3.4.2沉淀溶解平衡课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修一

第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第四节　沉淀溶解平衡 第2课时 沉淀溶解平衡的应用 人教版选择性必修第一册 揭示目标 1.了解沉淀的生成、溶解和转化在工、农业生产中的应用，能运用化学平衡理论分析沉淀的生成、溶解和转化。 2.学会从定量的角度分析沉淀的生成与转化的条件。 学习目标 2 二、沉淀溶解平衡的应用 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。 利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 （2）方法： 调节pH法 加沉淀剂法 同离子效应法 氧化还原法 要能生成沉淀(Q＞Ksp)。 沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小。 （3）利用生成沉淀分离或除去某些离子的原则 二、沉淀溶解平衡的应用 ①调节pH法 工业原料氯化铵中含有杂质氯化铁，除杂流程如下： Fe3+ + 3NH3·H2O = Fe(OH)3↓ + 3NH4+ 原理： 加入氨水调节pH，使Q[Fe(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)3]可使Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀而除去。 已知：Ksp[Fe(OH)3]≈1×10－39。 1.调pH除铁时，当溶液中c(Fe3＋)＝10－5 mol·L－1时可认为Fe3＋沉淀完全，计算恰好完全沉淀时溶液的pH＝________。为使Fe3＋完全沉淀，常采取的措施为____________________。 思考与讨论 2.7 调节溶液的pH大于2.7 2.调pH时能否用NaOH溶液，简述理由：____________________ 不能，引入杂质离子Na＋ 思考与讨论 3.如何除去MgCl2中的Fe3+？离子反应方程式为: 如何除去CuCl2中的Fe3+？ 离子反应方程式为: 调PH的范围呢？ 氢氧化物 开始沉淀时的pH值 (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 pH:2.81≦PH<4.67. 二、沉淀溶解平衡的应用 ②加沉淀剂法 以Na2S、H2S等作沉淀剂，使废水中Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS沉淀，使废水中Cu2＋、Hg2＋浓度降得很低。 除杂原理: H2S除去Cu2＋： ； Na2S除去Hg2＋： 。 H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋ Hg2＋＋S2－===HgS↓ 沉淀剂的选择原则 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不能影响其他离子的存在，由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去或不引入新的杂质离子。   二、沉淀溶解平衡的应用 思考与讨论 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。 (1)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? (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? (1)钡盐，因为Ksp(BaSO4)<Ksp(CaSO4),向溶液分别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。 (2)增大所用沉淀剂的浓度，有利于反应向沉淀生成的方向进行。 1.已知常温下，CuCO3、Cu(OH)2、CuS的Ksp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 选用Na2S更好。 原因是CuS的Ksp最小，Cu2＋沉淀的更完全，溶液中剩余的Cu2＋最少。 随堂练习 3.已知：Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-13 向1×10-3 molL-1 的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液, 求开始有Ag2CrO4沉淀生成时的C(Ag+ )=? CrO42-沉淀完全时, C(Ag+ )=? 2.若某溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 mol／L, 使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么? ( Ksp(Fe(OH)3)= 4×10-39 Ksp(Mg(OH)2)= 1.8×10-11) pH值在3.2 ~ 9.1之间即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。 3×10-5molL-1 ， 3×10-4molL-1 。 随堂练习 二、沉淀溶解平衡的应用 ③氧化还原法 在粗制CuCl2溶液中含有杂质Fe2+，在提纯时，怎样出去Fe2+？ (溶液中Fe2+ 、Cu2+、Fe3+完全沉淀为氢氧化物，pH分别为9.6、6.4、3.2) 先少量的H2O2（Cl2、O2等），使Fe2+氧化为Fe3+， 然后再加CuO(Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等)至溶液PH 二、沉淀溶解平衡的应用 ④同离子效应 加入硫酸，硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。 用等体积的蒸馏水和0.010mol/L稀硫酸洗涤BaSO4沉淀。 损失量：水洗 > 稀硫酸洗 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:　　 ①20ml0.01mol∕LKCl溶液 ②20ml0.02mol∕LCaCl2溶液 ③20ml蒸馏水 ④20ml0.03mol∕LHCl溶液 ⑤20ml0.05mol∕L AgNO3溶液 ③＞①＞④＞②＞⑤ 二、沉淀溶解平衡的应用 锅炉内结垢不仅浪费燃料，而且会使锅炉内管道局部过热，严重时还可能引起爆炸，查阅资料可知：水垢主要成分有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4 等。