人教版高中化學(xué)選擇性必修1第三章第四節(jié)第2課時(shí)沉淀溶解平衡的應(yīng)用基礎(chǔ)課課件

第2課時(shí)沉淀溶解平衡的應(yīng)用(基礎(chǔ)課)第三章

水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第四節(jié)

沉淀溶解平衡素養(yǎng)目標(biāo)1．了解沉淀的生成、溶解與轉(zhuǎn)化。能結(jié)合實(shí)例說明pH調(diào)控的沉淀生成、溶解與轉(zhuǎn)化等在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要作用。2．能綜合運(yùn)用離子反應(yīng)和沉淀溶解平衡理論，分析和解決生產(chǎn)、生活中有關(guān)沉淀溶解平衡的實(shí)際問題。舊知回顧1．沉淀溶解平衡的影響因素：(1)內(nèi)因：難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)，這是決定因素。(2)外因：溫度、濃度、同離子效應(yīng)等。2．難溶電解質(zhì)的溶解平衡也是動(dòng)態(tài)平衡，同樣可以通過改變條件使平衡移動(dòng)——溶液中的離子轉(zhuǎn)化為沉淀，或沉淀轉(zhuǎn)化為溶液中離子。知識(shí)點(diǎn)一沉淀的生成和溶解1．沉淀的生成(1)沉淀生成的應(yīng)用在無機(jī)物的制備和提純、廢水處理等領(lǐng)域，常利用生成沉淀來達(dá)到____________________的目的。分離或除去某些離子

＞

CuS、HgS③相同離子法：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)，如向AgCl飽和溶液中加入飽和食鹽水可繼續(xù)生成AgCl沉淀。④氧化還原法：改變離子的存在形式，促使其轉(zhuǎn)化為溶解度更小的難溶電解質(zhì)，便于分離出來，例如通過氧化還原反應(yīng)將Fe2+氧化為Fe3+，從而生成更難溶的Fe(OH)3沉淀。特別提醒

①一般來說，當(dāng)溶液中有多種可以沉淀的離子且生成相同類型的沉淀時(shí)，越難溶(Ksp越小)的越先沉淀。②當(dāng)離子濃度小于1×10-5mol·L-1時(shí)，認(rèn)為該離子已完全沉淀。2．沉淀的溶解(1)沉淀溶解的原理根據(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__________，使平衡向__________的方向移動(dòng)，就可以使沉淀溶解。相應(yīng)離子沉淀溶解(2)實(shí)驗(yàn)探究：Mg(OH)2沉淀溶解操作現(xiàn)象①______；②______理論分析渾濁澄清

減?。既芙?43題號(hào)11．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)洗滌沉淀時(shí)，洗滌次數(shù)越多越好。 (

)(2)除去廢水中的某些重金屬離子如Cu2+、Hg2+時(shí)，常用Na2S等，是因?yàn)樯傻腃uS、HgS極難溶，使廢水中Cu2+、Hg2+濃度降得很低。

(

)(3)CaCO3溶解時(shí)常用鹽酸而不用稀硫酸，是因?yàn)橄×蛩岵慌cCaCO3反應(yīng)。

(

)(4)除去MgCl2溶液中的Fe2+，先加入雙氧水，再加入MgO即可。

(

)×√×√23題號(hào)14

√

23題號(hào)413．要使工業(yè)廢水中的重金屬Pb2+沉淀，可用硫酸鹽、碳酸鹽、硫化物等作沉淀劑。已知Pb2+與這些離子形成的化合物的溶解度如下：√化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/(100gH2O)1.03×10-41.81×10-71.84×10-14由上述數(shù)據(jù)可知，選用的沉淀劑最好為(

)A．硫化物 B．硫酸鹽C．碳酸鹽 D．以上沉淀劑均可A

[要將Pb2+沉淀，就要形成溶解度最小的物質(zhì)，由表中數(shù)據(jù)可知，PbS的溶解度最小，故選用的沉淀劑最好為硫化物。]

