3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡 第2课时（教学课件）化学沪科版2020选择性必修1

该高中化学课件聚焦难溶电解质沉淀溶解平衡的移动，核心内容包括沉淀的生成、溶解与转化。以锅炉水垢去除问题导入，衔接沉淀溶解平衡基础，通过实验验证（如Mg(OH)₂与盐酸反应）、理论分析（离子积Q与Ksp关系）及典型例题构建学习支架，帮助学生逐步理解平衡移动原理。 其亮点在于融合生活情境（水垢、牙膏护齿）与实验探究（AgCl→AgI→Ag₂S转化实验及视频），通过Ksp定量计算培养科学思维，体现物质性质决定用途的化学观念。助力学生提升解决实际问题能力，为教师提供“情境-探究-分析-应用”的完整教学流程，提升教学效率。

第3章 水溶液中的离子反应与平衡 3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡 第2课时 沉淀溶解平衡的移动 沪科版 2020选择性必修1 沉淀的转化 2 沉淀的生成和溶解 1 知识导航 1.能从化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解和转化，掌握用沉淀溶解平衡原理分析相关现象。 3.学会运用沉淀溶解平衡原理解决实际问题，如除水垢、钡餐选择等。 2.从定量的角度分析沉淀的生成与转化，理解溶度积常数在沉淀转化中的应用。 明·学习目标 锅炉内结垢浪费燃料，而且会使锅炉内管道局部过热，严重时还可能引起爆炸。 有没有大神，帮忙处理下：如何去除水垢呢? 引·新课导入 01 沉淀的生成和溶解 沉淀的溶解 查阅资料可知：水垢主要成分有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4 等 请运用沉淀溶解平衡的原理解释原因 沉淀的生成和溶解 探·知识奥秘 沉淀的溶解 Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)＋2OH-(aq) CaCO3(s) Ca2+ (aq)＋CO32-(aq) CaSO4(s) Ca2+ (aq)＋SO42-(aq) 沉淀 溶解 理论分析 以上这些沉淀溶解平衡是否存在呢？ 沉淀的生成和溶解 探·知识奥秘 7 向两支盛有少量Mg(OH)2固体的试管中滴加适量的蒸馏水和酚酞试剂。 氢氧化镁沉淀 存在溶解平衡 Mg(OH)2 固体 沉淀的溶解 实验验证 沉淀的生成和溶解 探·知识奥秘 对于氢氧化镁的沉淀溶解平衡，加入盐酸是如何导致氢氧化镁溶解的呢? 探·知识奥秘 加 盐酸 Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)＋2OH-(aq) 消耗 OH- c(OH-) 减小 Q ＜ Ksp 平衡向溶解的方向移动 Mg(OH)2 溶解 如何设计实验证明呢? 沉淀的溶解 理论分析 沉淀的生成和溶解 探·知识奥秘 10 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 添加的试剂 蒸馏水 盐酸 现象 沉淀的溶解 实验验证 沉淀的生成和溶解 探·知识奥秘 11 探·知识奥秘 添加的试剂 蒸馏水 盐酸 现象 沉淀 不溶解 沉淀 溶解 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。 沉淀的溶解 实验结论 沉淀的生成和溶解 探·知识奥秘 13 Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) ＋ 2OH-(aq) H2O ＋H+ 解释：对于Mg(OH)2的沉淀溶解平衡，H+与OH-反应，使c(OH-)减小，使Q＜Ksp，平衡向沉淀溶解的方向移动，只要盐酸足够，沉淀完全溶解。 沉淀的溶解 理论分析 沉淀的生成和溶解 探·知识奥秘 14 【示例】运用沉淀溶解平衡解释稀盐酸除碳酸钙的原理 CaCO3(s) Ca2+ (aq) ＋CO32-(aq) ＋ H+ HCO3- (aq) ＋H+ H2CO3 H2O＋CO2↑ 解释：CO2气体的生成和逸出，使CO32-的浓度不断减小，使Q ＜ Ksp，平衡向沉淀溶解的方向移动。只要盐酸足够，沉淀完全溶解。 