第3节 沉淀溶解平衡 第2课时（教学课件）化学鲁科版2019选择性必修1

第3章 物质在水溶液中的行为 第2课时：沉淀溶解平衡的应用 第3节 　沉淀溶解平衡 化学反应原理 1 1.能利用平衡移动原理及溶度积常数分析沉淀的生成、溶解和转化; 壹 2.学会利用沉淀溶解平衡的移动分析生产生活中的实际问题。 贰 学习目标 Xue xi mu biao 本节重点 壹 沉淀的生成、溶解和转化 利用沉淀溶解平衡的移动分析生产生活中的实际问题 本节难点 贰 重点难点 Zhong dian nan dian 自然界中，各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)，便慢慢地使它们转化为铜蓝(CuS)。 联想 · 质疑 新课导入 KE TANG DAO RU 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 这些是生活中对化学反应的调控，实际对化学反应的调控在工业上的应用更为广泛，我们以工业合成氨生产条件的为例，来进行研究。 4 在处理污水时，可以向其中加入 FeS 固体，以除去 Cu2+、Hg 2+、Pb2+ 等重金属离子。在此过程中发生了哪些化学反应？ 联想 · 质疑 新课导入 KE TANG DAO RU 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 这些是生活中对化学反应的调控，实际对化学反应的调控在工业上的应用更为广泛，我们以工业合成氨生产条件的为例，来进行研究。 5 溶洞里美丽的石笋、钟乳石和石柱是大自然创造的奇迹。石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为微溶性的碳酸氢钙。溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向下滴落时，水分蒸发、二氧化碳压强减小及温度的变化都会使二氧化碳溶解量减小，致使碳酸钙沉淀析出。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。 联想 · 质疑 新课导入 KE TANG DAO RU 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 这些是生活中对化学反应的调控，实际对化学反应的调控在工业上的应用更为广泛，我们以工业合成氨生产条件的为例，来进行研究。 6 二、沉淀溶解平衡的应用 观察 · 思考 钡餐造影是指用BaSO4作为造影剂，病人服下BaSO4后，在X射线照射下显示消化道有无病变的一种检查方法。由于Ba2+有剧毒，水溶性钡盐不能用作造影剂，但BaSO4和BaCO3都难溶于水，为什么选用BaSO4作为造影剂而不用选用BaCO3呢？ 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 二、沉淀溶解平衡的应用 联想 · 质疑 1.沉淀的溶解与生成 PbI2(s) Pb2+(aq)+2I-(aq) 滴加KI溶液 c(I-)增大 Q=c(Pb2+)·c2(I-) Q ＞ Ksp 平衡逆向移动 PbI2黄色 沉淀生成 ⑴沉淀的生成 实质：Q ＞ Ksp 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 联想 · 质疑 二、沉淀溶解平衡的应用 1.沉淀的溶解与生成 BaSO4(s) Ba2+(aq)+ SO（aq) Ksp=1.1×10-10 mol2L-2 2- 4 BaCO3(s) Ba2+(aq)+ CO（aq) Ksp=5.1×10-9 mol2L-2 2- 3 由溶度积可知，它们在饱和溶液中电离出的Ba2+ 的浓度相差并不是很大，但是 BaCO3 不可用作钡餐，这是为什么呢？ 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 二、沉淀溶解平衡的应用 交流 · 研讨 1.沉淀的溶解与生成 ⑵沉淀的溶解 BaCO3(s) Ba2+ (aq)+ CO（aq) 2- 3 Q(BaCO3)<Ksp(BaCO3) H2O＋CO2 2H＋ ＋ c(Ba2＋)高于使人中毒的危险值，使人中毒 平衡向右移动 实质：Q < Ksp 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 交流 · 研讨 二、沉淀溶解平衡的应用 而 SO42- 是强酸的酸根离子，在溶液中难以与 H+ 结合成硫酸分子，胃液中高浓度的 H+ 对 BaSO4 的沉淀溶解平衡基本没有影响，Ba2+ 浓度可以保持在安全浓度范围内，因此 BaSO4 可用作钡餐。 1.沉淀的溶解与生成 BaSO4(s) Ba2+(aq)+ SO（aq) Ksp=1.1×10-10 mol2L-2 2- 4 如果误食可溶性钡盐如BaCl2，造成钡中毒，如何选用解毒药呢？ 