3.4.2.沉淀溶解平衡的應用課件高二上學期化學人教版選擇性必修1

化學組

秦文平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學習目標1、了解沉淀的生成、溶解與轉化。能結合實例說明pH調控的沉淀生成、溶解與轉化等在工農業(yè)生產和科學研究中的重要作用。2、能綜合運用離子反應和沉淀溶解平衡理論，分析和解決生產、生活中有關沉淀溶解平衡的實際問題新課導入鍋爐水垢CaSO4既會降低燃料的利用率，造成能源浪費，也會影響鍋爐的使用壽命，造成安全隱患，因此要定期清除。硫酸鈣在硫酸、鹽酸中的溶解度小，如何除去鍋爐水垢呢？新知探究一、沉淀的生成在無機物的制備和提純、廢水處理等領域中，常利用生成沉淀來達到分離或除去某些離子的目的。例如：工業(yè)原料氯化銨中含雜質氯化鐵，將其溶解于水，再加入氨水調節(jié)pH至4，可使Fe3＋轉變?yōu)镕e(OH)3沉淀而除去。2、沉淀生成的方法：Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+

1、沉淀生成的應用：(1)調節(jié)pH法：新知探究【例1】根據(jù)下表的數(shù)據(jù)，CuCl2中混有少量Fe3+如何除去？氫氧化物開始沉淀時的pH值（0.1mol/L）沉淀完全時的pH值

(＜10-5mol/L)Cu(OH)24.676.7Fe(OH)31.483.7加入氧化銅(CuO)或氫氧化銅(Cu(OH)2)或碳酸銅(CuCO3)或堿式碳酸銅(Cu2(OH)2CO3)，調節(jié)pH至3～4，促進Fe3+水解，轉化為氫氧化鐵沉淀。新知探究【例2】根據(jù)下表的數(shù)據(jù)，CuCl2中混有少量Fe2+、Fe3+如何除去？氫氧化物開始沉淀時的pH值（0.1mol/L）沉淀完全時的pH值

(＜10-5mol/L)Cu(OH)24.676.7Fe(OH)31.483.7Fe(OH)25.858.35先向溶液中滴加適量的過氧化氫溶液（或氯水），再加入氧化銅(CuO)或氫氧化銅(Cu(OH)2)或碳酸銅(CuCO3)或堿式碳酸銅(Cu2(OH)2CO3)，調節(jié)pH至3～4，促進Fe3+水解，轉化為氫氧化鐵沉淀。新知探究例如：以Na2S、H2S等作沉淀劑，使某些重金屬離子如Cu2+、Hg2+等，生成極難溶的CuS、HgS沉淀從而除去。(2)加沉淀劑法：一、沉淀的生成2、沉淀生成的方法：新知探究①要能除去溶液中指定的離子，又不能影響其他離子的存在，并且由沉淀劑引入溶液的雜質離子還要便于除去，如沉淀NaNO3溶液中的Ag+，可用NaCl作沉淀劑。②溶液中沉淀物的溶解度越小，離子沉淀越完全，例如，除去SO42-，選擇Ba2+比Ca2+好。③要注意沉淀劑的電離程度，如欲使Mg2+沉淀為Mg(OH)2，用NaOH作沉淀劑比用氨水的效果要好。一、沉淀的生成(2)加沉淀劑法：選擇沉淀劑的原則2、沉淀生成的方法：新知演練【例3】要使工業(yè)廢水中的重金屬離子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：A新知探究增大沉淀溶解平衡體系中某種離子濃度，使平衡向生成沉淀的方向移動。例如：向AgCl的飽和溶液中加入NaCl可以繼續(xù)生成AgCl的沉淀。(3)同離子效應法：一、沉淀的生成2、沉淀生成的方法：新知探究二、沉淀的溶解1、沉淀溶解原理：根據(jù)沉淀溶解平衡移動原理，對于在水中難溶的電解質，不斷的移去平衡體系中相應離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動，就可以使沉淀溶解。新知探究(1)酸(堿)溶解法：a:醫(yī)學上常用BaSO4作為內服造影劑“鋇餐”，而不用BaCO3，為什么？BaCO3(s)

Ba2+（aq）+CO32-（aq）+H+HCO3-+H+H2CO3→H2O+CO2↑

總反應BaCO3＋2H＋=Ba2＋＋H2O＋CO2↑

可見，胃酸消耗CO32－，使溶液中的CO32－濃度降低，則Q<Ksp，從而使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動，使Ba2＋濃度增大而引起人體重金屬中毒。二、沉淀的溶解2、沉淀溶解方法：新知探究【實驗3-3】類似的可用強酸溶解的難溶電解質還有FeS、Mg(OH)2、

Cu(OH)2和Al(OH)3等。Mg(OH)2加水Mg(OH)2加HCl不溶解溶解(1)Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O(2)Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),加入鹽酸，中和了OH-,使沉淀溶解平衡向正方向(沉淀溶解)移動，促進Mg(OH)2(s)的溶解。新知探究【思考】向Mg(OH)2（s）中加入NH4Cl溶液，沉淀能溶解嗎？Mg(OH)2加入NH4Cl溶液中Mg(OH)2（s）能溶解在NH4Cl等酸性鹽溶液中。Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)+2NH4+2NH3·H2OMg(OH)2＋2NH4＋