析·典型范例 15 02 沉淀的转化 思考：生活中，我们可以用可乐除去烧水壶里的水垢(碳酸钙)，什么原理呢? CaCO3＋H2O＋CO2＝Ca(HCO3)2 陈年老水垢，可用白醋和柠檬酸等或者换个水壶 探·知识奥秘 影响较小 Ca(OH)2(s) H+＋Cl- HCl H+和Cl-对该沉淀溶解平衡无影响 硫酸钙该如何除去呢? 实验结论：加入盐酸，不能使CaSO4溶解 思考：水垢中的CaSO4，能用稀盐酸能除去吗? CaSO4(s) Ca2+ (aq)＋SO42-(aq) H2O H+ ＋ OH- 探·知识奥秘 18 除去水垢中的CaSO4，用Na2CO3溶液浸泡一段时间，再以盐酸浸泡，可除去CaSO4。 硫酸钙除去方案： CaSO4 CaCO3 CO2 Na2CO3 HCl 从沉淀溶解平衡的角度，对上述沉淀溶解现象进行解释? 沉淀的转化 探·知识奥秘 19 酸洗 除去 CaSO4(s) Ca2+ (aq)＋SO42-(aq) 加 Na2CO3 消耗 Na2CO3 c(Ca2+) 减小 Q ＜ Ksp 平衡向溶解的方向移动 CaSO4 溶解 生成CaCO3 c(Ca2+ )减小 理论分析 沉淀的转化 探·知识奥秘 20 CaSO4(s) Ca2+ (aq)＋SO42-(aq) CaCO3(aq) ＋H+ 沉淀的转化 解释： 对于CaSO4的沉淀溶解平衡， CO32-与Ca2+反应，使c(Ca2+)减小，使Q＜Ksp，平衡向CaSO4溶解的方向移动，生成的CaCO3 ，可用盐酸除去。 理论分析 沉淀的转化 探·知识奥秘 21 沉淀转化 比较完全 上述沉淀的转化过程离子方程式可以表示为 CaSO4(s) Ca2+ (aq)＋SO42-(aq) CaCO3(aq) ＋H+ CaSO4(s)＋CO32-(aq) CaCO3 (s)＋SO42-(aq) ≈1.4×104 ＝ ·c (Ca2+) c(SO42-) c(CO32-) ·c (Ca2+) Ksp(CaSO4) Ksp(CaCO3) ＝ 4.9×10-5 3.4×10-9 ＝ K＝ c(SO42-) c(CO32-) 沉淀的转化 探·知识奥秘 22 根据CaSO4(25 ℃ Ksp ＝ 4.9×10-5 )转化为CaCO3(25 ℃ Ksp＝3.4×10-9 )事实，小鹿同学推测：溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀，请同学们设计实验进行验证上述结论。 探·知识奥秘 向盛有 2 mL 0.1 mol/L NaCl 溶液的试管中滴加 2滴0.1 mol/L AgNO3溶液，观察并记录现象。 步骤一 振荡试管，然后向其中滴加 4 滴 0.1 mol/L KI 溶液，观察并记录现象。 步骤二 振荡试管，然后再向其中滴加8滴0.1 mol/L Na2S溶液，观察并记录现象。 步骤三 实验验证 沉淀的转化 探·知识奥秘 探·知识奥秘 步骤 一 二 三 现象 生成白色沉淀 生成黄色沉淀 生成黑色沉淀 实验现象 沉淀的转化 探·知识奥秘 Ag2S 沉淀 AgCl 沉淀 AgI 沉淀 2 mL 0.1 mol/L NaCl 溶液 生成 白色 沉淀 白色沉淀 转化为 黄色沉淀 黄色沉淀 转化为 黑色沉淀 2滴 0.1 mol/L AgNO3溶液 4滴 0.1 mol/L KI溶液 8滴 0.1 mol/L Na2S溶液 Ksp＝6.3×10-50 Ksp＝1.8×10-10 Ksp＝8.5×10-17 大 小 理论分析 沉淀的转化 探·知识奥秘 Ag+虽好，但不能过量哦！ 细节：若银离子过量，加入KI溶液后，I-会与过量Ag+生成沉淀AgI，无法证明AgI是由AgCl沉淀通过平衡移动转化成的。同理，加入Na2S溶液后，S2-会与过量Ag+生成沉淀Ag2S，无法证明Ag2S是由AgI沉淀通过平衡移动转化成的。 2 mL 0.1 mol/L NaCl 溶液 生成 白色 沉淀 白色沉淀 转化为 黄色沉淀 黄色沉淀 转化为 黑色沉淀 2滴 0.1 mol/L AgNO3溶液 4滴 0.1 mol/L KI溶液 8滴 0.1 mol/L Na2S溶液 理论分析 沉淀的转化 探·知识奥秘 解释：当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，溶液中Ag+与I-的离子积[Q(AgI)＞Ksp(AgI)]，因此，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，直至建立新沉淀溶解平衡。 