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 身 边 的 化 学 5%的Na2SO4溶液能否有效除去误食的Ba2+ BaSO4(s) Ba2+(aq)+ SO（aq) Ksp=1.1×10-10 mol2L-2 2- 4 若所用 Na2SO4 溶液中 Na2SO4 的质量分数为 5%，溶液中 SO4 2- 的物质的量浓度近似为 0.35 mol·L-1 。当反应达到 BaSO4 的沉淀溶解平衡后 KspBaSO4= c平(Ba2+)·c平( SO4 2- ) ＝ Ksp 1.1×10-10 mol2L-2 c平( SO4 2- ) ＝ 3.1×10-10mol·L-1 0.35 mol·L-1 c平(Ba2+)＝ 在这种情况下误食的 Ba2+ 可以充分转化为 BaSO4 沉淀，因此用 5% 的 Na2SO4 溶液洗胃可有效地除去胃中的 Ba2+。 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 二、沉淀溶解平衡的应用 交流 · 研讨 ⑶溶洞的形成： 石灰岩中的CaCO3和H2O、CO2反应生成Ca(HCO3)2， 存在下列平衡：CaCO3＋CO2＋H2OCa(HCO3)2， CaCO3 Ca2+ + CO32- 2HCO3- + H2O+CO2 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 二、沉淀溶解平衡的应用 交流 · 研讨 ⑷珊瑚虫 珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，它们可以从周围 的海水中获取 Ca2+ 和 HCO3-，经反应形成珊瑚： CaCO3 Ca2+ + CO32- 2HCO3- + H2O+CO2 - 3 Ca2+ + 2HCO CaCO3 + H2O + CO2 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 练习1、若使Fe3+沉淀完全需要调节溶液的pH至少为多少？ 6.5×10-12 mol/L Fe(OH)3(s) Fe3+(aq) + 3OH-(aq) Ksp ＝ c(Fe3+)·c3(OH-) 根据 当溶液中Fe3+的浓度为1×10-5 mol/L时： ＝ Ksp 2.8×10-39 c(Fe3+) ＝ 2.8×10-34 1.0×10-5 c3(OH-) ＝ c(OH-) ＝ pH ≈ 2.8 调节溶液的pH＞2.8，可认为完全沉淀了Fe3+。 课堂演练 KE HOU YAN LIAN 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 在处理污水时，可以向其中加入 FeS 固体，以除去 Cu2+、Hg 2+、Pb2+ 等重金属离子。在此过程中发生了哪些化学反应？ 联想 · 质疑 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 观察 · 思考 ZnS转化为CuS 请观察以下实验的现象，并尝试用沉淀溶解平衡的原理进行解释。 （1）在一支试管中加入 2 mL 0.1 mol·L-1 ZnSO4 溶液，再滴入适量 1 mol·L-1 Na2S 溶液，观察沉淀的生成。 （2）静置后倾去上层清液，并用蒸馏水洗涤沉淀 2 ～ 3 次。 （3）向沉淀中滴加适量 0.1 mol·L-1 CuSO4 溶液，振摇试管。 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 交流 · 研讨 二、沉淀溶解平衡的应用 2. 沉淀的转化 （1）ZnS转化为CuS的现象 向白色ZnS沉淀中加CuSO4溶液有黑色的CuS沉淀生成。 向ZnS沉淀中滴加适量0.1 mol/L CuSO4溶液，为什么白色的ZnS会转化生成黑色的CuS？ 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 交流 · 研讨 二、沉淀溶解平衡的应用 2. 沉淀的转化 （2）ZnS转化为CuS的解释分析 预测1：ZnSO4和Na2S反应生成ZnS沉淀时，Na2S过量，过量的S2-与Cu2+反应生成黑色CuS沉淀。 不成立，加入CuSO4前ZnS沉淀用蒸馏水洗涤2-3次，已经洗去溶液中过量的S2-及沉淀表面残留的S2-。 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 交流 · 研讨 二、沉淀溶解平衡的应用 2. 沉淀的转化 （2）ZnS转化为CuS的解释分析 预测2：ZnS沉淀溶解产生的S2-与Cu2+生成黑色CuS沉淀。 通过计算根据Q与Ksp的相对大小判断沉淀的生成与溶解。 已知：Ksp(ZnS)=1.6×10-24 mol2·L-2 Ksp(CuS)=1.3×10-36 mol2·L-2 ZnS(s) +Cu2+(aq)= Zn2+(aq)+CuS(s) K = = = >> 1×105 c平(Zn2+) c平(Cu2+) c平(Zn2+)c平(S2-) c平(Cu2+)c平(S2-) Ksp(ZnS) Ksp(CuS) Ksp(CuS)≪Ksp(ZnS) 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 交流 · 研讨 二、沉淀溶解平衡的应用 2. 