人教版高中化学选择性必修1第三章第四节第2课时沉淀溶解平衡的应用基础课课件

第2课时沉淀溶解平衡的应用(基础课)第三章

水溶液中的离子反应与平衡第四节

沉淀溶解平衡素养目标1．了解沉淀的生成、溶解与转化。能结合实例说明pH调控的沉淀生成、溶解与转化等在工农业生产和科学研究中的重要作用。2．能综合运用离子反应和沉淀溶解平衡理论，分析和解决生产、生活中有关沉淀溶解平衡的实际问题。旧知回顾1．沉淀溶解平衡的影响因素：(1)内因：难溶电解质本身的性质，这是决定因素。(2)外因：温度、浓度、同离子效应等。2．难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡，同样可以通过改变条件使平衡移动——溶液中的离子转化为沉淀，或沉淀转化为溶液中离子。知识点一沉淀的生成和溶解1．沉淀的生成(1)沉淀生成的应用在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来达到____________________的目的。分离或除去某些离子

＞

CuS、HgS③相同离子法：增大沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度，使平衡向生成沉淀的方向移动，如向AgCl饱和溶液中加入饱和食盐水可继续生成AgCl沉淀。④氧化还原法：改变离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质，便于分离出来，例如通过氧化还原反应将Fe2+氧化为Fe3+，从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。特别提醒

①一般来说，当溶液中有多种可以沉淀的离子且生成相同类型的沉淀时，越难溶(Ksp越小)的越先沉淀。②当离子浓度小于1×10-5mol·L-1时，认为该离子已完全沉淀。2．沉淀的溶解(1)沉淀溶解的原理根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去平衡体系中的__________，使平衡向__________的方向移动，就可以使沉淀溶解。相应离子沉淀溶解(2)实验探究：Mg(OH)2沉淀溶解操作现象①______；②______理论分析浑浊澄清

减小＜溶解243题号11．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好。 (

)(2)除去废水中的某些重金属离子如Cu2+、Hg2+时，常用Na2S等，是因为生成的CuS、HgS极难溶，使废水中Cu2+、Hg2+浓度降得很低。

(

)(3)CaCO3溶解时常用盐酸而不用稀硫酸，是因为稀硫酸不与CaCO3反应。

(

)(4)除去MgCl2溶液中的Fe2+，先加入双氧水，再加入MgO即可。

(

)×√×√23题号14

√

23题号413．要使工业废水中的重金属Pb2+沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂。已知Pb2+与这些离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由上述数据可知，选用的沉淀剂最好为(

)A．硫化物 B．硫酸盐C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均可A

[要将Pb2+沉淀，就要形成溶解度最小的物质，由表中数据可知，PbS的溶解度最小，故选用的沉淀剂最好为硫化物。]

243题号1√

243题号1题后归纳

1．沉淀的生成(1)沉淀生成时沉淀剂的选择原则①使生成沉淀的反应进行得越完全越好(被沉淀离子形成沉淀的Ksp尽可能地小，即沉淀溶解度越小越好)。②不能影响其他离子的存在，由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去或不引入新的杂质离子。(2)常用的沉淀方法①调节pH法，②加沉淀剂法，③氧化还原法。2．沉淀的溶解沉淀溶解时的关键步骤是加入的试剂能与产生沉淀的离子发生反应，生成挥发性物质(气体)或弱电解质(弱酸、弱碱或水)，使平衡向沉淀溶解的方向移动。使沉淀溶解的常用方法主要有三种：(1)酸溶解法：如难溶于水的BaCO3沉淀可溶于盐酸中。(2)盐溶解法：如难溶于水的Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液中。(3)氧化还原法：有些金属硫化物(如CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，则可通过减小c(S2-)来达到使沉淀溶解的目的。知识点二沉淀的转化1．沉淀转化实例(1)含银的沉淀转化实验操作各步反应的离子方程式Ⅰ._______________________________________，Ⅱ.________________________________________，Ⅲ.________________________________________实验结论Ag2S、AgI、AgCl溶解度逐渐变大Ag＋(aq)＋Cl－(aq)===AgCl(s)AgCl(s)＋I－(aq)⥫⥬AgI(s)＋Cl－(aq)2AgI(s)＋S2-(aq)⥫⥬Ag2S(s)＋2I－(aq)(2)Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化实验操作实验现象产生____色沉淀产生的____色沉淀逐渐变为______色沉淀白白红褐离子方程式____________________________________________________________________________________________实验结论Fe(OH)3比Mg(OH)2更难溶Mg2+(aq)＋2OH－(aq)===Mg(OH)2(s)

