第三章 第四节　第2课时　沉淀溶解平衡的应用 -【优化探究】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1同步导学案配套教参（人教版，单选）

第2课时　沉淀溶解平衡的应用 　沉淀的生成和溶解 授课提示：对应学生用书第81页 1．沉淀的生成 (1)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。 (2)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，可使Fe3+转变为 Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为Fe3+＋3NH3·H2O_===Fe(OH)3↓＋3NH； ②加沉淀剂法：如以Na2S作沉淀剂，使废水中的某些金属离子如Cu2+、Hg2+等，生成极难溶的CuS、HgS等沉淀而除去。离子方程式为Cu2+＋S2-===CuS↓、Hg2+＋S2-===HgS↓。 (3)原则：生成沉淀的反应能够发生；溶液中剩余离子的浓度能够尽量小。 2．沉淀的溶解 (1)原理：根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，若能设法不断地移去平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。 (2)方法： ①强酸溶解法：如溶解CaCO3、FeS、Cu(OH)2等难溶电解质； ②盐溶液溶解法：如Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液，化学方程式为Mg(OH)2＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3·H2O。 判断下列说法是否正确，正确的画“√”，不正确的画“×”。 1．常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，平衡左移，BaCO3的Ksp减小。(×) 2．不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时，已经完全沉淀。(√) 授课提示：对应学生用书第81页 (一)沉淀的生成 在涉及无机物制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。例如，化学沉淀法废水处理工艺流程示意图如下： 问题1：工业废水中的金属阳离子会对环境造成很大的危害，如何除去废水中的Cu2+和Hg2+? 答案：加入沉淀剂Na2S，可以使废水中的Cu2+、Hg2+转化成CuS、HgS沉淀除去。 问题2：已知常温下，CuCO3、Cu(OH)2、CuS的溶度积分别为1.4×10-10、2.2×10-20、6.3×10-36。要除去溶液中的Cu2+，选用下列哪种沉淀剂更好？为什么？ ①Na2CO3　②NaOH　③Na2S 答案：选用Na2S更好；原因是CuS的Ksp最小，溶解度最小，Cu2+沉淀得更完全，溶液中剩余的Cu2+最少。 问题3：常温下，要去除ZnSO4溶液中混有的Fe3+，可以通过调节溶液的pH来实现，试通过计算确定，当调节溶液的pH超过多少时可认为Fe3+沉淀完全？ {已知：Ksp[Fe(OH)3]≈1×10-39，溶液中c(Fe3+)＝10-5 mol·L-1时可认为Fe3+沉淀完全} 答案：Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3+)·c3(OH－)＝10-5·c3(OH－)≈10-39，则c(OH－)＝ mol/L≈10-11.3 mol/L，c(H＋)＝＝ mol/L＝10-2.7 mol/L，pH＝－lg c(H＋)＝－lg 10-2.7＝2.7。 即调节溶液的pH超过2.7时，Fe3+沉淀完全。 (二)沉淀的溶解 探究Mg(OH)2沉淀溶解的方法 实验操作 向3支盛有少量Mg(OH)2沉淀的试管中分别滴加适量的蒸馏水、盐酸和NH4Cl溶液 续表 实验装置 实验现象 沉淀不溶解 沉淀溶解 沉淀溶解 问题1：应用平衡移动原理，解释为什么Mg(OH)2能溶于盐酸？ 答案：Mg(OH)2存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)⥫⥬Mg2+(aq)＋2OH－(aq)，加入盐酸，H＋与OH－中和生成H2O，平衡体系中的c(OH－)不断减小，平衡向沉淀溶解的方向移动，直至Mg(OH)2完全溶解。 问题2：应用平衡移动原理，解释为什么Mg(OH)2能溶于NH4Cl溶液？ 答案：Mg(OH)2存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)⥫⥬Mg2+(aq)＋2OH－(aq)，NH4Cl电离出的NH与OH－结合生成弱电解质NH3·H2O，使平衡体系中的c(OH－)不断减小，平衡向沉淀溶解的方向移动，直至Mg(OH)2完全溶解。 1．沉淀的生成 当溶液中离子积(Q)大于溶度积(Ksp)时，沉淀可以形成。常应用于： (1)分离离子：同一类型的难溶电解质，如AgCl、AgBr、AgI，溶度积小的物质先析出，溶度积大的物质后析出。 (2)控制溶液的pH来分离物质，如除去CuCl2中的FeCl3，可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物质，将Fe3+转化为Fe(OH)3过滤除去，而不引入新的杂质。 2．沉淀的溶解 当溶液中离子积(Q)小于溶度积(Ksp)时，沉淀可以溶解。其常用的方法有： (1)酸碱溶解法：加入