沉淀的转化 （2）ZnS转化为CuS的解释分析 预测2：ZnS沉淀溶解产生的S2-与Cu2+生成黑色CuS沉淀。 Cu2+(aq) CuS(s) + ZnS(s) 　 Zn2+(aq) + S2-(aq) 平衡正向移动 （ZnS溶解） （CuS生成） ZnS(s)+Cu2+(aq)=== CuS(s)+Zn2+(aq) 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 视野 · 拓展 二、沉淀溶解平衡的应用 2. 沉淀的转化 （3）沉淀的转化的实质：沉淀溶解平衡的移动 （4）沉淀的转化的规律：通常，一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀。两种沉淀的溶解能力差别越大，这种转化的趋势就越大。 已知AgCl、 AgI和Ag2S 的KSP为 1.8×10-10、 8.3×10-17、 1.6×10-49， 分析沉淀转 化的方向。 AgCl(s) ⇌ Ag+(aq) +Cl-(aq) + KI = I- + K+ AgI Na2S = S2- + 2Na+ + Ag2S AgI 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 第四，不断进行技术创新。生产中的工艺或方法不是一成不变的，随着时代的发展、各种技术也要不断创新，合成氨研发的历史中，特别是诺贝尔化学奖三次授予了与合成氨有关的科学家就证明了这一点。哈伯（1918年获奖）只是完成了合成氨的基础开发工作，1931年获奖的博施实现了合成氨的工业化，2007年埃特尔获奖的原因则是揭开了合成氨反应历程的“天机”。 22 交流 · 研讨 二、沉淀溶解平衡的应用 2. 沉淀的转化 （5）沉淀的转化的规律：当两种难溶物溶解能力差别不大时, 溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。 BaSO4(Ksp=1.07×10-10)、BaCO3(Ksp=2.58×10-9) BaSO4 Ba2＋＋SO42－ CO32－ + BaCO3 (浓度较大) BaSO4＋CO32－ BaCO3＋SO42－ 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 练习2、计算当CO32-的浓度达到SO42-浓度的多少倍数时，才能实现由BaSO4转化成BaCO3沉淀。KSP(BaSO4) =1.1×10-10 KSP(BaCO3) =2.58×10-9 BaSO4 + CO32- BaCO3 +SO42- 则该反应的平衡常数K= c(SO42-) c(CO32-) c(SO42-)·c(Ba2+) c(CO32-) ·c(Ba2+) = KSP(BaSO4) KSP(BaCO3) = 1.1×10-10 2.58×10-9 = 当QC＜K ，反应向正方向进行 c(SO42-) c(CO32-) ＜ c(CO32-) c(SO42-) > =23.5 1.1×10-10 2.58×10-9 2.58×10-9 1.1×10-10 课堂演练 KE HOU YAN LIAN 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 迁移 · 应用 二、沉淀溶解平衡的应用 分析在工业废水处理过程中为何可用 FeS 等作为沉淀剂除去废水中 的 Cu2+、Hg2+、Pb2+ 等重金属离子。 难溶电解质 Ksp数值 CuS 1.3×10-36 FeS 6.3×10-18 HgS 6.4×10-53 PbS 3.4×10-28 加入FeS固体处理后，溶液中c(S2-)=2.0×10-10 mol/L ，经过FeS固体 处理后的废水中Cu2+浓度是否符合国家一级排放标准呢? 查询资料： 《电子工业水废染物排放标准》要求Cu2+排放浓度不高于7.8×10-6mol/L 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 练习3、①若向浓度均为1.0× 10-3mol/L的Cu2+ 、Hg2+ 的模拟废水中逐滴滴加 Na2S浓溶液，预测生成沉淀的顺序？ ②当体系中c（Hg2+ ）降到1.0× 10-10mol/L时，溶液中Cu2+是否开始沉淀？ 沉淀顺序： Hg2+ →Cu2+ 难溶电解质 Ksp数值 CuS 1.3×10-36 FeS 6.3×10-18 HgS 6.4×10-53 PbS 3.4×10-28 课堂演练 KE HOU YAN LIAN 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 水垢中的Mg(OH)2是怎样生成的? CaCO3 Mg(OH)2 Ca(HCO3)2 = CaCO3↓+CO2↑+ H2O Mg(HCO3)2 = MgCO3↓+CO2↑+ H2O MgCO3(s) ⇌ Mg2+(aq)+CO32-(aq) CO32- +H2O ⇌ HCO3- +OH- Mg(OH)2(s) ⇌ Mg2+(aq)+2OH-(aq) Q > Ksp Mg(OH)2生成 通常家用的自来水在受热过程中会形成水垢，可用食醋除 去。