3.4.2难溶电解质的沉淀溶解平衡 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

新人教版 化学 选择性必修一 第2讲 沉淀溶解平衡的应用 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第四节 电解池 教学目标 本节重点 应用化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解和转化。 本节难点 应用化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解和转化。 1.通过实验了解沉淀的生成、溶 解与转化，能应用化学平衡理论 解释沉淀的生成、溶解和转化。 2.学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题。 新课导入 含铜酸性废水主要污染物 c(H+)=0.1mol/L c(Cu2+)=0.05mol/L 国家GB8978-2003 《污水综合排放标准》 中性水（ pH ≈7) c (Cu2+)≤1x10-7mol/ L 【问题】依据教材P126溶度积，怎样处理含铜酸性废水，使其达到标准？ ①：加碱性物质中和酸。 ②:将Cu2+转变为沉淀。 用哪种碱性物质？ Ca(OH)2 将Cu2+转变为哪类沉淀？ Cu2＋+S2－=CuS↓ 沉淀Cu2+、Hg2+等，可以用Na2S或H2S做沉淀剂。 Cu2＋ + H2S = CuS↓ + 2H+ 一般认为沉淀离子浓度小于1.0×10-5 mol/L时, 就已经沉淀完全。 方法1： 加沉淀剂 原理：Qc > Ksp ，有沉淀生成 思考：亚铁盐中通入H2S溶液，一般不能形成FeS沉淀，为什么？ 一、沉淀的生成 探究学习 （1）你选择加入什么试剂除粗盐中的SO42- ? 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? （3）选择和使用沉淀剂时应注意什么？ 思考与讨论 (1)BaCl2 。钡盐使溶液中剩余的c(SO42-)较小，且阴离子不引入杂质。 (2)沉淀剂过量，且浓度高 (3)沉淀剂过量；要能使Qc > Ksp，且形成的沉淀溶解度小；不引入 难以去除的新杂质。 方法2： 调pH值 氢氧化物 开始沉淀时的pH(0.1mol/L) 沉淀完全时的pH值 Cu(OH)2 4.67 6.67 Fe(OH)3 1.48 2.81 Fe(OH)2 1.根据表中数据，CuCl2中混有的少量Fe2+如何除去？Fe(OH)2Ksp=5×10-17 ①先氧化Fe2+。 ②再调节溶液的pH，煮沸后过滤。 用什么氧化Fe2+？ H2O2或O2(热空气) 用什么调节？ 主要成分对应的碱性物质:氧化铜、碳酸铜等（不引入杂质) 原理： Mn+ + nH2O M(OH)n + 3H+ 调高pH，促进 Mn+水解， 转化为氢氧化物沉淀。 本质：调pH使Qc > Ksp 一、沉淀的生成 【思考】水垢含有Mg(OH)2、CaCO3等，除水垢的方法有用盐酸浸泡。 请运用沉淀溶解平衡的原理Mg(OH)2解释原因。 【分析】 【思考】如何设计实验证明？ 二、沉淀的溶解 盛有Mg(OH)2 浊液的试管 适量 盐酸 盛有等量 Mg(OH)2浊液 的试管 等体积 蒸馏水 对照实验 实验1 实验2 【实验方案】 浑浊 澄清 二 沉淀的溶解 如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子，使Qc < Ksp ，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。 ①酸溶解法： 用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。 (1) 原理 (2) 沉淀溶解的方法 3Ag2S＋8H＋ ＋ 2NO3-=6Ag＋＋3S＋2NO↑＋4H2O AgOH + 2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O ③氧化还原溶解法： ②配位溶解法: 如Ag2S溶于稀HNO3 如AgOH溶于氨水 ④盐溶液溶解法： 如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液 Mg(OH)2难溶于水，能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。 Mg(OH)2＋2NH4+=== Mg2＋＋2NH3·H2O 【思考】稀盐酸能除去水垢中的CaSO4吗？ 