3.4沉淀溶解平衡的应用 课件 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

沉淀溶解平衡的应用---水垢中CaSO4的转化探究1、通过工业上除水垢中CaSO4的方法理解沉淀的转化，

理解沉淀溶解平衡的移动。2、引导学生结合宏观现象进行微观推理，培养学生宏观

辨识与微观探析的学科核心素养重点、难点：沉淀的转化原理。

情境导课

生活中常见的水垢太阳能热水器管道中的水垢主要成分：CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4

情境导课锅炉管道中的水垢主要成分：CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4

情境导课水垢是一种导热性极差的物质,严重影响热传导与安全，可能引起锅炉

爆炸“百害之源”

要

除

去

情境导课工业除锅炉水垢的流程图水垢成分CaCO3

CaSO4

Mg(OH)2

用饱和Na2CO3

溶液浸泡数天疏松的水垢

CaCO3Mg(OH)2除去水垢用盐酸1.2、CaSO4转化为CaCO3原理？？1.3、有没有其它的方法除去CaSO4？？1.1、

除水垢过程中发生的所有离子方程式？？

问题探究：

工业除锅炉水垢的方法探讨1.1、你能写出工业除水垢过程中发生的所有离子方程式吗？1.2、你知道CaSO4转化为CaCO3的原理吗？1.3、你能想出其它的方法除去CaSO4吗？1、向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的试管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液，观察现象。2、振荡试管，然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液，观察并记录现象。3、振荡试管，然后向其中滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液，观察并记录现象。实验探究实验3-42.1学生自主实验注意：1实验操作的规范性，

2.在滴加

KI溶液或Na2S溶液时，什么时候出现相应现象？3.实验结束后分小组讨论，透过宏观现象进行微观探析，每小组派代表解释。1、向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的试管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液，观察现象。2、振荡试管，然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液，观察并记录现象。3、振荡试管，然后向其中滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液，观察并记录现象。步骤123现象白色沉淀白色沉淀转化为黄色沉淀黄色沉淀转化为黑色沉淀实验探究实验3-42.1学生自主实验

建立模型探讨1、向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的试管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液，观察现象。2、振荡试管，然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液，观察并记录现象。3、振荡试管，然后向其中滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液，观察并记录现象。1、1mL溶液约为20滴，体积按滴数计算，可以直接相加，忽略溶液混合和生成沉淀带来的体积变化。该模型建立在假设的基础上，通过计算溶液中微观粒子的数目变化，将宏观实验现象与微观粒子数目变化相结合的方式理解Q与Ksp的关系，理解沉淀溶解平衡的移动。2、在第一步反应过程中

Ag+和

Cl－等物质的量减少，变化后假设：CCl－=0.1mol/L×3842≈0.09mol/L

建立模型探讨2、第一步操作中，2mL0.1mol/LNaCl溶液与少量的AgNO3溶液反应后，溶液中是否还存在Ag+和

Cl－？

有的话物质的量浓度多少？3、第二步中为什么产生黄色AgI沉淀？

当

CI－达到多少时产生沉淀？已知：Ksp[AgCl]=1.8×10-10

Ksp[Agl]=9.0×10-17

CAg+

=Ksp[AgCl]/0.09mol/L

≈2.0×10-9

mol/L

建立模型探讨1、第一步中为什么产生白色沉淀？Q[AgCl

]=CAg+*CCl－≈（0.1mol/L×

）×（0.1mol/L×

）≈4.5×10-4＞Ksp[AgCl]242446Q[AgI]≈（2.0×10-9

mol/L×

）

×

（0.1mol/L×

）≈1.58×10-11＞Ksp[AgI]4042CCl－=0.1mol/L×3842≈0.09mol/L当CI－=Ksp[AgI]/2.0×10-9mol/L

≈

4.5×10-8

mol/L达到平衡当CI－＞Ksp[AgI]/2.0×10-9mol/L≈4.5×10-8

mol/L产生沉淀此时要产生AgCl沉淀，CCl－＞0.09mol/L此时要产生AgI沉淀，CI－＞

4.5×10-8mol/L42464、溶液中Ag+的量很少，生成AgI的量应该也很少,第二步中为什么产生大量黄色AgI沉淀？Ag+来自于哪里？Ksp[AgCl]=1.8×10-10

Ksp[Agl]=9.0×10-17

I-(aq)+

AgI

(s)通过模拟计算结果可知：此时要产生AgCl沉淀，CCl－＞0.09mol/L，而要产生AgI沉淀，CI－＞

4.5×10-8mol/L，所以生成Agl沉淀更容易实现。S[AgCl]=1.5×10-4

S[Agl]=3.7×10-7

＞＞溶解度结论：1.对于同类型物质：Ksp大的物质可以生成Ksp小的物质。

2.溶解度大的物质可以生成溶解度小的物质。当往溶液中加入KI溶液时，第二个溶解平衡生成Agl沉淀，溶液中CAg+降低，促使第一个溶解平衡中的AgCl溶解，AgCl(s)不断转化为AgI(s)。