食醋的主要成分 CH3COOH 能与 CaCO3 和 Mg(OH)2 分别 电离出的 CO3 2- 和 OH- 发生反应，降低 CO3 2- 和 OH- 的浓度， 使 CaCO3 和 Mg(OH)2 的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动， 从而使水垢逐渐溶解而将其除去。 身 边 的 化 学 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 练习4、正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好(　　) (2)为了减少BaSO4的损失，洗涤BaSO4沉淀时可用稀硫酸代替水(　　) (3)常用Na2S等除去废水中某些重金属离子如Cu2＋、Hg2＋，是因为CuS、HgS的 Ksp都很小 (　　) (4)沉淀的转化只能由难溶的电解质转化为更难溶的电解质(　　) (5)可用FeS除去废水中的Hg2＋、Ag＋等，是因为HgS、Ag2S比FeS更难溶(　　) (6)向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液沉淀变为黑色，可推知同温下Ksp(ZnS)< Ksp(CuS)(　　) (7)向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生 成蓝色沉淀,说明Ksp[Cu(OH)2]>Ksp[Mg(OH)2](　　) 课堂演练 KE HOU YAN LIAN 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 沉淀溶解平衡 自然现象(溶洞、珊瑚) 工业生产(废水处理) 医疗(钡餐) 沉淀的溶解 沉淀的生成 沉淀的转化 知识总结 ZHI SHI ZONG JIE 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 我们小结一下今天的研究思路，要完成化学反应的调控，首先要明确研究目的，针对目的进行可行性研究，确定具体的反应，接下来从理论（化学平衡和化学反应速率）和实践两个层面寻找反应适宜的条件。当然这个条件不是一成不变的，会随着技术、理论的发展不断改进，越来越优，更加环保、低成本是我们一直追求的目标。总之，化学反应的调控，就是通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。 今天的学习就到这里，同学们再见！ 29 练习5、已知常温下AgI和Ag2S的溶度积常数分别为8.3×10－17 mol2·L－2和6.3×10－50 mol3·L－3，试通过计算判断：2AgI(s)＋Na2S(aq)===Ag2S(s)＋2NaI(aq)的沉淀转化能否进行完全。 课堂演练 KE HOU YAN LIAN 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 练习6、往锅炉注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸去除，下列叙述中正确的是(　　) A．温度升高，Na2CO3溶液的Kw和c(H＋)均会增大 B．CaSO4能转化为CaCO3，说明Ksp(CaCO3)＞Ksp(CaSO4) C．CaCO3溶解于盐酸而CaSO4不溶，是因为硫酸酸性强于盐酸 D．沉淀转化的离子方程式为CO(aq)＋CaSO4(s) CaCO3(s)＋SO(aq) D 课堂演练 KE HOU YAN LIAN 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 练习7、已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO的浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为（ ） A.Cl－、Br－、CrO B.CrO、Br－、Cl－ C.Br－、Cl－、CrO D.Br－、CrO、Cl－ C 课堂演练 KE HOU YAN LIAN 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 练习8、T ℃时，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20 mol3·L－3，Ksp[Fe(OH)3]＝1.1×10－38 mol4·L－4。此温度下要除去CuCl2溶液中的少量FeCl3，可以边搅拌边加入一种试剂，这种试剂是(　　) A．CuO B．NaOH溶液 C．氨水 D．CuSO4溶液 C 课堂演练 KE HOU YAN LIAN 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 演示完毕 感谢聆听 https://www.zxxk.com/user/13354804 Lavf52.77.0 $$