=

Mg2＋＋2NH3·H2ONH4+和OH-反應，使沉淀溶解平衡向正反應方向移動，促進Mg(OH)2(s)的溶解。新知探究(2)鹽溶解法：例如：Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液Mg(OH)2

＋2NH4＋＝Mg2＋＋2NH3·H2O二、沉淀的溶解2、沉淀溶解方法：新知探究(3)生成配合物的方法：二、沉淀的溶解2、沉淀溶解方法：例如：AgOH、AgCl、Cu(OH)2沉淀可溶于氨水。AgOH＋2NH3·H2O=

Ag(NH3)2＋＋OH-

＋2H2O

AgCl＋2NH3·H2O=

Ag(NH3)2＋＋Cl-

＋2H2O

Cu(OH)2＋4NH3·H2O=

Cu(NH3)4＋＋2OH-

＋4H2O

新知探究(4)氧化還原法：二、沉淀的溶解2、沉淀溶解方法：例如：有些金屬硫化物(如：CuS、HgS)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，則可通過減小CS2-來達到溶解沉淀的目的。3CuS+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+3S+2NO↑+4H2O新知探究三、沉淀的轉化【實驗3-4】Ag＋的沉淀物的轉化AgClAgIAg2S沉淀溶解能力：AgCl>AgI>Ag2SNaCl溶液2滴AgNO3溶液4滴KI溶液8滴Na2S溶液實驗關鍵：第一步中Ag＋的必須反應完全??！Ag+＋Cl-

=AgCl↓AgCl(s)＋I-(aq)?AgI(s)＋Cl-(aq)2AgI(s)＋S2-(aq)?Ag2S(s)＋2I-(aq)新知探究【實驗3-5】Mg(OH)2

轉化Fe(OH)3

三、沉淀的轉化2ml0.1mol/LMgCl2

溶液加2~4滴2mol/LNaOH產生白色沉淀加4滴0.1mol/LFeCl3溶液白色沉淀轉化為紅褐色沉淀靜置沉淀溶解能力：Mg(OH)2

>Fe(OH)3

實驗關鍵：第一步中OH-的必須反應完全??！Mg2+＋2OH-

=Mg(OH)2↓3Mg(OH)2(s)＋2Fe3+(aq)?2Fe(OH)3

(s)＋3Mg2+(aq)新知探究1、轉化實質：3、轉化原則：

①溶解度較大的沉淀轉化為溶解度較小的沉淀時，沉淀轉化的平衡

常數(shù)一般較大，容易實現(xiàn)。且溶解度差別越大，轉化越容易。2、轉化條件：

轉化成更加難溶的物質②類型相同時，Ksp大的沉淀能轉化為Ksp小的沉淀。③當沉淀的Ksp相差不大時，在一定條件下，Ksp較小的沉淀也可以

轉化為Ksp較大的沉淀。三、沉淀的轉化沉淀轉化就是沉淀溶解平衡的移動。新知探究鍋爐水垢CaSO4既會降低燃料的利用率，造成能源浪費，也會影響鍋爐的使用壽命，造成安全隱患，因此要定期清除。思考：Ksp(CaSO4)＝4.9×10－5，Ksp(CaCO3)＝3.4×10－9，如何把CaSO4轉化成溶度積更小的CaCO3呢？4、應用1：除鍋爐水垢

三、沉淀的轉化新知探究除去鍋爐中的水垢（CaSO4），方法是：CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2＋(aq)，CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)?CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑化學方程式：三、沉淀的轉化新知探究4、應用2：自然界礦物轉化

三、沉淀的轉化原生銅的硫化物

氧化、淋濾滲透、遇閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS)Cu2+(aq)＋

ZnS(s)?CuS(s)＋Zn2+(aq)Cu2+(aq)＋

PbS(s)?CuS(s)＋Pb2+(aq)CuSO4(aq)

銅藍(CuS)新知探究4、應用3：工業(yè)廢水處理

三、沉淀的轉化工業(yè)廢水處理過程中，重金屬離子可以利用沉淀轉化原理：用FeS等難溶物轉化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀。Hg2+(aq)＋

FeS(s)?HgS(s)＋Fe2+(aq)Pb2+(aq)＋

FeS(s)?PbS(s)＋Fe2+(aq)2Ag+(aq)＋

FeS(s)?Ag2S(s)＋Fe2+(aq)新知探究氟化物牙膏治齲齒的化學原理是什么？為什么吃糖多了可能壞牙？齲齒與含氟牙膏4、應用4：防治齲齒

三、沉淀的轉化Ca5(PO4)3(OH)(s)＋F-(aq)

?Ca5(PO4)3F(s)＋OH-(aq)課堂小結一、沉淀的生成二、沉淀的溶解三、沉淀的轉化1、調節(jié)pH法2、加沉淀劑法1、酸(堿)溶解法2、鹽溶解法將難溶物轉化成更加難溶的物質3、同離子效應法3、生成絡合物法2、氧化還原法1、若使Fe3＋（當c(Fe3＋)≤10－5mol·L－1

時認為已完全沉淀，已知Fe(OH)3的Ksp＝2.6×10－39

）完全沉淀，pH至少應為多少？Fe(OH)3（S）Fe3＋（aq）＋3OH－（aq）Ksp＝c(Fe3＋)c