3.4.2 沉淀溶解平衡的应用-【化学优课PPT】高中化学选择性必修1同步PPT课件（人教版2019）

第2课时 沉淀溶解平衡的应用 人教版 选择性必修第一册 化学优课PPT 授课教师： 第四节 沉淀溶解平衡 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 学习目标 了解沉淀的生成、溶解与转化。能应用化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解与转化的原因和实质； 设计沉淀的生成、溶解及转化实验探究方案，进行沉淀转化等实验探究。 了解沉淀生成、溶解与转化在生产、生活科研中的应用，能综合相关理论，分析和解决生产、生活中有关沉淀溶解平衡的实际问题。 01 02 03 课程导入 课程导入 同学们，你知道山洞内的漂亮的钟乳石是怎样形成的吗？ 课程导入 石灰岩里面，含有CO2的水，渗入到石灰岩缝隙中，会溶解其中的CaCO3。 这溶解了CaCO3的水，从洞顶上滴下来时，由于水分蒸发、CO2逸出，使被溶解的钙质又沉淀下来。 CaCO₃(s) + H₂O(l) + CO₂(aq) → Ca(HCO₃)₂(aq) Ca(HCO₃)₂(aq) → CaCO₃(s) + H₂O(l) + CO₂(aq) 课程导入 除了自然界，沉淀反应还能应用于日常生活中哪些方面呢？ 例如，工业废水的处理：将Cu2+、Hg2+ 等重金属离子沉淀。 我们可以通过改变条件，使平衡向着需要的方向移动——溶液中的离子转化为沉淀，或沉淀转化为溶液中的离子。因此，沉淀溶解平衡在生产、科研和环保等领域具有广泛的应用。 新课讲解 沉淀的生成 在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀进行分离或除杂。 沉淀生成的应用 沉淀生成的方法 （1）调节pH法 如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水， 再加入氨水调节pH至7～8， 使Q[Fe(OH)3] Ksp[Fe(OH)3]可使Fe3＋转变为_________沉淀而除去。 反应如下：________________________________________ ＞ Fe(OH)3 沉淀的生成 【思考】某酸性工业废水中含有浓度均为0.1 mol/L的Cu2＋和Fe2＋两种金属离子。欲从该废水中回收CuSO4·5H2O，需先除去Fe2＋，直接采用调节pH的方法是否合适？ Cu2+ Fe2+ 开始沉淀的pH 4.67 6.35 完全沉淀的pH 6.67 8.35 不合理，当Fe2＋完全沉淀时， Cu2＋早就已经沉淀完全。 工业上常加入H2O2，将Fe2＋氧化为Fe3＋，那么应调节的pH范围是多少？ pH范围是2.82~4.67。 金属离子浓度为1×10－5 mol/L 沉淀生成的方法 （1）调节pH法 Fe3+ 1.48 2.82 进水 预处理设备 混合 反应沉淀 补充处理 出水 药剂制备 投药 沉淀物 处理设备 沉淀物排除 部分回流 化学沉淀法废水处理工艺流程示意图 沉淀的生成 沉淀生成的方法 （2）加沉淀剂法 沉淀的生成 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1×10－5 mol·L－1时，认为已完全沉淀。 沉淀生成的方法 （2）加沉淀剂法 如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，即离子积Q＞Ksp时，生成沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。 a.通入H2S除去Cu2＋的离子方程式： b.加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式： H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋ Hg2＋＋S2－===HgS↓ 沉淀的生成 25 ℃数据 CaSO4 BaSO4 Ksp 4.9×10－5 1.1×10－10 溶解度/mol·L－1 7.0×10－3 1.0×10－5 【思考】如果要除去某溶液中的SO42－，你选择加入钙盐还是钡盐？ 为什么？ 加入钡盐。因为Ksp(BaSO4)＜Ksp(CaSO4)，向溶液中加入等物质的量的钡盐和钙盐，钡盐使溶液中剩余的c(SO42－)较小。 【联系生活】工业废水处理中，常以Na2S做沉淀剂，使废水中Cu2＋、Hg2＋、Pb2＋，生成极难溶的CuS、HgS、PbS沉淀而除去。 沉淀生成的方法 （2）加沉淀剂法 【思考与交流】 1. 用沉淀法除去废水中的重金属离子，有什么要求？ ①将重金属离子转化成溶解度更小的沉淀； ②增大沉淀剂的浓度。 2. 如何使沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度尽可能小？ ①加入沉淀剂后，溶液中的剩余重金属离子浓度要尽可能小； ②加入的沉淀剂应不会造成环境污染或易于除去。 沉淀的生成 沉淀生成的方法 （2）加沉淀剂法 沉淀的生成 选择沉淀剂的原则 要能除去溶液中指定的离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去，如沉淀NaNO3溶液中的Ag+，可用NaCl作沉淀剂 溶液