2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第四節(jié)沉淀溶解平衡第2課時沉淀溶解平衡的應(yīng)用課件新人教版選擇性必修1

第三章

第四節(jié)第2課時沉淀溶解平衡的應(yīng)用素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)要點(diǎn)1.通過實(shí)驗(yàn)了解沉淀的生成、溶解與轉(zhuǎn)化,能應(yīng)用化學(xué)平衡理論解釋沉淀生成、溶解和轉(zhuǎn)化,發(fā)展科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的核心素養(yǎng)。2.學(xué)會通過比較Q與Ksp的大小判斷難溶電解質(zhì)的沉淀與溶解,學(xué)會從定量的角度分析沉淀的生成與轉(zhuǎn)化,發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。三個原理:沉淀的生成、溶解與轉(zhuǎn)化的原理。一種關(guān)系:根據(jù)Q與Ksp的大小關(guān)系判斷難溶電解質(zhì)的生成、溶解和轉(zhuǎn)化。三類應(yīng)用:沉淀溶解平衡在生產(chǎn)、科研和環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用。基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識全過關(guān)1.沉淀的生成(1)生成沉淀的條件:Q>Ksp,平衡向

的方向移動。

(2)生成沉淀的方法方法原理及示例調(diào)節(jié)pH法通過調(diào)控溶液的酸堿性,使某些金屬離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀而過濾除去。如工業(yè)原料NH4Cl中含雜質(zhì)FeCl3,將含雜質(zhì)的NH4Cl溶于水,再加入氨水調(diào)節(jié)pH,使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去加沉淀劑法加入沉淀劑(如NaOH、Na2S等),使金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀。工業(yè)廢水處理過程中,以Na2S作沉淀劑,使廢水中的某些金屬離子如Cu2+、Hg2+等生成極難溶的CuS、HgS等沉淀而除去含F(xiàn)e2+時先氧化為Fe3+,再調(diào)節(jié)pH沉淀生成

(3)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)到分離或除去某些離子的目的。2.沉淀的溶解(1)沉淀溶解的原理根據(jù)平衡移動原理,對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,就可以使沉淀溶解。

(2)沉淀溶解的方法用強(qiáng)酸溶解的難溶電解質(zhì)有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。①酸溶法的應(yīng)用:類似的可用強(qiáng)酸溶解的難溶電解質(zhì)還有Cu(OH)2和Mg(OH)2等。②生成配合物法的應(yīng)用:類似的可用氨水溶解的難溶電解質(zhì)還有Cu(OH)2等。相應(yīng)離子

沉淀溶解3.沉淀的轉(zhuǎn)化(1)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)①沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)就是

。

②一般來說,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)。二者的溶解度差別越大,轉(zhuǎn)化越容易。沉淀溶解平衡的移動(2)沉淀的轉(zhuǎn)化在科研和生產(chǎn)中的應(yīng)用

應(yīng)用具體原理去除鍋爐水垢為了除去水垢中的CaSO4,可先用Na2CO3溶液處理,使CaSO4(Ksp=4.9×10—5)轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3(Ksp=3.4×10—9),然后用酸(如鹽酸)除去自然界中礦物的轉(zhuǎn)化各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液,并向深部滲透,遇到深層的閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS),便慢慢地使它們轉(zhuǎn)化為銅藍(lán)(CuS)應(yīng)用具體原理氟化物預(yù)防齲齒在飲用水、食物或牙膏中添加氟化物,F-能與羥基磷灰石發(fā)生反應(yīng),生成氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]:Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq),Ca5(PO4)3F的溶解度更小,從而起到預(yù)防齲齒的作用名師點(diǎn)撥(1)沉淀劑的選擇要求能除去溶液中的某種離子,又不影響其他離子的存在,并且作為沉淀劑加入溶液時,因其過量而形成的雜質(zhì)離子要便于除去。(2)示例名師點(diǎn)撥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。名師點(diǎn)撥(1)FeS、ZnS可溶于稀硫酸、稀鹽酸中,但CuS、Ag2S等不溶于稀硫酸或稀鹽酸。(2)將H2S通入FeSO4、ZnSO4等溶液中不能生成FeS、ZnS沉淀,但將H2S通入CuSO4溶液中,產(chǎn)生CuS沉淀。正誤判斷(1)當(dāng)溶液中離子濃度小于1×10-5

mol·L-1時,該離子沉淀完全。(

)(2)醫(yī)學(xué)上不用BaCO3作“鋇餐”,其原因是

與胃酸中的H+反應(yīng),導(dǎo)致BaCO3不斷溶解,易引起中毒。(

)(3)沉淀發(fā)生轉(zhuǎn)化時,只能由溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀。(