243題號(hào)1√

243題號(hào)1題后歸納

1．沉淀的生成(1)沉淀生成時(shí)沉淀劑的選擇原則①使生成沉淀的反應(yīng)進(jìn)行得越完全越好(被沉淀離子形成沉淀的Ksp盡可能地小，即沉淀溶解度越小越好)。②不能影響其他離子的存在，由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)離子要便于除去或不引入新的雜質(zhì)離子。(2)常用的沉淀方法①調(diào)節(jié)pH法，②加沉淀劑法，③氧化還原法。2．沉淀的溶解沉淀溶解時(shí)的關(guān)鍵步驟是加入的試劑能與產(chǎn)生沉淀的離子發(fā)生反應(yīng)，生成揮發(fā)性物質(zhì)(氣體)或弱電解質(zhì)(弱酸、弱堿或水)，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)。使沉淀溶解的常用方法主要有三種：(1)酸溶解法：如難溶于水的BaCO3沉淀可溶于鹽酸中。(2)鹽溶解法：如難溶于水的Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液中。(3)氧化還原法：有些金屬硫化物(如CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，則可通過減小c(S2-)來達(dá)到使沉淀溶解的目的。知識(shí)點(diǎn)二沉淀的轉(zhuǎn)化1．沉淀轉(zhuǎn)化實(shí)例(1)含銀的沉淀轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)操作各步反應(yīng)的離子方程式Ⅰ._______________________________________，Ⅱ.________________________________________，Ⅲ.________________________________________實(shí)驗(yàn)結(jié)論Ag2S、AgI、AgCl溶解度逐漸變大Ag＋(aq)＋Cl－(aq)===AgCl(s)AgCl(s)＋I(xiàn)－(aq)??AgI(s)＋Cl－(aq)2AgI(s)＋S2-(aq)??Ag2S(s)＋2I－(aq)(2)Mg(OH)2與Fe(OH)3的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生____色沉淀產(chǎn)生的____色沉淀逐漸變?yōu)開_____色沉淀白白紅褐離子方程式____________________________________________________________________________________________實(shí)驗(yàn)結(jié)論Fe(OH)3比Mg(OH)2更難溶Mg2+(aq)＋2OH－(aq)===Mg(OH)2(s)

2．沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動(dòng)，一般來說，溶解度____的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度______的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。兩者的溶解度差別______，轉(zhuǎn)化越容易。特別提醒

沉淀的轉(zhuǎn)化也可以由溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度較大的沉淀。小更小越大

CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)??Na2SO4(aq)＋CaCO3(s)2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑CaCO3＋

CuSO4CuSCuSO4(aq)＋ZnS(s)??CuS(s)＋ZnSO4(aq)CuSO4(aq)＋PbS(s)??CuS(s)＋PbSO4(s)(1)①通過含銀的沉淀轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，你能比較出AgCl、AgI、Ag2S三者溶解度的大小及Ksp的大小順序嗎？②已知常溫下Ksp(AgCl)＝1.8×10-10，Ksp(AgI)＝8.5×10-17，試應(yīng)用平衡移動(dòng)原理解釋為什么AgCl能轉(zhuǎn)化成AgI？寫出該沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式。③AgCl可以轉(zhuǎn)化為AgBr，AgBr有可能轉(zhuǎn)化為AgCl嗎？(2)已知：Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10-12，Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10-39，試應(yīng)用平衡移動(dòng)原理解釋為什么Mg(OH)2能轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3?[提示]

(1)①溶解度的大小順序?yàn)锳gCl＞AgI＞Ag2S，Ksp的大小順序?yàn)镵sp(AgCl)＞Ksp(AgI)＞Ksp(Ag2S)。②當(dāng)向AgCl沉淀中滴加KI溶液時(shí)，溶液中Ag＋與I－的離子積Q(AgI)＞Ksp(AgI)，因此，Ag＋與I－結(jié)合生成AgI沉淀，導(dǎo)致AgCl的沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)，直至建立新的沉淀溶解平衡：如果加入足量的KI溶液，上述過程可以繼續(xù)進(jìn)行，直到絕大部分AgCl沉淀轉(zhuǎn)化為AgI沉淀。反應(yīng)的離子方程式可表示為I－(aq)＋AgCl(s)??AgI(s)＋Cl－(aq)。③有可能。當(dāng)溶液中c(Ag＋)·c(Br－)之積小于Ksp(AgBr)而c(Cl－)·c(Ag＋)之積大于Ksp(AgCl)時(shí)，就會(huì)使AgBr沉淀轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀。即向AgBr的沉淀溶解平衡體系中加入濃度足夠大的Cl－，就會(huì)使AgBr沉淀轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀。