AgI(s) 黄色 ＋ I-(aq) AgCl(s) Ag+(aq)＋Cl-(aq) AgCl(s)＋I-(aq) AgI(s)＋Cl-(aq) 离子方程式：__________________________________________________ 白色 归纳总结 沉淀的转化 探·知识奥秘 29 离子方程式：__________________________________________________ 解释：当向AgI沉淀中滴加Na2S溶液时，溶液中Ag+与S2-的离子积——Q(Ag2S)＞Ksp(Ag2S)，因此 Ag+与S2-结合生成Ag2S沉淀，导致AgI的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，直至建立新沉淀溶解平衡。 2AgI(s)＋S2-(aq) Ag2S(s)＋2I-(aq) Ag2S(s) 黄色 黑色 ＋ S-(aq) AgI(s) Ag+(aq)＋I-(aq) 归纳总结 沉淀的转化 探·知识奥秘 30 观看实验视频，填写教科书77页【实验探究】的表格 探·知识奥秘 注意：溶解度小的沉淀在一定条件下也能转化为溶解度大的沉淀。 一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。两者的溶解度差别越大，转化越容易。 生成沉淀与离子的浓度有关，当Qc＞Ksp时才能生成沉淀，较小的沉淀在一定条件下可以转化成溶解度较大。 如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，可以生成溶解度较大的BaCO3沉淀。 沉淀的转化实质 沉淀的转化 探·知识奥秘 32 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)。请运用沉淀溶解平衡的原理解释原因。 闪锌矿 (ZnS) 方铅矿 (PbS) 铜蓝 (CuS) 沉淀的转化 探·知识奥秘 33 闪锌矿(ZnS) 铜蓝(CuS) ZnS(s) S2-(aq)＋Zn2+(aq) ＋Cu2+(aq) CuS(s) ZnS(s)＋Cu2+(aq) CuS(s)＋Zn2+(aq) Ksp ＝6.3×10-36 Ksp ＝1.6×10-24 转化分析 反应的离子方程式表示为 分析：闪锌矿(ZnS)转化为铜蓝(CuS) 沉淀的转化 探·知识奥秘 铜蓝(CuS) ＋Cu2+(aq) CuS(s) PbS(s) + Cu2+(aq) CuS(s) + Pb2+(aq) 方铅矿(PbS) Ksp ＝6.3×10-36 Ksp ＝8.0×10-28 PbS(s) S2-(aq)＋Pb2+(aq) 转化分析 反应的离子方程式表示为 分析：方铅矿(PbS)转化为铜蓝(CuS) 沉淀的转化 探·知识奥秘 我国拥有世界上规模最大、最壮观的喀斯特地貌。究其原因是难溶的CaCO3和微溶的Ca(HCO3)2随着环境的变化而变换形式，经过漫长岁月的积聚、溶蚀而产生的钟乳石奇景。请写出上述过程中涉及的化学方程式，并从沉淀溶解平衡的角度进行解释。 石灰岩主要成分是碳酸钙，难溶于水，当溶有CO2的水流经石灰岩时，能够发生和建立如下平衡： CaCO3(s) Ca2+ (aq) ＋CO32-(aq) CO2＋ H2O 2HCO3- (aq) 总反应的离子方程式为： CaCO3＋H2O＋CO2＝Ca2+ ＋HCO3- 析·典型范例 牙齿表面覆盖的牙釉质是人体中最坚硬的部分，起着保护牙齿的作用，其主要成分为羟基磷酸钙［Ca5(PO4)3OH］。在牙齿表面存在如下平衡： 牙膏里的学问 口腔细菌在糖代谢过程中释放出来的有机酸可溶解羟基磷酸钙，会穿透牙釉质造成龋齿 在牙膏里添加的 F-会跟羟基磷酸钙生成更加难溶的氟磷酸钙，Ksp分别为6.8×10-37 和 1.0×10-60，发生如下沉淀转化反应： Ca5(PO4)3OH(s) + F-(aq)＝Ca5(PO4)3F(s) + OH-(aq) Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + OH-(aq) Ca5(PO4)3OH(s) + 4H+(aq) 5Ca2+(aq) + 3HPO42-(aq) + H2O(l) 研究证实，氟磷酸钙比羟基磷酸钙更能抵抗酸的侵蚀。