)√√×重難突破·能力素養(yǎng)全提升探究角度1沉淀的生成及離子沉淀的先后例1(2024·山東聊城檢測)已知:PbS、CuS、HgS的溶度積分別為8.0×10-28、6.3×10-36、1.6×10-52。下列說法正確的是(

)A.硫化物可作處理廢水中含有上述金屬離子的沉淀劑B.在硫化銅懸濁液中滴加幾滴Pb(NO3)2溶液,會生成PbS沉淀C.在含Pb2+、Cu2+、Hg2+的溶液中滴加Na2S溶液,當(dāng)溶液中c(S2-)=0.001mol·L-1時三種金屬離子不能都完全沉淀D.向含Pb2+、Cu2+、Hg2+的濃度均為0.010mol·L-1的溶液中通入H2S氣體,產(chǎn)生沉淀的順序依次為CuS、HgS、PbSA解析

由PbS、CuS、HgS的溶度積可知,這些物質(zhì)的溶解度均較小,故可用Na2S等硫化物處理含上述金屬離子的廢水,A正確;由于Ksp(PbS)>Ksp(CuS),則PbS的溶解度大于CuS的溶解度,故在CuS懸濁液中滴加Pb(NO3)2溶液,不能生成PbS沉淀,B錯誤;當(dāng)金屬離子(R2+)完全沉淀時,c(R2+)<1×10-5

mol·L-1,此時離子積為Q≈c(R2+)·c(S2-)=1×10-5×0.001=1×10-8>Ksp(PbS),故三種金屬離子都完全沉淀,C錯誤;由于溶度積:Ksp(PbS)>Ksp(CuS)>Ksp(HgS),則溶解度:PbS>CuS>HgS,故含等濃度Pb2+、Cu2+、Hg2+的溶液中通入H2S氣體,產(chǎn)生沉淀的順序?yàn)镠gS、CuS、PbS,D錯誤。思維建模

判斷離子沉淀先后順序的方法向溶液中加入沉淀劑,當(dāng)有多種沉淀生成時,哪種沉淀的溶解度最小(當(dāng)各種沉淀的Ksp表達(dá)式相同時Ksp越小,沉淀的溶解度越小),則最先生成該沉淀。舉例如下:(1)向含等濃度Cl-、Br-、I-的混合液中加入AgNO3溶液,最先生成的沉淀是AgI。(2)向含等濃度

、OH-、S2-的混合液中加入CuSO4溶液,最先生成的沉淀是CuS。(3)向Mg(HCO3)2溶液中加入適量NaOH溶液,生成的沉淀是Mg(OH)2而不是MgCO3,原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。[對點(diǎn)訓(xùn)練1]已知Ksp(AgA)=1.56×10-10,Ksp(AgB)=7.7×10-13,Ksp(Ag2C)=9.0×10-12。某溶液中含有A-、B-和C2-的濃度均為0.010mol·L-1,向該溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO3溶液時,三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序?yàn)?

)A.A-、B-、C2-

B.C2-、B-、A-C.B-、A-、C2- D.B-、C2-、A-C探究角度2沉淀的溶解與轉(zhuǎn)化例2(2024·湖南常德模擬)已知:Ag++SCN-===AgSCN↓(白色),某同學(xué)探究AgSCN的溶解平衡及轉(zhuǎn)化,進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。下列說法不正確的是(

)A.①中現(xiàn)象能說明Ag+與SCN-生成AgSCN沉淀的反應(yīng)有限度B.②中現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是發(fā)生了反應(yīng)Fe(SCN)3+3Ag+===3AgSCN↓+Fe3+C.③中產(chǎn)生黃色沉淀的現(xiàn)象能證明AgI的溶解度比AgSCN的溶解度小D.④中黃色沉淀溶解的原因可能是AgI與KI溶液中的I-進(jìn)一步發(fā)生了反應(yīng)C解析

由圖可知,AgNO3和KSCN溶液恰好完全反應(yīng)生成AgSCN沉淀,向上層清液中滴加Fe(NO3)3溶液,得到淺紅色溶液,則上層清液中含有SCN-,說明Ag+與SCN-生成AgSCN沉淀的反應(yīng)有限度,A正確。含F(xiàn)e(SCN)3的淺紅色溶液加入AgNO3溶液,紅色褪去,產(chǎn)生白色沉淀,發(fā)生了反應(yīng):Fe(SCN)3+3Ag+===3AgSCN↓+Fe3+,B正確。①中加入AgNO3溶液生成白色沉淀AgSCN后,AgNO3仍剩余;②中加入2

mol·L-1KI溶液,溶液中Ag+和I-反應(yīng)生成AgI黃色沉淀,未發(fā)生AgI和AgSCN之間的轉(zhuǎn)化,故不能比較二者的溶解度大小,C錯誤。④白色沉淀AgSCN中加入2

mL

2

mol·L-1KI溶液,白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀,則AgSCN轉(zhuǎn)化為AgI;隨后沉淀溶解,得到無色溶液,由于溶液中KI剩余,可能是AgI和I-反應(yīng)生成無色易溶性物質(zhì),D正確。[對點(diǎn)訓(xùn)練2](2024·北京師大附中模擬)為研究沉淀的生成及轉(zhuǎn)化,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。已知:Ksp(AgSCN)=1.0×10-12。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的分析不正確的是(