如果加入足量的FeCl3溶液，上述過程可以繼續(xù)進(jìn)行，直至絕大部分Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀。1．化工生產(chǎn)中常用MnS作沉淀劑除去工業(yè)廢水中的Cu2+：Cu2+(aq)＋MnS(s)??CuS(s)＋Mn2+(aq)，下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．MnS的溶解度比CuS的溶解度大B．該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(Mn2+)＝c(Cu2+)C．向平衡體系中加入少量CuSO4固體后，c(Mn2+)變大D．也可以用FeS作沉淀劑√B

[根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化的條件可知，Ksp(MnS)＞Ksp(CuS)，A項(xiàng)正確；該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(Mn2+)、c(Cu2+)保持不變，但不相等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；向平衡體系中加入少量CuSO4固體后，平衡正向移動(dòng)，c(Mn2+)變大，C項(xiàng)正確；溶解度比CuS(s)大的FeS(s)、MnS(s)、ZnS(s)等難溶物都可作為沉淀劑，D項(xiàng)正確。]

√

3．已知25℃時(shí)，幾種難溶電解質(zhì)的溶度積如下表：難溶電解質(zhì)CaCO3CaSO4MgCO3Ksp3.4×10-94.9×10-56.8×10-6某學(xué)習(xí)小組欲探究CaSO4沉淀轉(zhuǎn)化為CaCO3沉淀的可能性，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①向100mL0.1mol·L-1的CaCl2溶液中加入0.1mol·L-1的Na2SO4溶液100mL，立即有白色沉淀生成。②向①中加入3g固體Na2CO3，攪拌，靜置后棄去上層清液。③再加入蒸餾水?dāng)嚢?，靜置后再棄去上層清液。④_______________________________________________________。(1)由題中信息知Ksp越大，表示電解質(zhì)的溶解度越________(填“大”或“小”)。(2)寫出第②步發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________。大Na2CO3(aq)＋CaSO4(s)??CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)(3)設(shè)計(jì)第③步的目的是________________________。(4)請(qǐng)補(bǔ)充第④步操作及發(fā)生的現(xiàn)象：_______________________________________________________________。(5)請(qǐng)寫出該原理在實(shí)際生活、生產(chǎn)中的一個(gè)應(yīng)用：

__________________________________________________________。

向沉淀中加入足量的鹽酸，沉淀完全溶解，并放出無色無味的氣體將鍋爐水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3，再用鹽酸除去[解析]

沉淀類型相同時(shí)，Ksp越大，表示電解質(zhì)的溶解度越大，溶解度小的沉淀會(huì)向溶解度更小的沉淀轉(zhuǎn)化，要證明CaSO4完全轉(zhuǎn)化為CaCO3，可以加入鹽酸，因?yàn)镃aSO4不和鹽酸反應(yīng)，而CaCO3可完全溶于鹽酸。在實(shí)際生活、生產(chǎn)中利用此反應(yīng)可以將鍋爐水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3，再用鹽酸除去。題后歸納

沉淀的轉(zhuǎn)化(1)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動(dòng)。一般來說，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀。(2)當(dāng)一種試劑能沉淀溶液中幾種離子時(shí)，生成沉淀所需試劑離子濃度越小的越先沉淀；如果生成各種沉淀所需試劑離子的濃度相差較大，就能分步沉淀，從而達(dá)到分離離子的目的。(3)溶解度較小的沉淀在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的沉淀，如在BaSO4的飽和溶液中加入高濃度的Na2CO3溶液，也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的BaCO3沉淀。隨堂評(píng)估·知能落實(shí)

√243題號(hào)1

243題號(hào)1

23題號(hào)14√

23題號(hào)14

23題號(hào)41√

23題號(hào)414．廢棄電池隨意丟棄會(huì)對(duì)土壤或水產(chǎn)生污染，電池中含有的重金屬離子對(duì)植物生長(zhǎng)有毒害作用，攝入人體還會(huì)傷害人的腦細(xì)胞、神經(jīng)、肝、腎、骨骼等。某同學(xué)查閱資料得知一些難溶物常溫下的溶度積常數(shù)如表：243題號(hào)1物質(zhì)FeSCuS(黑色)MnS(紅色)PbSHgSZnSKsp6.3×10-181.3×10-352.5×10-133.4×10-286.4×10-331.6×10-24

物質(zhì)Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Pb(OH)2Zn(OH)2－Ksp2.6×10-393.2×10-344.5×10-131.0×10-161.2×10-17－

243題號(hào)1黑色越小2.6mol·L-1含有(3)某工業(yè)廢水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+雜質(zhì)，利用沉淀轉(zhuǎn)化原理最適宜加入過量的____