那么应该如何解决水垢问题呢？ Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH-(aq) CaCO3(s) Ca2+ (aq) + CO32-(aq) CaSO4(s) Ca2+ (aq) + SO42-(aq) 二、沉淀溶解平衡的应用 2.沉淀的溶解 （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。 （2）方法：加酸、碱、盐、强氧化剂等 CaCO3为什么能溶于稀盐酸？ 使Q ＜ Ksp ①酸溶解法： 二、沉淀溶解平衡的应用 2.沉淀的溶解 ②盐溶解法 Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)+2OH－(aq) 固态Mg(OH)2存在的饱和溶液中加入NH4Cl Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH-(aq) 2NH4+ 2NH3·H2O + 若有足量铵盐，沉淀可以完全溶解 二、沉淀溶解平衡的应用 2.沉淀的溶解 ③配合物溶解法 如AgCl也可溶于NH3 · H2O溶液中,在有固态AgCl存在的饱和溶液中，存在着如下平衡： 二、沉淀溶解平衡的应用 2.沉淀的溶解 ④氧化还原法 如不溶于盐酸的Ag2S、CuS、HgS等硫化物加热条件下可溶于硝酸中。 常见的沉淀溶解方法 酸、盐溶解法：用强酸溶解FeS、Mg(OH)2、Al(OH)3等沉淀； 配位溶解法：用氨水溶解AgCl、Cu(OH)2等沉淀； 氧化还原溶解法：用硝酸溶解Ag2S、CuS等沉淀。 实验3-3 向两支盛有少量Mg(OH)2固体的试管中分别滴加适量的蒸馏水和盐酸，观察并记录现象 实验探究 添加的试剂 蒸馏水 盐酸 现象 实验探究 添加的试剂 蒸馏水 盐酸 现象 沉淀溶解 沉淀不溶解 实验结论：加水，对Mg(OH)2的沉淀溶解平衡影响不明显， 加盐酸，沉淀溶解 二、沉淀溶解平衡的应用 Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH-(aq) CaCO3(s) Ca2+ (aq) + CO32-(aq) CaSO4(s) Ca2+ (aq) + SO42-(aq) 思考：水垢中的CaSO4，能用稀盐酸能除去吗？硫酸钙该如何除去呢？ 将硫酸钡转化为碳酸钡，再用盐酸除去沉淀。 二、沉淀溶解平衡的应用 3.沉淀的转化 在实际应用中，有时需将一种沉淀转化为另一种沉淀，怎样实现沉淀转化呢？ 实验3-4 实验探究 实验现象 步骤 一 二 三 现象 生成白色沉淀 白色沉淀变为 黄色沉淀 黄色沉淀变为 黑色沉淀 Ag+ + Cl- = AgCl↓ AgCl(s) + I - AgI(s) + Cl - 2AgI(s) + S 2- Ag2S(s) + 2I- 沉淀的转化 AgCl(s) Ag+ (aq)+ Cl-(aq) +I- AgI(s) Ag+(aq) + l-(aq) +S2- Ag2S(s) 实验探究 二、沉淀溶解平衡的应用 3.沉淀的转化 实验3-5 步骤 (1) (2) 现象 产生白色沉淀 白色沉淀变为 红褐色沉淀 Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓ 3Mg(OH)2(s) + 2Fe3+ 2Fe(OH)3(s) + 3Mg 2+ 实验探究 实验现象 Mg(OH)2(s) Mg2+(g) +2OH-(g) +Fe3+ Fe(OH)3(s) 结论：两组实验对比得出： 沉淀的转化实质就是沉淀溶解平衡的移动。 溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。 两者溶解度差别越大，越容易转化。 实验探究 沉淀转化的应用 二、沉淀溶解平衡的应用 1）锅炉除水垢（含有CaSO4）： 先加Na2CO3溶液，再加稀盐酸 CaSO4(s) + Na2CO3 CaCO3(s) + Na2SO4 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ CaSO4(s) Ca2+(aq) + SO42- (aq) + CO32- (aq) CaCO3(s) 沉淀转化的应用 二、沉淀溶解平衡的应用 2）水垢的形成： 硬水中Mg(HCO3)2 MgCO3 Mg(OH)2 想一想：请书写向Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2溶液中滴加少量NaOH溶液的离子反应方程式。 Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓ Ca2+ + HCO3- + OH- = CaCO3↓ + H2O 沉淀转化的应用 二、沉淀溶解平衡的应用 3）自然界中矿物的转化： 原生 铜的硫化物 CuSO4溶液 铜蓝（CuS） CuSO4 (aq) + ZnS (s) CuS(s) + ZnSO4 (aq) CuSO4 (aq) + PbS(s) CuS (s) + PbSO4(s) 氧化 淋滤 闪锌矿 方铅矿 沉淀转化的应用 二、沉淀溶解平衡的应用 4）氟化物预防龋齿： 牙齿表面釉质层的主要成分——难溶的羟基磷灰石[Ca5(PO4)3(OH)] Ca5(PO4)3(OH)(s) + F-(aq) Ca5(PO4)3F(s) + OH-(aq) 氟离子与羟基磷灰石反应，生成溶解度更小的氟磷灰石 课堂检测 1.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CO32-(aq)＋CaSO4(s) CaCO3(s)＋SO42-(aq) D 课堂检测 2.在2 mL物质的量浓度相等的NaCl和NaI溶液中滴入几滴AgNO3溶液，发生的反应为(　　) A．只有AgCl沉淀生成 B．只有AgI沉淀生成 C．生成等物质的量的AgCl和AgI沉淀 D．两种沉淀都有，但以AgI为主 D 课堂检测 3.以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有少量Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相关性质是(　　) A．具有吸附性 B．溶解度与CuS、PbS、CdS等相同 C．溶解度大于CuS、PbS、CdS D．溶解度小于CuS、PbS、CdS C 感谢聆听 每天进步一点点，每天努力不止一点点。 Lavf59.27.100 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$