2．沉淀转化的实质沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动，一般来说，溶解度____的沉淀转化为溶解度______的沉淀容易实现。两者的溶解度差别______，转化越容易。特别提醒

沉淀的转化也可以由溶解度小的沉淀转化为溶解度较大的沉淀。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通过含银的沉淀转化实验，你能比较出AgCl、AgI、Ag2S三者溶解度的大小及Ksp的大小顺序吗？②已知常温下Ksp(AgCl)＝1.8×10-10，Ksp(AgI)＝8.5×10-17，试应用平衡移动原理解释为什么AgCl能转化成AgI？写出该沉淀转化反应的离子方程式。③AgCl可以转化为AgBr，AgBr有可能转化为AgCl吗？(2)已知：Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10-12，Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10-39，试应用平衡移动原理解释为什么Mg(OH)2能转化成Fe(OH)3?[提示]

(1)①溶解度的大小顺序为AgCl＞AgI＞Ag2S，Ksp的大小顺序为Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)＞Ksp(Ag2S)。②当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，溶液中Ag＋与I－的离子积Q(AgI)＞Ksp(AgI)，因此，Ag＋与I－结合生成AgI沉淀，导致AgCl的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，直至建立新的沉淀溶解平衡：如果加入足量的KI溶液，上述过程可以继续进行，直到绝大部分AgCl沉淀转化为AgI沉淀。反应的离子方程式可表示为I－(aq)＋AgCl(s)⥫⥬AgI(s)＋Cl－(aq)。③有可能。当溶液中c(Ag＋)·c(Br－)之积小于Ksp(AgBr)而c(Cl－)·c(Ag＋)之积大于Ksp(AgCl)时，就会使AgBr沉淀转化为AgCl沉淀。即向AgBr的沉淀溶解平衡体系中加入浓度足够大的Cl－，就会使AgBr沉淀转化为AgCl沉淀。

如果加入足量的FeCl3溶液，上述过程可以继续进行，直至绝大部分Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀。1．化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2+：Cu2+(aq)＋MnS(s)⥫⥬CuS(s)＋Mn2+(aq)，下列说法错误的是(

)A．MnS的溶解度比CuS的溶解度大B．该反应达平衡时c(Mn2+)＝c(Cu2+)C．向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2+)变大D．也可以用FeS作沉淀剂√B

[根据沉淀转化的条件可知，Ksp(MnS)＞Ksp(CuS)，A项正确；该反应达平衡时c(Mn2+)、c(Cu2+)保持不变，但不相等，B项错误；向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，平衡正向移动，c(Mn2+)变大，C项正确；溶解度比CuS(s)大的FeS(s)、MnS(s)、ZnS(s)等难溶物都可作为沉淀剂，D项正确。]

√

3．已知25℃时，几种难溶电解质的溶度积如下表：难溶电解质CaCO3CaSO4MgCO3Ksp3.4×10-94.9×10-56.8×10-6某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，实验步骤如下：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固体Na2CO3，搅拌，静置后弃去上层清液。③再加入蒸馏水搅拌，静置后再弃去上层清液。④_______________________________________________________。(1)由题中信息知Ksp越大，表示电解质的溶解度越________(填“大”或“小”)。(2)写出第②步发生反应的化学方程式：________________________________________________。大Na2CO3(aq)＋CaSO4(s)⥫⥬CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)(3)设计第③步的目的是________________________。(4)请补充第④步操作及发生的现象：_______________________________________________________________。(5)请写出该原理在实际生活、生产中的一个应用：

__________________________________________________________。

向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解，并放出无色无味的气体将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去[解析]

沉淀类型相同时，Ksp越大，表示电解质的溶解度越大，溶解度小的沉淀会向溶解度更小的沉淀转化，要证明CaSO4完全转化为CaCO3，可以加入盐酸，因为CaSO4不和盐酸反应，而CaCO3可完全溶于盐酸。在实际生活、生产中利用此反应可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去。题后归纳

沉淀的转化(1)沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀。(2)当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时，生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀；如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。(3)溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀，如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。随堂评估·知能落实

√243题号1

243题号1

23题号14√

23题号14

23题号41√

23题号414．废弃电池随意丢弃会对土壤或水产生污染，电池中含有的重金属离子对植物生长有毒害作用，摄入人体还会伤害人的脑细胞、神经、肝、肾、骨骼等。某同学查阅资料得知一些难溶物常温下的溶度积常数如表：243题号1物质FeSCuS(黑色)MnS(红色)PbSHgSZnSKsp6.3×10-181.3×10-352.5×10-133.4×10-286.4×10-331.6×10-24

物质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题号1黑色越小2.6mol·L-1含有(3)某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+杂质，利用沉淀转化原理最适宜加入过量的____