3.4.2.沉淀溶解平衡的应用课件2023—2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第四节 沉淀溶解平衡 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 湖北省利川市第一中学 锅炉水垢既会降低燃料的利用率，造成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿命，造成安全隐患，因此要定期清除。水垢的主要成分有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4等。硫酸钙在硫酸、盐酸中的溶解度小，如何除去锅炉水垢呢？ 【情境创设】 二、沉淀溶解平衡的应用 (一)沉淀的生成 1、原理：通过加入沉淀剂，或应用同离子效应，或控制溶液的pH，使Q>Ksp，生成溶解度小的电解质（沉淀），越小越好。 进水 预处理设备 混合 投药 药剂设备 部分回流 沉淀物 处理设备 沉淀物排除 反应沉淀 补充处理 出水 Na2S、H2S溶液等 Cu2+、Hg2+等 工业废水的处理 2、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分离或除去某些离子的目的。 化学沉淀法废水处理工艺流程示意图 3、方法： ①调pH值法：如在工业原料氯化铵中混有氯化铁，使其溶解于水，再加 调pH值至7~8，可使Fe3＋转变为 而除去。 离子方程式为： 氨水 Fe(OH)3沉淀 Fe3＋ + 3NH3•H2O = Fe(OH)3↓+3NH4＋ 【练习】根据下表的数据，酸性CuCl2中混有少量Fe3+如何除去？ 【方法】加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3或CuO，调节pH至3.2≤pH<4.4，促进Fe3+水解，转化为氢氧化铁沉淀。 氢氧化物 开始沉淀时的pH值 沉淀完全时的pH值(＜10-5mol/L) Cu(OH)2 4.4 6.4 Fe(OH)3 1.4 3.2 Fe3+水解：Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+ 加Cu(OH)2：Cu(OH)2 + 2H+ = Cu2+ + 2H2O ②加沉淀剂法：如：以Na2S、H2S等作沉淀剂，可使废水中Cu2+、Hg2+等重金属离子生成极难溶的硫化物CuS、HgS沉淀。 利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生；其次希望沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小。 【思考与讨论】 若要除去某溶液中的SO2，你选择加入钙盐还是钡盐? 为什么? (2) 如何使沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小? 加入钡盐， 因为K(BaSO4)<K(CaSO4)，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。 增大所用沉淀剂的浓度 ③氧化还原法：如：在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+，在提纯时，为了除去Fe2+，常用什么方法？ 方法：向溶液加入少量的H2O2，使Fe2+氧化成Fe3+，然后再加入Cu(OH)2或CuO或Cu2(OH)2CO3调节pH至调节pH至3.2≤pH<4.42，再将生成的Fe(OH)3沉淀过滤除去。 氧化剂可用：双氧水、氧气等（不引入杂质） 氢氧化物 开始沉淀时的pH值(0.1mol/L) 沉淀完全时的pH值 (＜10-5 mol/L) Fe2+ 6.95 8.95 Cu2+ 4.42 6.67 Fe3+ 1.87 3.2 ④同离子效应法：如洗涤硫酸钡固体，用蒸馏水好还是稀硫酸好？ 提示：硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小，硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。故用稀硫酸洗 【练习】将足量AgCl分别加入下列溶液中，AgCl溶解度由大到小的顺序是（ ） ①20ml0.01 molL-1 KCl溶液 ②20ml0.02 molL-1 CaCl2溶液 ③20ml蒸馏水 ④20ml0.03 molL-1 HCl溶液 ⑤20ml0.05 molL-1 AgNO3溶液 A.①＞②＞④＞③＞⑤ B.③＞①＞④＞②＞⑤ C.⑤＞③＞②＞①＞④ D.③＞④＞⑤＞②＞① B BaSO4(s) ⇌ Ba2+(aq)+SO42- (aq) (二)沉淀的溶解 2、方法：加酸、碱、盐、强氧化剂等 1、原理：不断减少溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就达到使沉淀溶解的目的（即Q< Ksp 时，沉淀发生溶解）。 ①酸溶解法：强酸是常用的溶解难溶电解质的试剂。 解释：CaCO3为什么能溶于稀盐酸？ CaCO3(s) ⇌CO32-(aq) + Ca2+(aq) +H+ HCO3-(aq) +H+ H2CO3 H2O + CO2↑ CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2↑　 可用强酸溶解的难溶电解质还有 BaCO3、 FeS、