)A.①中產(chǎn)生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN)B.充分反應(yīng)后①中SCN-的濃度為4.0×10-11mol·L-1C.③中產(chǎn)生黃色沉淀可證明AgSCN向AgI沉淀轉(zhuǎn)化D.②中加入KI溶液后一定發(fā)生反應(yīng):AgSCN+I-AgI+SCN-D解析

向硝酸銀溶液中滴加KSCN溶液,若c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN),生成白色沉淀,A正確;生成沉淀后溶液中c(Ag+)=硝酸鐵,溶液未變紅,加入KI以后,碘離子與AgSCN中的銀離子發(fā)生反應(yīng)生成更難溶的AgI,實(shí)現(xiàn)AgSCN向AgI的轉(zhuǎn)化,C正確;酸性條件下

具有強(qiáng)氧化性,而KI具有強(qiáng)還原性,故加入KI溶液后,也可能是硝酸根離子將碘離子氧化為碘單質(zhì),也會出現(xiàn)②→③現(xiàn)象,D錯誤。學(xué)以致用·隨堂檢測全達(dá)標(biāo)1234題組1沉淀的生成及離子沉淀的先后1.(2024·浙江溫州十校聯(lián)考)可溶性鋇鹽有毒,醫(yī)院中常用無毒BaSO4作為內(nèi)服造影劑。醫(yī)院搶救鋇中毒者時,除催吐外,還需要向中毒者胃中灌入Na2SO4溶液。已知:25℃時,Ksp(BaCO3)=2.6×10-9,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。下列推斷正確的是(

)A.不用BaCO3作為內(nèi)服造影劑,是因?yàn)锽aCO3比BaSO4更難溶B.可以用0.36mol·L-1Na2SO4溶液給鋇中毒者洗胃(忽略Na2SO4溶液進(jìn)入胃中濃度的變化及與Ba2+生成沉淀時消耗的Na2SO4)C.搶救鋇中毒者時,若沒有Na2SO4溶液也可以用Na2CO3溶液代替D.誤服c(Ba2+)=1.0×10-6mol·L-1的溶液時,會造成鋇中毒B1234解析

BaCO3能與胃酸反應(yīng)生成BaCl2而引起中毒,故不用BaCO3作為內(nèi)服造影劑,與其溶解度大小無關(guān),A錯誤;用0.36

mol·L-1Na2SO4溶液給鋇中毒者12342.(2024·遼寧撫順六校聯(lián)考)在AgCl懸濁液中存在平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。已知常溫下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10。下列敘述中正確的是(

)A.常溫下,AgCl懸濁液中c(Cl-)≈4.25×10-5.5mol·L-1B.溫度不變,向AgCl懸濁液中加入少量NaCl粉末,平衡向左移動,Ksp(AgCl)減小C.向AgCl懸濁液中加入少量NaBr溶液,白色沉轉(zhuǎn)化為淡黃色沉淀,說明Ksp(AgCl)<Ksp(AgBr)D.常溫下,將0.001mol·L-1AgNO3溶液與0.001mol·L-1的KCl溶液等體積混合,無沉淀析出A1234解析

AgCl的Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,則AgCl懸濁液中c(Cl-)=c(Ag+)≈4.25×10-5.5

mol·L-1,A正確;向AgCl懸濁液中加入少量NaCl粉末,平衡向左移動,但Ksp(AgCl)只與溫度有關(guān),溫度不變,Ksp(AgCl)不變,B錯誤;向AgCl懸濁液中加入少量NaBr溶液,白色沉淀轉(zhuǎn)化為淡黃色沉淀,說明AgBr的溶解度小于AgCl,則有Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),C錯誤;0.001

mol·L-1AgNO3溶液與0.001

mol·L-1的KCl溶液等體積混合,此時離子積Q=c(Ag+)·c(Cl-)=0.000

52=2.5×10-7>Ksp(AgCl),故生成AgCl沉淀,D錯誤。1234題組2沉淀的溶解與轉(zhuǎn)化

溶液,可使固體明顯減少的是(

)A.Na2CO3溶液 B.鹽酸C.NaCl固體

D.CaCl2溶液B12344.(2024·