建立模型探讨

K＝c(Cl-)c(I-)＝Ksp(AgCl)Ksp(AgI)已知：25℃Ksp(AgCl)＝1.8×10-10，Ksp(AgI)＝9.0×10-17＝1.8×10-109.0×10-17＝2.0×106

再次论证：使用平衡常数探讨平衡常数的数值大小表示反应进行的程度。一般认为K

>

105反应较完全；10-5<

K

<10-5化学反应为可逆反应；

K

<

10-5则该反应难以发生。结论：1.对于同类型物质：Ksp大的物质可以生成Ksp小的物质。

两者相差越大，则平衡常数K越大，表示反应进行得越彻底，转化越容易。

2.同理，溶解度大的物质可以生成溶解度小的物质。两者相差越大，转化越容易。

即易溶物易生成微溶物，微溶物易生成难溶物。5、向试管中再加入Na2S溶液，为什么会有黑色沉淀生成？?Ksp[Ag2S]=6.3×10-50

Ksp[Agl]=9.0×10-17

知识应用5、向试管中再加入Na2S溶液，为什么会有黑色沉淀生成？?Ksp[Ag2S]=6.3×10-50

Ksp[Agl]=9.0×10-17

S[Ag2S]=1.3×10-16g

S[Agl]=3.7×10-7g

＞＞结构不同，不能直接判断溶解度

S2-(aq)+

Ag2S(s)

沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动

知识应用当往溶液中加入Na2S溶液时，第二个溶解平衡生成Ag2S(s)沉淀，溶液中CAg+降低，促使第一个溶解平衡中的Agl

(s)溶解，Agl

(s)不断转化为Ag2S(s)1、向盛有2mL0.1mol/LMgCl2溶液的试管中滴加2〜4滴2mol/LNaOH溶液，

观察并记录现象。2、向上述试管中滴加4滴0.1mol/LFeCl3溶液，静置，观察并记录现象。实验3-5

应用再探教材P79S[Mg(OH)2]=6.9×10-4g

S[Fe(OH)3]=3×10-9g

预测现象？1、向盛有2mL0.1mol/LMgCl2溶液的试管中滴加2〜4滴2mol/LNaOH溶液，

观察并记录现象。2、向上述试管中滴加4滴0.1mol/LFeCl3溶液，静置，观察并记录现象。步骤12现象白色沉淀白色沉淀转化为红褐色沉淀实验3-5

应用再探理论证明：S[Mg(OH)2]=6.9×10-4g

S[Fe(OH)3]=3×10-9g

＞＞教材P79S[Mg(OH)2]=6.9×10-4g

S[Fe(OH)3]=3×10-9g

meiyangyang8602

CaSO4

→

CaCO3

沉淀转化的理论？？CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3

(s)+SO42-(aq)

K＝c(SO

)2−4c(CO

)2−3＝c(CO

)·c(Ca2+)2−3c(SO

)·c(Ca2+)2−4＝Ksp

(CaSO4)Ksp

(CaCO3)4.9×10-5

3.4×10-9

＝≈1.4×104

使用饱和Na2CO3溶液②CaSO4微溶CaCO3难溶增加浸泡时间

回归主题①

Ksp[CaSO4]=4.9×10-5

Ksp[CaCO3]=3.4×10-9

③小结：化学法除锅炉水垢的流程图水垢成分CaCO3

CaSO4

Mg(OH)2用饱和Na2CO3溶液浸泡数天疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2除去水垢用盐酸环节4.1解决问题回归主题1.3、你能想出其它的方法除去CaSO4吗？总结提升结论：1.在结构相同的情况下：Ksp大的物质可以生成Ksp小的物质。两者相差越大，则平衡常数K越大，表示反应进行得越彻底，转化越容易。

2.同理，溶解度大的物质可以生成溶解度小的物质。两者相差越大，转化越容易。

即易溶物易生成微溶物，微溶物易生成难溶物。1、通过工业上除水垢中CaSO4的方法掌握了沉淀的转化原理，

理解沉淀溶解平衡的移动。2、通过宏观现象和微观推理，掌握了Q与Ksp的辩证关系。3.

沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动阅读P83资料：龋齿的形成原因及防治方法1、牙齿表面由一层硬的组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是发酵生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿。Ca5(PO4)3OH(s)⇌5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)Ksp=2.5×10-592、已知Ca5(PO4)3F的Ksp=2.8×10-61，比Ca5(PO4)3OH更难溶，牙膏里的氟离子会与Ca5(PO4)3OH反应生成Ca5(PO4)3F。请用离子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因。

5Ca2++3PO4