【方法】 先用饱和Na2CO3溶液浸泡一段时间，再用盐酸洗。 请运用沉淀溶解平衡的原理解释原因。 【分析】： CaSO4(s) SO (aq) + Ca (aq) 2− 4 2+ 平衡 向溶解的方向 移动 CaSO4 溶解 加Na2CO3 Q ＜ Ksp 生成CaCO3 酸洗 除去 消耗 Ca2+ c(Ca2+ ) 减小 三、沉淀的转化 写出用饱和Na2CO3溶液浸泡时发生的离子方程式？ 推测溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀，设计实验验证下列 沉淀的转化。 CaSO4(s) + CO (aq) CaCO3 (s) + SO (aq) 4.9×10-5 3.4×10-9 2− 4 2− 3 K ＝ c(SO ) 2− 4 c(CO ) 2− 3 c(CO )·c (Ca2+) 2− 3 ＝ c(SO )·c (Ca2+) 2− 4 ＝ Ksp (CaSO4) Ksp (CaCO3) ＝ ≈ 1.4×104 由CaSO4(25 ℃Ksp ＝ 4.9×10-5 )、 CaCO3(25 ℃ Ksp ＝ 3.4×10-9 ) AgCl → AgI → Ag2S NaCl和AgNO3混合 白色沉淀AgCl 向所得固液混合物中滴加KI溶液 黄色沉淀AgI 向新得固液混合物中滴加Na2S溶液 黑色沉淀Ag2S 实验3-4： Na2S KI 注意：实验中制备AgCl时，加入AgNO3溶液的量要少，NaCl溶液过量！ AgI(s) AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 白色 黄色 Ksp ＝ 1.8×10-10 Ksp＝8.5×10-17 滴加KI溶液，溶液中Ag+与I-的离子积—— Q(AgI)＞Ksp(AgI)，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。 + I-(aq) 【结论1】 AgCl(s) + I-(aq) AgI(s) + Cl-(aq) 溶解度关系： AgCl ＞ AgI Ksp(AgCl) ＞Ksp(AgI) 【结论2】 Q(Ag2S)＞Ksp(Ag2S)，Ag+与S2-结合生成Ag2S沉淀，导致AgI的沉淀溶解正移。 + S2-(aq) Ag2S(s) AgI(s) Ag+(aq) + I-(aq) 黄色 黑色 Ksp ＝ 6.3×10-50 Ksp ＝ 8.5×10-17 2AgI(s) + S2-(aq) Ag2S(s) + 2I-(aq) 溶解度关系： AgI ＞ Ag2S KspAgI ＞Ksp Ag2S K=? 向MgCl2溶液中滴加少量NaOH溶液 白色沉淀 向有白色沉淀的溶液中滴加几滴FeCl3溶液 白色沉淀转变为红褐色 溶解度关系： Mg(OH)2 ＞ Fe(OH)3 FeCl3 注意：实验中加入NaOH溶液的量要少！ 实验3-5： 设计实验证明： Mg(OH)2 转化为 Fe(OH)3 KspMg(OH)2 ＞Ksp Fe(OH)3 3Mg(OH)2(s) +2Fe3+(aq) 2Fe(OH)3(s) +3Mg2+(aq) 1.沉淀转化的实质与条件 实质是沉淀溶解平衡的移动。 ① 实质 两种沉淀的溶解度不同，一般来说溶解度小的沉淀可以转化为溶解度_____的沉淀，两者溶解度相差_____转化越____。 ② 条件 更小 越大 容易 三、沉淀的转化 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 (s) Ba2＋ (aq) ＋SO42－ (aq) CO32－ + BaCO3 (浓度较大) BaSO4 (s) ＋CO32 － (aq) BaCO3 (s) ＋SO42－ (aq) 锅炉中水垢中含有CaSO4 ，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。 ①锅炉除水垢 2.沉淀转化的应用 ② 自然界中矿物的转化 CuS(铜蓝) 如原生铜硫化物 氧化 淋滤 CuSO4(溶液) ZnS PbS Cu2+ (aq) ＋ZnS (s) CuS (s) ＋Zn2+ (aq) Cu2+ (aq) ＋ SO42- (aq) ＋PbS (s) CuS (s) ＋PbSO4 (s) 2.沉淀转化的应用 ③工业废水处理 用FeS等难溶物除去工业废水的重金属离子 用FeS除去Hg2＋的离子方程式： FeS(s)+Hg2+(aq) HgS(s)+ Fe2+ 三个不一定： (1)Ksp小的溶解度不一定小 (2)溶解度小的不一定先沉淀 (2)溶解度小的也可以转化为溶解度大的沉淀 $$