牙釉质层的组成发生了 变化，氟磷酸钙的晶体结构更稳定。此外，氟离子的碱性比氢氧根离子弱，更不易与酸反应，从而使牙齿有较强的抗酸能力。含氟牙膏可以有效地保护牙釉质，使人们的牙齿更健康。同时，需要注意的是氟也并非多多益善，氟过量会造成氟斑牙和氟骨症。 迁·拓展延伸 1．在AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。下列叙述中正确的是(　　) A．常温下，AgCl悬浊液中c(Cl－)≈1.34×10－5 mol·L－1 B．温度不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，Ksp(AgCl)减小 C．向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr) D．常温下，将0.001 mol·L－1 AgNO3溶液与0.001 mol·L－1KCl溶液等体积混合，无沉淀析出 A 练·技能实战 2．某pH＝1的ZnCl2和HCl的混合溶液中含有FeCl3杂质，为了除去FeCl3杂质，需将溶液调至pH＝4。在调节溶液pH时，应选用的试剂是(　　) A．NaOH B．ZnO C．ZnSO4 D．Fe2O3 B 练·技能实战 3．已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列说法正确的是(　　) A．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大 B．25 ℃时，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大 C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小 D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2 B 练·技能实战 4．25 ℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝1.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6 ×10－24。下列关于常温时的有关叙述正确的是(　　) A．硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大 B．将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到1.6×10－23 mol·L－1 C．除去工业废水中含有的Cu2＋，可采用FeS固体作为沉淀剂 D．向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中c(Fe2＋)变大、c(S2－)变小，但Ksp(FeS)变大 C 练·技能实战 5．CoHPO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，下列说法正确的是(　　) A．温度一定时，Ksp(CoHPO4)随c(HPO42-)的增大而减小 B．三个不同温度中，313 K时Ksp(CoHPO4)最大 C．283 K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液 D．283 K下的CoHPO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液 B 练·技能实战 3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡 课时2 沉淀溶解平衡的移动 沉淀的生成 沉淀的溶解 沉淀转化的过程探究 沉淀转化的实质与条件 沉淀转化的应用 沉淀的生成和溶解 沉淀的转化 理·核心要点 感谢 您的聆听 THANKS 沪科版 2020选择性必修1 Lavf59.34.101 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $