(NH3)2]+

AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O知識(shí)拓展5、氧化還原法加入氧化劑或還原劑，與沉淀溶解平衡體系中的某種離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)。如CuS、HgS、Ag2S等可溶于HNO3中3CuS+8HNO3（?。?==3Cu(NO3)2+3S+2NO↑+4H2OCuS+10HNO3（濃）===Cu(NO3)2+H2SO4+8NO2↑+4H2O步驟（1）（2）現(xiàn)象產(chǎn)生白色沉淀（3）白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色沉淀Ag++Cl-=AgCl↓AgCl(s)+I-?AgI(s)+Cl-2AgI(s)+S2-?Ag2S(s)+2I-【實(shí)驗(yàn)3-4】溶解度：Ag2S<AgI<AgClKI=I-+K+AgCl(s)Ag++Cl-+AgI(s)s(AgCl)=1.5×10-4gs(AgI)=3.7×10-7gs(Ag2S)=1.3×10-16gAgCl(s)+I-AgI(s)+Cl-特點(diǎn)：溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀。

兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。新知學(xué)習(xí)（三）沉淀的轉(zhuǎn)化2AgI(s)

?2Ag+

(aq)+2I-(aq)

Na2S=S2-+2Na++Ag2S(s)

滴加的試劑（1）（2）現(xiàn)象產(chǎn)生白色沉淀白色沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓3Mg(OH)2(s)+2Fe3+?2Fe(OH)3(s)+3Mg2+

【實(shí)驗(yàn)3-5】溶解度：Fe(OH)3<Mg(OH)21.實(shí)質(zhì)、條件、規(guī)律新知學(xué)習(xí)(1）實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)（2）條件：

兩種沉淀的溶解度不同（3）規(guī)律：①一般來(lái)說(shuō)，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀

容易實(shí)現(xiàn)。兩者的溶解度差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。②當(dāng)一種試劑能沉淀溶液中的幾種離子時(shí)，生成沉淀時(shí)

所需試劑離子濃度越小的越先沉淀。稀鹽酸能除去CaSO4嗎？不能用Na2CO3溶液浸泡一段時(shí)間，再輔以“酸洗”沉淀溶解平衡解釋其原理：+

CO32-

(aq)CaCO3(s)平衡向溶解的方向移動(dòng)CaSO4溶解Q

＜Ksp酸洗除去c(Ca2+

)減小CaSO4

→

CaCO3

沉淀的轉(zhuǎn)化CaSO4(s)?SO42-

(aq)

+

Ca2+

(aq)CaSO4(s)?Ca2+

(aq)

+

SO42-

(aq)新知學(xué)習(xí)2.應(yīng)用(1）鍋爐除垢：（2）自然界中礦物的轉(zhuǎn)化新知學(xué)習(xí)

原生銅的硫化物

CuSO4溶液

銅藍(lán)（CuS）（3）氟化物預(yù)防齲齒①牙齒表面的釉質(zhì)層，主要成分是難溶的